Frente a un clima cambiante, nuestros edificios necesitan resistencia térmica.

La Guía de Diseño de Resistencia Térmica de Ted Kesik podría ser un nuevo estándar.

El Dr. Ted Kesik, Profesor de Ciencias de la Construcción en la Universidad de Toronto, junto con el Dr. Liam O’Brien de la Universidad de Carleton y el Dr. Aylin Ozkan de la Universidad de Toronto, acaban de publicar una Guía de Diseño de Resistencia Térmica. En la introducción explica la razón:

El envejecimiento de la infraestructura energética y los fenómenos meteorológicos extremos debidos al cambio climático pueden dar lugar a prolongados cortes de energía que hacen que los edificios sean demasiado fríos o calientes para ser habitados. El diseño de recintos inteligentes puede aprovechar las medidas pasivas para edificios a prueba de futuro.

Es un documento fascinante que puede cambiar el pensamiento de la gente sobre cómo construir; ciertamente está cambiando el mío.
Casa pasiva o casa de la abuela'/dominio publico

Durante muchos años en TreeHugger hablé de la casa de la abuela y los apóstoles, de aprender cómo la gente construía antes de lo que Steve Mouzon llama la Edad del Termostato, cuando podíamos girar un dial para cambiar la temperatura. Pensé que cada edificio debería ser diseñado con techos altos, ventilación natural y masa térmica para mantenerse fresco en verano; en invierno, uno debería ponerse un suéter y bajar el termostato.

Entonces descubrí Passivhaus o Casa Pasiva, y eso cambió mi pensamiento por completo. Venía con una gruesa capa de aislamiento, ventanas de alta calidad, una envoltura hermética y un sistema de ventilación para entregar aire fresco y limpio en lugar de hacerlo a través de paredes y ventanas con filtraciones. No tenías que ponerte un suéter y, si necesitabas refrigeración, no necesitabas mucho.

Pero para diseñar para la verdadera resistencia térmica, tienes que ser un poco de ambos, un poco de la casa de la abuela y un poco de la casa pasiva. Primero, tienes que considerar:

Autonomía térmica

Kesik, Ted, Liam O’Brien y Aylin Ozkan. Guía de Diseño de Resistencia Térmica, Versión 1.0./Dominio Público

La autonomía térmica es una medida de la fracción de tiempo que un edificio puede mantener pasivamente las condiciones de confort sin entradas de energía del sistema activo.

Aquí es donde diseñas tu edificio para que necesite la menor cantidad de calefacción y refrigeración posible, durante la mayor parte del año. Haciendo esto se reduce el consumo de energía, se alarga la vida de los equipos mecánicos, y se reduce la demanda máxima de la red de energía, una consideración importante si vamos a electrificar todo.

Habitabilidad pasiva

La habitabilidad pasiva es una medida del tiempo que un edificio permanece habitable durante cortes de energía prolongados que coinciden con eventos climáticos extremos.

Así es como solíamos diseñar las cosas antes de la Era del Termostato. Notas de Ted:

Desde el principio de la historia humana, la habitabilidad pasiva ha impulsado el diseño de los edificios. Sólo a partir de la Revolución Industrial, el acceso generalizado a una energía abundante y asequible hizo que la arquitectura dejara de lado la habitabilidad pasiva. El cambio climático está influyendo en los diseñadores de edificios para que reconsideren la dependencia de los edificios de los sistemas activos que se hicieron dominantes durante el siglo XX.

Hemos cubierto esto en TreeHugger antes, señalando que los diseños super-aislantes y Passivhaus se ríen del Vórtice Polar y también se mantienen más frescos en verano.

El tercer factor en la Resistencia Térmica es la resistencia al fuego .

Kesik, Ted, Liam O’Brien y Aylin Ozkan. Guía de Diseño de Resistencia Térmica, Versión 1.0./Dominio Público

Entonces, ¿cómo logras todo esto? De nuevo, con una mezcla de Casa Pasiva y Casa de la Abuela. Esta sección lo resume: mucho aislamiento, minimización de los puentes térmicos, barreras de aire muy apretadas y continuas para controlar la infiltración.

