| Boletín CF+S > 42/43: Simposio Internacional Desarrollo, Ciudad y Sostenibilidad > http://habitat.aq.upm.es/boletin/n42/ac-scor.html |
Resumen: El texto presente es el resultado del análisis de las diversas aplicaciones metodológicas, en la concepción de una arquitectura bioclimática, reconociendo pasos, parámetros y variables de referencias tendientes a lograr tanto una conducta de una buena práctica en el campo de la arquitectura y el urbanismo, como la aplicación de una estrategia bioclimática de acuerdo con el lugar.
El siguiente trabajo hace un análisis de las diferentes bibliografías que contienen metodologías y análisis de estrategias bioclimáticas o simples recomendaciones de diseño.
La preocupación nace de una generalización en la aplicación de estrategias o planteamientos de diseño, no importando el lugar y obviando las condiciones del clima como también de otras variables que son importantes en el planteamiento de cualquier espacio habitado por el hombre.
¿Qué es una estrategia bioclimática?, en arquitectura y urbanismo una estrategia bioclimática es un conjunto de acciones de diseño en relación a los sistemas pasivos y activos que se llevan a cabo para lograr el estado de confort térmico produciendo un ahorro de energía.
Estas estrategias deberán respetar ciertas premisas, Olgyay en su libro Arquitectura y clima, deja establecido el siguiente contexto. «El proceso lógico sería trabajar con las fuerzas de la naturaleza y no en contra de ellas, aprovechando sus potencialidades para crear unas condiciones de vida adecuadas. Aquellas estructuras que, en un entorno determinado, reducen tensiones innecesarias aprovechando todos los recursos naturales que favorecen el confort humano, pueden catalogarse como climáticamente equilibradas» (Olgyay, 1963).
Las buenas prácticas de un diseño bioclimático en base a estrategias corresponden a dónde o en qué lugar se van a aplicar; para ello es necesario reconocer los siguientes factores: el microclima (radiación solar, orientación solar, viento, precipitaciones, luminosidad ambiental), además de las condiciones particulares que presente el lugar tales como la topografía del terreno, la vegetación, la contaminación, la estructura urbana, su ubicación geográfica tanto como su latitud, altura, etc.
Así mismo el uso racional en las edificaciones de materiales del lugar es imprescindible en un planteamiento energético pasivo donde las condiciones de estos, por ejemplo, la inercia térmica y la relación con el clima del lugar, proponen equilibrios necesarios en su uso particular en los proyectos urbanos y arquitectónicos; y es la base para el logro a posterior de una arquitectura sustentable.
Los aspectos antropológicos-culturales desde el punto de vista del bioclima no son solo aspectos que dan cuenta del acercamiento o acomodo de la arquitectura al clima a través de la vivencia y experiencia de años, que se reflejan en una arquitectura vernácula, sino que es un parámetro que establece las condiciones propias de quien habita un lugar de una determinada manera reconociendo los usos de este y los límites que este debe alcanzar, para así no producir impactos que modifiquen el propio entorno.
El texto, más allá de establecer las carencias en el análisis inicial de parámetros que son clave para una línea de base que caracterice las condiciones para poder construir una determinada estrategia, y así ser aplicada para el logro de un determinado objetivo, quiere precisar las condiciones que deberían cumplirse en la elaboración de una estrategia bioclimática.
El concepto del bioclima lo utiliza Wladimir Köppen, climatólogo alemán de principios del siglo pasado, en el año 1990, que realiza estudios sobre la adaptación climática de la vegetación, desarrolla la idea de que la vegetación natural es el mejor reflejo del clima y combina las medias anuales de temperaturas y precipitación junto con la estacionalidad de las precipitaciones. Se debe destacar que Köppen determina cinco zonas climáticas básicas (tropical-lluviosa, seca, templada, boscosa-fría y polar), posteriormente los hermanos Olgyay desarrollan un término en asociación con el desarrollo espacial en las edificaciones.
