Definiendo el futuro de la arquitectura sostenible

Definiendo el futuro de la arquitectura sostenible

"El uso del modelado basado en información del edificio (Building Information Modelling o BIM) permite obtener una representación digital multidimensional del edificio que se construye, una simulación precisa del edificio y del impacto ambiental antes de que empiecen las obras de construcción real"

Marc Grosskopf
Director de la unidad de negocio mundial División de Infraestructuras, Inmuebles y TIC para la construcción TÜV SÜD 

Miércoles, 24 Enero, 2018

Desde la Gran Pirámide de Giza hasta el Taj Mahal y Stonehenge, esos monumentos antiguos demuestran que la gran arquitectura puede superar la prueba del tiempo. Y si hay algo que los tres tienen en común, es su geometría precisa.

Tanto si se trata de la denominada proporción áurea como de una simetría sorprendente, desde los albores de la historia la geometría ha sido la base de toda construcción —grande, pequeña, de forma regular o irregular. Hoy en día, los arquitectos se basan en los mismos principios a la hora de planificar, diseñar, construir, mantener y renovar los complejos modernos y rascacielos, e intentan encontrar siempre un delicado equilibrio entre sensatez y sostenibilidad.

Según el informe World Green Building Trends 2016, los edificios sostenibles van en aumento. ¿Por qué? Poco a poco los propietarios de empresas empiezan a reconocer el valor de prever el futuro de sus propiedades, dado que pueden obtener beneficios de un consumo de energía más eficiente en forma de costes operativos más bajos.

Visto como un cambio positivo por las partes interesadas, también es un paso proactivo en la agenda colectiva para combatir una de las principales amenazas de nuestro tiempo: el cambio climático. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) ha previsto que el incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la construcción será del 26 por ciento para el año 2030, es decir unas impresionantes 15 600 millones de toneladas métricas más. Con el diseño de edificios sostenibles se podría reducir, e incluso cambiar, el curso de dicha previsión.

Dado que la cantidad de zonas residenciales urbanas crecerá exponencialmente para el año 2045, las ciudades deben estar preparadas para adaptarse a este flujo. Las construcciones de gran densidad son inevitablemente una de las principales características de las ciudades sostenibles del futuro, y la geometría es un factor esencial en el complejo proceso de diseño.

Cambiando nuestra percepción

"La geometría del edificio, o massing, implica una planificación estratégica de la forma y el tamaño del edificio, teniendo muy en cuenta factores como el máximo aprovechamiento de la energía natural del viento y el sol, el impacto de la vegetación natural, o incluso la proximidad de los edificios vecinos", explica Marc Grosskopf, director de la División de Infraestructuras, Inmuebles y TIC para la construcción de TÜV SÜD.

Los pequeños detalles más intricados también desempeñan un papel importante: "Desde el ángulo hasta el arco del edificio, estos elementos también pueden ayudar a optimizar la calefacción y la refrigeración, dado que la superficie se expone al sol en diferentes momentos del día", explica Grosskopf.

Los arquitectos toman muchas de esas decisiones en la fase de planificación. "El uso del modelado basado en información del edificio (BIM por sus siglas en inglés) facilita ese proceso ofreciendo una representación digital multidimensional del edificio que se está construyendo. Los elementos de un modelo BIM tienen todas las características de sus contrapartidas reales y una visión de las repercusiones en el medio ambiente, antes de que empiecen las obras de verdad."

Grosskopf añade que "el BIM permite aplicar una geometría mucho más inteligente tomando como base las simulaciones y optimizaciones. Conectando espacios y diseños de fachadas y habitaciones, así como los criterios esenciales con los problemas de gestión de la energía y de las instalaciones, el BIM es el método digital más fácil y rápido para tomar decisiones sobre los costes de la construcción en relación con la máxima calidad de diseño y los gastos operativos. Ejemplos como la Torre de Shanghái y el Country Park Clinic de Moscú muestran el importante efecto del BIM a la hora de obtener un diseño mucho más sofisticado, en armonía con la máxima funcionalidad y la reducción de costes tanto en la construcción como en la explotación."

Geometría en todo el planeta: en imágenes

Algunos países ya han dado un paso en esta dirección, incorporando edificios con unos interesantes exteriores geométricos en sus perfiles. Aparte de su estética atractiva, puede que no sepa que estos diseños únicos también abordan una de las necesidades más apremiantes de hoy en día: la sostenibilidad.

