Los edificios de oficinas con frente de cristal son algunos de los mayores consumidores de energía, y regular su temperatura es un gran trabajo.
Un estudio del Fraunhofer Institute señala que en Alemania los edificios representan casi el 40 por ciento del consumo total de energía (lo cual es comparable en términos generales a cualquier gran ciudad occidental).
La calefacción, refrigeración y ventilación de viviendas, oficinas y espacios públicos es costosa, y las oficinas con enormes fachadas acristaladas son uno de los peores infractores en términos de despilfarro de energía. En verano, estos edificios comienzan a parecer gigantescos invernaderos que requieren un enorme esfuerzo para enfriarse, mientras que en invierno las necesidades de calefacción aumentan debido al insuficiente aislamiento térmico de las superficies acristaladas.
La fachada es el principal elemento de intercambio energético del edificio con el exterior. Si una fachada está mal aislada, generaremos cierto gasto en calefacción. Por el contrario, una fachada con gran cantidad de vidrio puede hacer inhabitable el interior cuando el sol incida directamente.
El objetivo de una fachada inteligente es que las condiciones interiores del edificio sean óptimas sin necesidad de usar calefacción o aire acondicionado. Así pues, el concepto fachada inteligente tiene dos vertientes principales.
Una solución constructiva para una fachada inteligente sería una fachada bioclomática que permita el aprovechamiento de fachadas de doble piel para reducir las pérdidas térmicas del edificio
Dentro de este tipo de construcciones y en concreto a las fachadas, hay que tener en cuenta la ventilación del edificio -que debe tender a ser lo más eficiente posible- para calcular de forma correcta las renovaciones de aire evitando las infiltraciones no deseadas
Las fachadas “inteligentes” por lo tanto deben garantizar un ahorro energético y confort interior, ¿cómo podemos controlarlo? Con sistemas domóticos que se denominan “Fachada Domótica“
Este tipo de fachadas provoca una reducción del consumo de energía y de las emisiones de CO2 que producimos con la demanda energética. Para ello hay que domotizar la fachada, es decir, instalar mecanismos de control para subir y bajar de forma automática las protecciones solares para llevar a cabo una estrategia sencilla de reducción de los consumos de calefacción, aire acondicionado, iluminación; en definitiva una reducción de la factura energética.
Sin embargo hay nuevos sistemas que hoy permiten diseño de fachadas inteligentes de origen.
El Fraunhofer Institute trabaja en un concepto del estudiante de diseño Bára Finnsdottir, y consiste en una matriz de 72 componentes de tela individuales con forma de flores. Cada módulo textil tiene actuadores de memoria integrados en él: delgados alambres de 80 milímetros de longitud de una aleación de titanio-níquel que recuerdan su forma original cuando se exponen al calor.
En caso de que la fachada se calienta debido a la luz solar que cae sobre ella, los alambres se activan y se contraen silenciosamente para abrir los componentes textiles. La superficie expuesta de la fachada está cubierta y la luz solar ya no puede penetrar en la habitación. Tan pronto como el sol desaparece detrás de una nube, los componentes se cierran de nuevo para que la fachada vuelva a ser transparente.
El efecto es gracias a una disposición especial de celosía en el material.
“Imagine el elemento de la fachada como una especie de membrana que se adapta a las condiciones meteorológicas durante todo el día y durante las distintas estaciones del año, proporcionando la cantidad ideal de sombra, por muy fuerte que sea el sol “, dice André Bucht, investigador y jefe de departamento de Fraunhofer IWU.
Pero las ideas de los investigadores para la fachada del futuro no terminan ahí: los planes incluyen las funciones climáticas para el elemento de fachada, por ejemplo el aislamiento térmico variable. Podría ser posible almacenar energía solar térmica y liberarla cuando sea necesario para calentar el interior, por ejemplo durante la noche. Otra idea es recubrir los componentes de la tela de las flores con células solares orgánicas maleables para generar electricidad que pueda ser utilizada dentro del edificio.
Una de las principales tendencias de la arquitectura moderna es el uso de grandes elementos transparentes y traslúcidos en la fachada y el tejado para hacer más agradable el paso del tiempo en estos edificios debido a la luminosidad y el aspecto de sus espaciosas estancias. Cuando están hechas de vidrio, estas fachadas y techos están funcionalizadas con recubrimientos reflectores de calor para minimizar su “valor G”.
Sin embargo, el vidrio no es lo suficientemente flexible como para aplicarlo a superficies abovedadas como elemento de diseño en edificios representativos como aeropuertos, estadios, salas de eventos o centros comerciales. Además, su alto peso limita el uso de vidrio para techos o fachadas de grandes superficies sin estructuras de soporte macizas, costosas y que limitan el diseño. Para estas aplicaciones, los fluoropolímeros como el etileno tetrafluoroetileno (ETFE) son una alternativa al vidrio que proporciona una larga vida útil y resistencia a la intemperie. Un ejemplo notable para el uso de este material es el techo del centro comercial más grande de Europa (el Dolce Vita Tejo en Lisboa, Portugal) con sus almohadillas diáfanas de 5 capas que comprenden 200.000 m² de ETFE.
En contraste con el vidrio, los fluoropolímeros son difíciles de manejar en procesos de recubrimiento de película fina. Los elementos de fachada y cubierta de membrana serán funcionalizados con láminas electrocrómicas que permiten la conmutación de la transmisión de luz visible y radiación térmica mediante la aplicación de una tensión eléctrica. La energía necesaria para ello se obtiene a través de células solares orgánicas flexibles.
La tendencia en la arquitectura y la gestión de instalaciones se orienta hacia edificios “inteligentes” que, gracias a la electrónica flexible integrada, reaccionan automáticamente ante las condiciones ambientales cambiantes. Estos edificios son eficientes energéticamente y pueden tener una serie de características cómodas como módulos de células solares integrados en fachadas o ventanas electrocrómicas, que cambian el tinte de claro a oscuro con un fuerte sol.
Sin embargo, la implementación de nuevos conceptos de uso sigue enfrentándose a varios retos, sobre todo en lo que se refiere a la vida útil requerida de los componentes electrónicos y su integración directa en las envolventes de los edificios, especialmente cuando se trata de construcciones ligeras o de sistemas flexibles de techos de membrana o fachadas.
Referencias:
https://www.certicalia.com/blog/que-son-las-fachadas-inteligentes
http://blogedificacionyenergia.com/fachadas-inteligentes-domotizar/
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