En la actualidad nos encontramos con un desarrollo cada vez más complejo sobre el término «Arquitectura Bioclimática»; estas son algunas definiciones o alcances sobre el tema:
Se trata de un concepto claro en su origen, relación entre clima, la arquitectura y los seres vivos... La arquitectura bioclimática representa el empleo y uso de materiales y sustancias con criterios de sostenibilidad... representa el concepto de gestión de energía óptima de los edificios de alta tecnología, mediante la captación, acumulación y distribución de energías renovables pasiva o activamente, y la integración paisajista y empleo de materiales autóctonos y sanos.Neila, 2004
No existe una arquitectura bioclimática, sino la arquitectura, simple y llanamente(...) El bioclima nos ofrece tan solo un conjunto de datos, condicionantes o determinantes, que habrán de tenerse en cuenta en el diseño arquitectónico(...) Esta concepción considera como fundamentos básicos de la arquitectura a tres grandes aspectos: el lugar, la historia y la cultura.López de Asiaín, 1997
Entendemos como arquitectura bioclimática aquella que optimiza sus relaciones energéticas con el medioambiente que la rodea mediante su propio diseño arquitectónico. En la palabra bioclimática se intenta recoger el interés por la respuesta del hombre, el bios, como usuario del edificio, y del ambiente exterior, el clima, como afectantes de la forma arquitectónica.Serra, 2005
De una mera relación del hombre con su medio natural, relación que principalmente estaba definida por un concepto de bienestar térmico, el concepto de una arquitectura bioclimática se ha ido desarrollando para ser la herramienta concreta que sostenga una parte de la llamada arquitectura sustentable, en lo que se refiere a, relación medio ambiente natural-relación con aspectos históricos, culturales y estéticos—la temporalidad, mantenimiento y vida útil. Esto plantea la necesidad de un desarrollo más concreto en el conocimiento de estos factores y un desarrollo en la aplicación de los elementos referidos a estos.
Se han desarrollado algunos pasos metodológicos para el logro de una arquitectura bioclimática, metodologías que según sus autores tienen ciertas particularidades, esto además va construyendo un pensamiento de la concepción de una arquitectura bioclimática más territorial; primeramente para lograr esta adecuación ambiental (Olgyay (1963)), establece secuencias para la interrelación de cuatro variables:
Fuente: Olgyay, 1963
| Clima | Biología | Tecnología | Arquitectura |
| Análisis de los elementos climáticos del lugar escogido. | Realizar una evaluación de las incidencias del clima en términos fisiológicos. | Análisis de las soluciones tecnológicas adecuadas para cada problema de confort climático. | Combinación de las soluciones. |
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Se analizan según la características del lugar :
T°,Hr, Rs, efecto Vientos. y efectos modificados de las condiciones del microclima | Basada en las sensaciones humanas , llevadas a una gráfica bioclimática se obtiene una diagnosis de la región. |
| La aplicación arquitectónica de las tres primeras fases debe desarrollarse y equilibrarse de acuerdo con la importancia de los diferentes elementos. |
Ester Higueras (2006) propone la siguiente metodología, para lograr que en cada lugar la ordenación sea consecuente con el medio en que se desarrolla:
Fuente: Esther Higueras (2006)
| Clima | Objetivos | Necesidades | Estrategias Urbanas |
| Conocimiento del medio + conocimiento del clima |
Jaime López de Asiaín (1997) propone una metodología para abordar el análisis bioclimático que pretende reconocer toda la diversidad de los factores a considerar y establece niveles de relación entre ellos suficientemente operativos:
Fuente: López de Asiaín, 1997
| Procedimiento | ||||
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Javier Neila (2004) en el texto Arquitectura Bioclimática ordena el análisis de trabajos sobre construcciones que se incluyen en el Clima y los invariantes en la arquitectura popular, con los siguientes pasos:
Fuente: Neila, 2004
| Situación | La condición contextual geográfica/relación con la edificación. |
| Clima | Descripción del clima, en sus diferentes escalas. |
| Condiciones medioambientales | Descripción de las condiciones ambientales del lugar/relación con la edificación. |
| Condiciones socioeconómicas | Referentes económicos, de la edificación, perfil del usuario. |
| Descripción formal | Descripción formal de la edificación y situaciones espaciales complementarias a esta. |
| Descripción constructiva | Descripción del sistema constructivo. |
| Aprovechamiento medioambiental y estrategias bioclimáticas | Estrategias bioclimáticas contenidas en la edificación. |
Neila también define una relación directa entre tres aspectos en la aplicación de las estrategias:
Fenómeno — Estrategia básica — Estrategia específica
Los parámetros bioclimáticos son determinantes en los estudios para una arquitectura que guarda relación con el lugar; estos son dependientes del medio ambiente, su propósito está vinculado a la sensación térmica del que habita. Serra (2005) en relación a este punto plantea la existencia de manifestaciones particulares energéticas, que serán típicas de un lugar, a ello le llama «preexistencias ambientales», estas no sólo pueden ser características climáticas, también pueden ser sociales, culturales, etc.