1. Diseño Retorcido

   Un giro de 120 grados desde la base hasta la parte superior crea una rotación óptima para minimizar las cargas de viento. Su diseño de giro permite una estructura más ligera, que ahorra 58 millones de dólares en material estructural y reduce la carga de viento en un 24%

2. Techo Hueco

   El techo hueco captura y cosecha el agua de lluvia, actuando como una instalación de tratamiento de aguas negras. Esto reduce el consumo de agua de la torre en un 40%, lo que equivale a casi 425 piscinas olímpicas de agua ahorradas al año

3. Vidrio Esmaltado

   Otra característica interesante es el uso de vidrio esmaltado en la pared exterior, que proporciona una cortina adicional contra el sol. Las repisas horizontales en cada nivel del piso ayudan a bloquear la radiación. 45 turbinas eólicas en la cima del edificio también producen un estimado de 54.000 kWh/año en energías renovables, alimentando la iluminación exterior, que incluye algunas de las áreas del parque

4. Bloques Apilados

   Su diseño apilado crea múltiples superficies horizontales que se convierten en espacios verdes, como jardines en la azotea y terrazas ajardinadas, aumentando el espacio verde al 112% del área terrestre. Los bloques están en ángulo de una manera que les permite arrojar sombras profundas, proporcionando frescor a sus residentes

5. Vestíbulos de Nucleo

   Los apartamentos se agrupan en bloques de 6, 18 y 24 pisos con vestíbulos "Core" o nucleares, que sirven de tres a cuatro unidades por planta. Esta idea de diseño proporciona una circulación eficiente sin pasillos largos. Estos vestíbulos al aire libre se encienden y ventilan naturalmente, trayendo la luz del día y el aire fresco en espacios comunes, y reduciendo uso de la electricidad

6. Geometría RadialMediante el modelado paramétrico, la curvatura aerodinámica del edificio se ha definido con precisión para reducir la carga del viento. La parte inferior del edificio también se estrecha para facilitar un mayor flujo de viento a su alrededor, creando un "diferencial de presión externa" que proporciona una ventilación óptima

7. Ejes

Estos espacios de ruptura tienen dos propósitos: funcionan como áreas comunes de reunión al tiempo que regulan el aire caliente dentro y fuera del edificio a través de la calefacción solar pasiva durante el verano y el invierno, respectivamente. Esto reduce la dependencia del edificio del aire acondicionado, reduciendo su consumo de energía en casi la mitad

En resumen

Cuando se trata de diseñar edificios energéticamente eficientes, hay muchos factores a tener en cuenta. A menudo, existe un conflicto de intereses entre formular edificios precisos optimizados para reducir el impacto medioambiental, y equilibrar esto con un proceso que requiere mucha energía para crear las propias estructuras sobre las que descansan. Los accesorios adicionales o extensiones a menudo incrementan el coste de un edificio todavía más.

"Para implementar unas características energéticamente eficientes, los arquitectos tienen que optimizar sus diseños tanto para la energía de funcionamiento como la energía necesaria para fabricar esos materiales estructurales", añade Grosskopf.

Hoy en día, la tecnología de simulación avanzada y los sistemas de modelado basado en información del edificio (BIM) permiten definir digitalmente edificios complejos con una geometría precisa. Esto puede ayudar a los propietarios de edificios a tomar decisiones de diseño ecológico en las primeras fases de desarrollo, en la que se tienen en cuenta los plazos, los costes y la previsión de gestión del edificio para evaluar la rentabilidad de la inversión. "TÜV SÜD ha adoptado el BIM de 3D a 7D, en todo el ciclo de vida de la construcción de un edificio, para planificar, diseñar, construir y gestionar de forma eficiente los proyectos de infraestructuras", dice.

Además, TÜV SÜD proporciona también asistencia en la fase previa a la construcción para facilitar un diseño sostenible desde "proporcionar asesoramiento sobre eficiencia energética en la estructura del edificio, proponiendo el enfoque correcto para optimizar las instalaciones y los procesos", hasta los ensayos de productos ecológicos, la selección de materiales ecológicos e incluso la obtención del certificado adecuado para mantener un elevado rendimiento del edificio en línea con las normas internacionales.

Los componentes críticos de un edificio todavía se centran en las normas de seguridad y calidad. Aunque pasará tiempo antes de que las consideraciones sobre la geometría del edificio se generalicen, en esta fase el diseño sostenible contribuye a mejorar la estética de los edificios, y pronto podría llegar a ser una tendencia para las ciudades del futuro a medida que la población es cada vez más densa y la responsabilidad medioambiental se incorpora en el punto de mira.