Con ventanas, ventanas de alta calidad, colocadas cuidadosamente para controlar la ganancia solar. Pero realmente hace hincapié en la relación ventana-pared (WWR) que a menudo se pasa por alto o se infravalora. “Demasiado poco cristal reducirá las oportunidades de iluminación natural y las vistas, y demasiado cristal dificulta el logro de un alto rendimiento en términos de confort, eficiencia energética y resistencia”.

kesik, Ted, Liam O’Brien y Aylin Ozkan. Guía de Diseño de Resistencia Térmica, Versión 1.0./Dominio Público

Como el gráfico lo deja muy claro, incluso las mejores ventanas reducen el rendimiento de un edificio y “los edificios muy acristalados nunca pueden ser térmicamente resistentes”. Y no puedes pensar en los elementos por sí solos: “El valor R efectivo global óptimo de todo el recinto del edificio es más importante que la cantidad de aislamiento proporcionado en componentes específicos, como paredes o techos”.

Todo esto funciona bien para hacer frente a la resistencia al frío, pero el Dr. Kesik nos recuerda que, “mientras que la resistencia térmica en tiempo frío ayuda a proteger los edificios contra los daños de las heladas y la congelación de las tuberías de agua, las pruebas indican que la salud humana, en particular la morbilidad y la mortalidad, se ven mucho más afectados por la exposición a las olas de calor prolongadas”.

Bris de soliel en el Ejército de Salvación/ Lloyd Alter/CC BY 2.0

Eso nos lleva de vuelta a la casa de la abuela, con sus dispositivos de sombreado y ventilación natural. Brise soleil como el que usaba Le Corbusier, gafas de sol exteriores como las de Nervi, persianas y persianas exteriores, todos ayudan a mantener el sol alejado pero permiten la ventilación.

Desde la perspectiva de la resistencia térmica, la ventilación natural es principalmente una medida pasiva que debe integrarse con los dispositivos de sombreado para gestionar el sobrecalentamiento debido a las ganancias solares y a las temperaturas exteriores extremadamente altas.

kesik, Ted, Liam O’Brien y Aylin Ozkan. Guía de Diseño de Resistencia Térmica, Versión 1.0./Dominio Público

Este dibujo lo muestra claramente: una sola ventana es prácticamente inútil para la ventilación. Los techos altos con aberturas altas y bajas son mucho más eficaces. Incluso si están en una pared, las aberturas altas y bajas pueden proporcionar una buena ventilación, por lo que me encantaron mis ventanas de doble guillotina afinables.

Luego está la masa térmica. La había descontado, excepto en climas con grandes oscilaciones diurnas, pensando que mucho aislamiento era mucho más importante para la comodidad y la resistencia. Pero el Dr. Kesik escribe:

Los edificios altamente aislados y térmicamente ligeros pueden recalentarse rápidamente en ausencia de una sombra solar efectiva, y si son relativamente herméticos tienden a enfriarse lentamente a menos que estén adecuadamente ventilados.

No se necesita mucha masa térmica para hacer la diferencia, 2 o 3 pulgadas de hormigón pueden hacerlo. “Un enfoque híbrido para configurar la masa térmica de un edificio puede ser muy eficaz cuando los materiales de baja energía incorporada, como la madera en masa, se combinan selectivamente con elementos de masa térmica como los recubrimientos de suelo de hormigón”.

kesik, Ted, Liam O’Brien y Aylin Ozkan. Guía de Diseño de Resistencia Térmica, Versión 1.0./Dominio Público

Al final, el edificio termorresistente se parece más al concepto de Casa Pasiva, pero integra algunas ideas de la casa de la abuela o incluso de sus antepasados: “La triste realidad sigue siendo que muchas formas indígenas y vernáculas de la arquitectura de hace siglos proporcionaron un nivel más alto de resistencia térmica que muchas de nuestras expresiones arquitectónicas contemporáneas”. Su objetivo es la autonomía de la ventilación, obteniendo aire fresco a través de la ventilación natural durante la mayor parte del año posible, y la autonomía térmica, minimizando la calefacción y la refrigeración, que ambas conducen a una mayor resistencia.

El Dr. Kesik concluye señalando que la guía “tiene por objeto promover características pasivas más robustas y resistentes en los edificios y ayudar a todos a afrontar de manera proactiva los desafíos de la adaptación al cambio climático”. Pero también es una cuidadosa mezcla de las viejas formas de hacer las cosas que funcionaban sin electricidad o termostatos, y el nuevo pensamiento que ha salido del movimiento Passivhaus. Tal vez no tuve que elegir entre la Casa de la Abuela y la Casa Pasiva, pero puedo tener un poco de ambas.

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