Fuente: Serra, 2005
| Factores geográficos: | Latitud, hidrografía, relación tierra-agua, topografía, etc. |
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Factores tecnológicos: | Flora (vegetación de todo tipo, árboles) y fauna. |
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Factores biológicos: | Industria, edificación, vías de comunicación, etc. |
Según Serra estos factores están relacionados y la variación de uno de ellos puede afectar a los otros; estos factores nos entregarán las características ambientales, así es como hablamos de preexistencias ambientales, que serían por ejemplo, la Radiación solar, la T°, la Hr. del aire, la luminancia, el paisaje.
De los textos como el de Arquitectura y clima en Andalucía, Manual de diseño (AAVV, 1997) y de Helena Granados (2006), se destaca la inclusión del Mesoclima como unidad climática que nos entrega características propias de una zona; esto da una escala más próxima del conocimiento de los parámetros y una aproximación a la caracterización del lugar, asociada a unidades territoriales, como mesoclima de montaña, mesoclima de valle, mesoclima próximo a masas de agua, mesoclima de bosque, núcleos urbanos.
En la relación entre clima y territorio, Neila establece seis factores climáticos, que nos entregarán las características inalterables del lugar:
Fuente: Neila, 2004
| Factor | |
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Latitud del lugar: | Ubicación con relación a la posición aparente del sol. |
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De continentalidad: | Distribución de los continentes y la relación con la radiación solar. |
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Orográfico: | Mide la presencia y la ausencia de barreras montañosas y sus consecuencias climáticas. |
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Temperatura de la superficie del mar: | Condición regulatoria de temperatura del agua. |
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Altitud sobre el nivel del mar: | Influencia sobre la temperatura. |
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Naturaleza de la superficie de la tierra: | Color, composición y estructura y relación con la temperatura. |
Neila nos entrega además una cantidad más global de elementos climatológicos, estos son los resultantes de los factores, que guardan vinculación para formar entradas más complejas:
Fuente: Neila, 2004
| Propiedades físicas de la atmósfera: | Temperatura, humedad, presión atmosférica, radiación y viento. |
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Fenómenos meteorológicos: | Lluvias o nieve, tormentas, nubes, nieblas. |
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Composición química: | Composición química de la atmosfera y precipitación. |
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Unidades ecológicas-agrícolas: | Fauna, flora y explotaciones agropecuarias o ganaderas. |
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Unidades paisajísticas: | Tipos de paisaje generados por el clima (desiertos, bosques, etc.). |
Cuando observamos el cuadro anterior, se visualiza el avance de observaciones cada vez más concretas de los elementos climáticos como sistemas vinculados entre la actividad del hombre y su entorno natural; este punto pasa a ser muy importante en la buena práctica de la aplicación de una estrategia, pues se reconoce como parte de un sistema de variables dependientes, donde la mayoría de esas variables son propias del sistema natural.
