Ante un clima cambiante, nuestros edificios necesitan resistencia térmica.

Gafas de sol y Brise Soliel en el edificio de la Unesco, París
Gafas de sol CC BY 2.0 y Brise Soliel en el edificio de la Unesco, París / Lloyd Alter

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, 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 el motivo:

El envejecimiento de la infraestructura energética y los fenómenos meteorológicos extremos debido al cambio climático pueden provocar cortes de energía prolongados que causan que los edificios estén demasiado fríos o calientes para habitar. El diseño inteligente del recinto puede aprovechar las medidas pasivas para edificios a prueba de futuro.

Es un documento fascinante que puede cambiar el pensamiento de las personas sobre cómo construir; Ciertamente está cambiando el mío.

pasivo vs abuela

¿Casa pasiva o casa de la abuela? / Dominio público

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

Luego descubrí Passivhaus o Passive House, y cambió mi pensamiento por completo. Viene con una manta de aislamiento muy gruesa, ventanas de alta calidad, un sobre hermético y un sistema de ventilación para entregar aire fresco y limpio en lugar de atravesar paredes y ventanas con fugas. No tenía que ponerse un suéter y, si necesitaba refrescarse, no necesitaba mucho.

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

Autonomía térmica

Autonomía térmica

Kesik, Ted, Liam O'Brien y Aylin Ozkan. Guía de diseño de resistencia térmica, versión 1.0./Public Domain

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

Aquí es donde diseña su edificio para que necesite la menor cantidad de calefacción y refrigeración posible, durante la mayor parte del año posible. Hacer esto reduce el consumo de energía, extiende la vida útil de los equipos mecánicos y reduce la demanda máxima en la red de energía, una consideración importante si vamos a electrificar todo.

Habitabilidad pasiva

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

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

Desde el comienzo de la historia humana, la habitabilidad pasiva ha impulsado el diseño de edificios. Es solo desde la Revolución Industrial que el acceso generalizado a energía abundante y asequible causó que la arquitectura pusiera la habitabilidad pasiva en un segundo plano. El cambio climático está influyendo en los diseñadores de edificios para repensar la dependencia de los sistemas activos que se hicieron dominantes durante el siglo XX.

Hemos cubierto esto en TreeHugger antes, señalando que los diseños súper aislados y Passivhaus se ríen del Polar Vortex y también se mantienen más frescos durante el verano.

El tercer factor en la resistencia térmica es la resistencia al fuego .

sección que muestra elementos de construcción

Kesik, Ted, Liam O'Brien y Aylin Ozkan. Guía de diseño de resistencia térmica, versión 1.0./Public Domain

Entonces, ¿cómo se logra todo esto? De nuevo, con una mezcla de Passive House y Grandma's House. Esta sección lo resume: mucho aislamiento, minimización de 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 enfatiza la relación ventana-pared (WWR) que a menudo se pasa por alto o se subestima. "Un nivel de acristalamiento demasiado reducido reducirá las oportunidades de luz natural y vistas, y el exceso de acristalamiento dificulta el logro de un alto rendimiento en términos de comodidad, eficiencia energética y resistencia".

La relación ventana a pared hace una gran diferencia

kesik, Ted, Liam O'Brien y Aylin Ozkan. Guía de diseño de resistencia térmica, versión 1.0./Public Domain

Como el gráfico deja muy claro, incluso las mejores ventanas reducen el rendimiento de un edificio y "los edificios altamente acristalados nunca pueden tener resistencia térmica". Y no puede pensar en los elementos por sí solos: "El valor R efectivo óptimo general 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 lidiar con la resistencia al clima frío, pero el Dr. Kesik nos recuerda que, "mientras que la resistencia térmica al clima frío ayuda a proteger los edificios contra el daño por heladas y la congelación de las tuberías de agua, la evidencia indica que la salud humana, en particular la morbilidad y la fatalidad, es mucho más significativamente afectado por la exposición a ondas de calor extendidas ".

Brise Soliel en el Ejército de Salvación

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 sombra y ventilación natural. Brise soleil, como Le Corbusier, gafas de sol exteriores como Nervi, persianas y persianas exteriores, ayudan a proteger del sol, pero pueden permitir la ventilación.

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

Ventilación natural

kesik, Ted, Liam O Brien y Aylin Ozkan. Guía de diseño de resistencia térmica, versión 1.0./Public Domain

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 efectivos. Incluso si están en una pared, las aberturas altas y bajas pueden proporcionar una buena ventilación, por eso me encantaron mis ventanas sintonizables de doble apertura.

Luego está la masa térmica. Lo había descartado bastante, 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 livianos pueden sobrecalentarse rápidamente en ausencia de protección solar efectiva, y si son relativamente herméticos tienden a enfriarse lentamente a menos que estén adecuadamente ventilados.

No se necesita mucha masa térmica para marcar la diferencia, 2 o 3 pulgadas de revestimiento de concreto pueden hacerlo. "Un enfoque híbrido para configurar la masa térmica de un edificio puede ser muy efectivo cuando los materiales de baja energía incorporada, como la madera en masa, se combinan selectivamente con elementos de masa térmica como los revestimientos de piso de concreto".

Pasivo activo pasado de moda

kesik, Ted, Liam O Brien y Aylin Ozkan. Guía de diseño de resistencia térmica, versión 1.0./Public Domain

Al final, el edificio térmicamente resistente se asemeja más al concepto de la 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 de arquitectura indígenas y vernáculas de hace siglos proporcionaron un mayor nivel de calor resiliencia que muchas de nuestras expresiones arquitectónicas contemporáneas ". Su objetivo es la autonomía de ventilación, obtener aire fresco a través de la ventilación natural durante la mayor parte del año posible, y la autonomía térmica, minimizando el calentamiento y la refrigeración, lo que conduce a una mayor capacidad de recuperación.

El Dr. Kesik concluye señalando que la guía "pretende promover características pasivas más robustas y resistentes en los edificios y ayudar a todos a abordar de manera proactiva los desafíos de la adaptación al cambio climático". Pero también es una mezcla cuidadosa de las viejas formas de hacer cosas que funcionaban sin electricidad ni termostatos, y el nuevo pensamiento que surgió del movimiento Passivhaus. Quizás no tuve que elegir entre la casa de la abuela y la casa pasiva, pero puedo tener un poco de ambas.