Cambio climaticoEficiencia Energética

Envolventes: la piel de los edificios

Los elementos que componen las envolventes arquitectónicas permiten la integración de diversos aspectos visuales, protegen del clima y sirven como acabado. Además, respecto del consumo energético de las edificaciones, representa un gran beneficio al reducir la entrada de calor y la demanda eléctrica

Por Antonia Tapia

En materia de eficiencia energética, la envolvente de los edificios juega un rol fundamental. Al respecto, Constructor Eléctrico dialogó con el maestro en Arquitectura, Carlos Eduardo Romo Zamudio, coordinador del diplomado en Arquitectura Bioclimática y Sustentable de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Para el maestro, “la envolvente arquitectónica es la piel del edificio. Se trata de las fachadas, la cubierta y cimentación. Todos aquellos elementos que podamos observar en una fachada o cubierta forman parte de la envolvente arquitectónica: muros, ventanas, canceles, herrerías, domos, techos, velarias, volados, marcos, parteluces, celosías, louvers, cortinas metálicas, anuncios, letreros y logotipos de un inmueble y toldos, a lo que recientemente se han sumado plantas, colectores y fotoceldas, entre otros elementos”.

Cabe destacar que los parámetros que sigue el diseño de un edificio para ser energéticamente eficiente inician, primero, con el reconocimiento y la caracterización del clima donde se realizará la obra; paralelamente se identifica al usuario y su actividad metabólica; se determinan estrategias de diseño bioclimático, tales como un buen asoleamiento y control solar; se favorece tanto la iluminación como la ventilación natural, se definen los materiales de construcción más adecuados en función del clima del lugar y de la actividad del usuario, y se establece un balance térmico entre el interior y el exterior de la construcción.

La envolvente arquitectónica, según expresa el arquitecto, es parte de un sistema físico que abarca el ambiente interior, exterior y cerramientos. Sirve para proteger del clima, forma parte del acabado del edificio, participa en su estabilidad estructural, favorece o impide el asoleamiento, permite la iluminación y ventilación natural, facilita el intercambio de aire, posibilita las vistas del entorno a los interiores de la construcción y, en el mejor de los casos, genera energía para uso y consumo del propio edificio o para cederla a la red de energía de la localidad.

El experto indica que “la envolvente de los edificios reduce la entrada de calor cuando las condiciones del clima son extremas y existe mucha radiación. En ella se establece el control solar o de la ventilación de un edificio y deberá actuar por medio del establecimiento de pautas de aprovechamiento en contraposición a los factores problemáticos que definen las condiciones ambientales”.

De acuerdo con un estudio que publicó la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee), las mejores prácticas en el diseño de la envolvente y la iluminación pueden ahorrar, al menos, 40 por ciento del uso total de energía de un inmueble, mientras que las malas prácticas lo pueden aumentar hasta un 90 por ciento.

Igualmente, revela que el diseño inadecuado de la envolvente de un edificio tiene serias implicaciones ambientales. Un edificio de 10 mil m2 con una vida útil de 30 años emite 9 mil toneladas de CO2 adicionales a la atmósfera y 50 kWh/m2-año de consumo adicional de electricidad. En materia de costos, un diseño incorrecto representa 100 pesos por cada m2 por año por 50 kWh/m2/año de consumo adicional de electricidad y 30 millones de pesos adicionales en la vida útil.

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Opciones. El vidrio fotovoltaico permite reducir la carga térmica y genera energía limpia

Fachadas y tendencias
Complementariamente, las fachadas son un elemento muy importante de la envolvente, representan el rostro del edificio, y a lo largo de la historia de la arquitectura se les ha interpretado de diversas maneras. Su superficie y el diseño derivan de la función de la construcción, de sus materiales, de su ubicación, clima, movimiento histórico o artístico vigente, y de la sensibilidad del propietario o del arquitecto. A la par, otorgan carácter al edificio y cumplen funciones formales, estéticas o simbólicas y son resultado de las necesidades sociales o económicas.

“Las fachadas deben responder a la forma física y a las necesidades energéticas del edificio, al contexto urbano, al desarrollo tecnológico y a nuevos sistemas constructivos, y deberán responder a las inquietudes del propietario y del arquitecto respecto de cada edificio en particular”, comenta el arquitecto.

Hoy en día, para que la envolvente de los edificios ofrezca confort a sus habitantes y mayor eficiencia energética, se emplean dobles fachadas ventiladas que se colocan al frente de la piel del edificio y que se encuentran abiertas en todos sus lados para favorecer el paso del aire. Su ventaja principal es que son un excelente aislante térmico, gracias a que el aire que circula entre ambas fachadas reduce la carga térmica en el interior del edificio, lo que disminuye el empleo de sistemas de refrigeración y calefacción, con lo que se favorece a la ventilación e iluminación natural.

Carlos Eduardo añade: “las fachadas pueden integrar vidrio fotovoltaico y módulos de silicio policristalin. Es de esa manera como, además de reducir la carga térmica, pueden generar energía limpia.

Por otro lado, en los cristales se están empleando materiales fotocrómicos con la finalidad de que se obscurezcan con la acción del sol y se aclaren al anochecer. También se pueden utilizar marimbas de madera estufada, solución que favorece el control solar”.

En cuanto a innovación, Romo Zamudio agrega que en el 9° Congreso de Arquitectura Bioclimática que tuvo lugar en marzo de esto año, en la Facultad de Arquitectura de la UNAM, el maestro Ernesto Ocampo presentó un prototipo de concreto termosolar que aún se encuentra en fase de experimentación y desarrollo. Este material que puede utilizarse en la construcción de envolventes arquitectónicas y pavimentos urbanos, según precisa su descripción, produce potencia eléctrica a partir de espectro infrarrojo, irradiado diariamente por el Sol, depositado en forma de calor en la masa de todos los materiales de construcción tradicionales.

Romo Zamudio asegura que para mejorar las condiciones internas de un edificio y elevar su eficiencia energética es indispensable escuchar al usuario y atender sus necesidades: “Se debe buscar siempre que el usuario mejore sus condiciones de habitabilidad; que las condiciones de luz, color, olor, ruido, temperatura y humedad no altere su estado anímico, ya que al sobrepasar los niveles sobrevienen el estrés y enfermedades. En definitiva, no hay que olvidarse del respeto a uno mismo y al medioambiente”, concluye.

Es necesario destacar que ya no es una opción, sino una necesidad el trabajar bajo la perspectiva del respeto al medioambiente a través de la sostenibilidad de una arquitectura de la envolvente.

Por ejemplo, los materiales más adecuados deben contar con las siguientes características:

  • Bajo contenido energético
  • Emisión reducida de gases de efecto invernadero
  • Ser reciclados
  • Ocupar un buen porcentaje de materiales reutilizados

Actualmente, el trabajo en conjunto permitirá adecuar las edificaciones a las exigencias que se presentan, bajo una dinámica tanto de eficiencia energética como de sostenibilidad.
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