El medio ambiente es nuestro lugar, desde el punto de vista bioclimático, de ahí nacen los parámetros del lugar ya sean estos climáticos, geográficos, sociales u otros; estos definen las condiciones, particularidades, las funciones y sus comportamientos. El hombre en este medio ha desarrollado sistemas urbanos y edificaciones, los cuales se consideran sistemas abiertos, porque existen tanto aportes como pérdidas de energía; estas van desde y hacia el exterior, este intercambio térmico depende tanto de la diferencia de temperatura entre espacios como de las variaciones psicrométricas producidas mediante infiltración y ventilación. El hombre en su historia ha construido su cobijo aprovechando, modificando este sistema, es decir ha propuesto condiciones de diseño arquitectónico que han dado respuesta a estas intenciones de habitabilidad térmica.
Olgyay para poder lograr esta adaptación del clima, después de la representación en su carta bioclimática de los datos de elementos climáticos básicos y su posterior diagnosis del clima respecto a la zona de bienestar térmico, plantea la «Traducción en el diseño de las medidas compensatorias y correctivas para adaptar el edificio al clima. Estas medidas pueden comprender: emplazamiento del edificio (localización en terreno); su orientación: su forma; distribución y tamaño de las superficies acristaladas, protección solar, tratamientos de la vegetación del entorno, etc»(Yañez, 2008). Conceptualmente con la aparición del objetivo y la estrategia tenemos el término del proceso de la vinculación de los aspectos o factores de un lugar con la arquitectura que allí se va a desarrollar.
Las estrategias bioclimáticas son las decisiones de diseño que van a dar respuestas a las características propias de un clima determinado. Estas respuestas serán las que correspondan a la diversidad de factores que determinan el clima del lugar, y como se dijo con anterioridad tanto a los factores climáticos como a los geográficos y sociales:
Para que se cumpla el objetivo de mejorar el bienestar de los espacios interiores con el menor coste energético, se aplican conocidas técnicas bioclimáticas que trabajan frente a dos requisitos: durante el invierno es necesario minimizar las perdidas térmicas a través de los cerramientos y captar energía, y durante el verano, evitar y eliminar el sobrecalentamiento.Neila, 2004
En este párrafo aparecen claramente las variables climáticas y sociales con un objetivo determinado. A continuación como ejemplo se desarrollarán los aspectos que guardan relación con los aspectos térmicos y sociales, estos últimos desde el punto de vista del bioclima. No ha habido explicitación a través de una metodología que dé cuenta de una acción determinada para poder ser aplicada en un diseño más específico, aparece solo como un aspecto de valoración.
En relación a los aspectos térmicos, Neila en lo que se refiere a sistemas pasivos dentro de una concepción bioclimática, plantea otra relación fundamental, que los califica de pilares fundamentales:
Captación de energía — Distribución — Almacenamiento
Protección — Refrigeración
Estos aspectos sintetizan las condiciones básicas que son propias en un sistema bioclimático y determinan las actuaciones para lograr un estado de confort térmico:
| Calefacción | Sistema de captación de calor | Sistema de captación directa |
| Sistema de captación indirecta | ||
| Sistema de captación independiente | ||
| Sistema de acumulación | Elementos de acumulación directos | |
| Elementos de acumulación indirectos | ||
| Sistemas de distribución | Distribución directa, superficial | |
| Distribución indirecta, por conducciones de aire | ||
| Humidificación | ||
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Refrigeración | Protección solar | Protección de huecos |
| Protección de cerramientos | ||
| Refrigeración | Por masa térmica | |
| Por evaporación | ||
| Ventilación natural | ||
| Deshumidificación convencional |
Los diagramas, tanto de Olygay para espacios urbanos como Givoni para edificaciones, nos presentan estrategias bioclimáticas asociadas a las condiciones climáticas, específicamente la relación entre temperaturas medias, humedades relativas medias, etc.; estas estrategias se vinculan a determinadas acciones de diseño. Los diagramas bioclimáticos facilitan el análisis de las características del clima de una situación particular desde el punto de vista del confort humano; existen correctores de estas mismas cartas, Neila propone un climograma de bienestar adaptado basado en el climograma empleado por Olgyay con avances en la teoría de bienestar mostrado por la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Mahony propone un método para el diseño del hábitat en países tropicales, el cual después entrega un conjunto de recomendaciones de diseño arquitectónicos, asociadas a indicadores:
| Datos (para cada mes) | Media mensual de las temperaturas diarias máxima y mínima. |
| Media mensual de las humedades relativas máxima y mínima. | |
| Precipitación media en mm de Hg. | |
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Estrés térmico (Se genera, mes a mes, tanto para el día como para la noche, tres posibles indicaciones) | Sensación térmica de calor. |
| Sensación térmica de frío. | |
| Confort. |
| Indicadores | Recomendaciones |
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Existe una cadena o relación de estrategias para cada lugar, así es que para asegurar el mejor sistema de estrategias que de buen resultado al propósito buscado se deberá contar con los parámetros que faciliten la elección de la estrategia utilizada, es decir, un parámetro de control de calidad de la estrategia. Relaciones de las estrategias con situaciones: correspondencia a una determinada variable, condición o parámetro.
López de Asiaín (1997), dentro de los pasos para una metodología de análisis bioclimático, establece un paso que denomina «Ordenación e interrelación entre los datos. Contradicciones, ajustes y valoraciones de los mismos», estas son relaciones entre factores biofísicos y condiciones medias de bienestar humano:
Fuente: López de Asiaín, 1997
| Compatible: | Aislamiento térmico / Aislamiento acústico |
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Contrapuesto: | Aislamiento térmico / Iluminación |
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Semicompatibles: | Aislamiento acústico / Iluminación |
A continuación se describen a modo de ejemplo comparativo los pasos secuenciales que aplican el estudio bioclimático; estas acciones se encuentran dentro de un contexto de actuación, que seria el clima, el lugar, el medio social y la estrategia.
| Ejemplo 1 | Ejemplo 2 | Pasos | ||
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Clima Mesoclima | T | T | Elemento climático | Lugar, su contexto |
| Agua/Tierra | Tierra | Factor climático | ||
| Suave | Con extremos | Clima | ||
| Factor microclimatico | ||||
| x° | x° | Latitud | ||
| Día / Noche | Día / Noche | Duración temporal | ||
| Oscilación térmica | Oscilación térmica | Fenómeno | ||
| T=T | T/T | |||
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Estrategias | Calefacción - Refrigeración | Calefacción - Refrigeración | Objetivo | |
| Estrategia básica | ||||
| Característica desde lo social | Característica desde lo social | Uso del espacio | Cultural | |
| Estrategia especifica |
| Pasos | Actuación |
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Elemento climático | Para el caso del bioclima son parámetros independientes, provocadores, que determinan comportamientos en la acción de una arquitectura bioclimática. |
| Factor climático | Variables con relaciones directas con el fenómeno que determinara la estrategia. |
| Clima | Determinación del fenómeno o fenómenos que ocurren. |
| Factor microclimatico | Acción dirigida a lograr los niveles de confort térmico propios del habitantes el lugar. |
| Latitud | Caracterización, acción dirigida a lograr los niveles de confort térmico propios del habitantes el lugar. |
| Duración temporal | Caracterización, acción dirigida a lograr los niveles de confort térmico propios del habitantes el lugar. |
| Fenómeno | Caracterización de las leyes del fenómeno físico. |
| Objetivo | Plan estratégico para el propósito de un resultado térmico. |
| Estrategia básica | Acción que se quiere lograr. |
| Uso del espacio | Caracterización del espacio o fin social. |
| Estrategia especifica | Diseño específico. |
Las buenas prácticas de un diseño bioclimático, en base a estrategias que debieran estar referida a las condiciones particulares que presente el lugar, sus parámetros con la geografía, vegetación, ruido y contaminación, serán determinantes para desarrollar el proyecto. Los factores climáticos como temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y radiación, proporcionarán un vínculo con el medio ambiente teniéndolos particularmente presentes para desarrollar un buen diseño.
Una de las condiciones que siempre nos estrega el lugar tiene que ver con la arquitectura y los espacios vernáculos urbanos y de edificaciones; estos espacios siempre nos entregarán conocimiento, experiencia y práctica. Hablaremos entonces siempre de construir con el microclima, haciendo referencia a la condición propia de un lugar específico.
Condiciones que debe cumplir la estrategia:
Acciones de buenas prácticas de las estrategias:
La estrategias nos muestran que las edificaciones o parte de ellas desde el punto de vista climático deben ser móviles, dinámicas, el edificio no puede ser el mismo en verano que en invierno, no puede ser el mismo al medio día que por la mañana, tarde o noche. Ahora, dicho de otra manera desde el punto de vista de la estrategia, si se quiere tener un espacio, elemento o estructura multifuncional que dé cabida a toda las variedades que nos presenta el entorno natural, se debe tener la precisión para que los acontecimientos térmicos se sucedan en completa relación y precisión. Así es que las estrategias deben ser cuidadosamente elegidas y establecer relaciones entre ellas, teniendo presente que la estrategia no está ligada solamente a las condiciones de los factores climáticos, sino a las condiciones que el mismo lugar propone y a los factores de los que ella misma está compuesta.
Por otra parte, los conceptos de diseño arquitectónico y los conceptos de diseño bioclimático, frecuentemente son tratados por partes, ocasionando que el arquitecto produzca una vivienda compuesta por una sumatoria de dispositivos antes que una obra de arquitectura, lo cual debería ser su objetivo principal. Con la idea anterior hay que tener cuidado de nuevo en el sentido de la forma por la forma; la pregunta es cuál es el objetivo de la arquitectura.
Para hablar de una arquitectura pasiva, mirada desde el ámbito de lo energético, debemos tener cuidado en no llegar a disociar los sistemas pasivos objetuales (muro trombe, etc); estos, de la misma manera que los sistemas activos, independizan el control de la energía, liberando la acción del diseño espacial como lo haría cualquier sistema convencional. Esto nos entrega también un orden en la concepción de una buena estrategia bioclimática donde el espacio como primera instancia, espacio que también marca el sentido social de este, al ser habitado por el hombre, es el que vincula los parámetros climáticos del lugar y el microclima habitable.
Mientras tengamos una aproximación más verdadera a la realidad existente de la habitabilidad del hombre con su medio natural, habrá que recordar que siempre nos encontraremos contractando el sistema del medio ambiente natural y el sistema de ocupación que el hombre hace de él; mientras la arquitectura bioclimática se acerque más a una arquitectura del medio natural y no solo a una arquitectura del confort térmico, podrá ser parte real de la base de una arquitectura sustentable.
Alcaraz Ariza, Francisco José (2009) Práctica 1: Geobotánica, Bioclimatología con R Universidad de Murcia, España. Versión del 6 de marzo de 2009.
Gallo, C.; Sala, M.; Sayigh, A.M.M. (1998) Architecture: Comfort and Energy Pergamon
Granados, Helena (2006) Principios y estrategias del diseño bioclimático en la arquitectura y el urbanismo Eficiencia energética, Consejo Superior de los Colegios de Arquitectos de España.
Higueras García, Esther (2006) Urbanismo Bioclimático Gustavo Gili
López de Asiaín, Jaime; González Sadino, Rafael; y otros (1997) Arquitectura y Clima en Andalucía Manual de Diseño Junta de Andalucía. Consejería de Obras públicas y Transportes.
Neila,Javier (2004) Arquitectura Bioclimática. En un entorno sostenible. Editorial Munilla-Leria.
Neila González, Javier; Bedoya Frutos , César; Gómez Osuna, José Miguel; García Santos, Alfonso (2005) Vivienda Bioclimática autosuficiente en Washinton: Magic Box Proyecto de la UPM para el concurso Solar Decathlon.
Olgyay, Victor (1963) Design with Climate. Princeton, New Yersey. Princeton University Pres. Reeditado GG 1999: Arquitectura y clima. Manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas
Serra, Rafael; Coch, Helena (2005) Arquitectura y energía natural alfaomega grupo editor, S.A. de C.V.
Yañez,Guillermo (2008) Arquitectura Solar e Iluminación Natural, Conceptos , Métodos y Ejemplos Editorial munilla-Leira.
[1]: Departamento de Arquitectura, Universidad de la Serena,
Chile. Amunategui s/n. Teléfono:+56 51-215226.
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