Por: Jose Luis Aguirre Gas  

Académico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Anáhuac

La mayor parte del consumo energético en los edificios responde al acondicionamiento ambiental (calentamiento y o enfriamiento) y a la iluminación artificial. Con un consumo tan elevado de energía y otros recursos, los edificios son responsables de una importante huella de carbón, factor que contribuye al calentamiento global.

La función de un edificio responde al programa de necesidades según el género del edificio. La forma es resultado de la función, incluyendo el aspecto estético, por lo que la arquitectura es la síntesis de función y forma. El diseño arquitectónico debe considerar, además de los aspectos funcionales, un enfoque integral y consciente del uso de la energía. La forma resultante debe responder a la latitud del sitio y al contexto físico y climático, mientras que la envolvente constructiva debe proporcionar una respuesta térmica adecuada. Además, los espacios interiores deben aprovechar la luz natural y permitir que la energía fluya mediante medios físicos naturales.

Sin embargo, en la mayoría de los casos, los edificios se diseñan sin considerar su ubicación física y climática, pensando que los sistemas de acondicionamiento ambiental y de iluminación artificial resolverán las necesidades de confort físico y visual de sus ocupantes. Esto provoca condiciones antinaturales para los usuarios, lo que puede generar afectaciones negativas a su salud, además de un alto consumo de energía. Es frecuente observar edificios herméticos climatizados artificialmente con envolventes ineficientes térmicamente y sin aprovechar la luz natural, dependientes de sistemas artificiales de alto consumo de energía. En otros casos se privilegia la forma para lograr un volumen estéticamente atractivo, pero se descuida su adecuación al contexto físico y climático, lo que compromete el confort de sus ocupantes y genera un incremento del consumo de energía.

El acondicionamiento ambiental y la iluminación artificial presentan áreas de oportunidad para la reducción del consumo energético de los edificios. Para lograrlo, es necesario analizar la evolución del diseño de edificios de función-forma e incorporar la energía como factor en el diseño arquitectónico. Debe avanzarse hacia una arquitectura que considere la relación función-forma-energía.

En el pasado, la arquitectura vernácula se regía por las condiciones del medio climático. Se construían edificaciones cuya forma se adecuaba al medio ambiente físico y climático para lograr mejores condiciones de confort de sus ocupantes. En el asentamiento Pueblo Bonito, de la cultura Chaco, en Nuevo México, la forma semicircular orientada al sur responde totalmente a las condiciones del sitio en cuanto al asoleamiento. Con el uso del adobe y materiales pétreos se logró un manejo térmico adecuado tanto para verano como para invierno.

En el segundo cuarto del siglo XX, con la aparición de los primeros sistemas de aire acondicionado, se pensó que los edificios podrían ser capaces de lograr el confort de sus ocupantes sin tomar en cuenta las condiciones naturales. Tal fue el caso de Le Corbusier, quien para su proyecto La Cité de Refuge diseñado para el Ejército de Salvación en Paris (1933), implementó un sistema de respiración para edificios que se consideró suficiente en términos de climatización. Sin embargo, el propio arquitecto tuvo que modificar el edificio abriendo ventanas e incorporando partesoles, su famoso brise soleil. Esto hizo que Le Corbusier diera un giro en la forma de concebir su arquitectura como puede verse en los edificios de habitación de Marsella.

Después de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los arquitectos occidentales siguieron la línea del uso del aire acondicionado. Sin embargo, otros como Lucio Costa en Brasil, en donde el clima caluroso es severo, siguieron la línea de cambio de Le Corbusier con formas adecuadas a la latitud, el uso de sistemas de control solar en fachadas y control de apertura de ventanas para ventilación con un soporte de sistemas mecánicos en épocas extremas.

Hacia finales del siglo XX, el desafío del cambio climático ha provocado una mayor conciencia y un cambio en el paradigma arquitectónico, desde el diseño con sistemas artificiales hacia el uso de sistemas naturales buscando la sustentabilidad en los edificios. Por citar un ejemplo: Renzo Piano con el Pompidou Center, Paris (1976), un edificio totalmente acondicionado artificialmente y sin uso de la luz natural, evolucionó hacia un diseño adaptado al sitio, con uso de la ventilación cruzada y enfriamiento convectivo, como lo es el Tjibaou Center, Nueva Caledonia (1996).

Norman Foster, en su inicio dentro de la corriente high tech, diseñó el edificio del Banco de Shangai, Hong Kong (1983), e incorporó un atrio central con un sistema convencional de aire acondicionado. Pero diez años después, para el edificio del Commerzbank, Francfort (1993), retomó el diseño de atrio central, pero con un sistema de control de movimiento de aire con enfriamiento y calentamiento pasivo, además de sistemas de control solar y uso de la luz natural.

De acuerdo con lo anterior, la forma debe ser una resultante de la latitud y del clima del sitio, utilizando el asoleamiento y el viento para el control ambiental del edificio que, al aprovechar estos recursos, propiciará un confort humano por medios naturales reduciendo el consumo de energía artificial. La arquitectura debe ser una síntesis de función, forma y energía. Lo contrario sería equivalente a diseñar un avión sin aerodinámica.

La envolvente constructiva requiere un diseño especializado para el control solar, la captación del viento y el manejo de la temperatura y la humedad. Aunque la forma y el volumen sean adecuados, la envolvente debe ser diseñada considerando el asoleamiento y la optimización de la ventilación. Esta envolvente puede estar constituida por elementos opacos y translúcidos, cuyas propiedades térmicas deben ser capaces de gestionar las ganancias y pérdidas de calor por radiación y conducción térmica.

Esto permitirá disminuir la carga térmica al máximo y solo en situaciones extremas será necesario utilizar sistemas auxiliares de acondicionamiento ambiental para lograr abatir temperaturas extremas. Aunque la energía utilizada para algún equipo auxiliar sea renovable, es preciso diseñar una forma adecuada para reducir la inversión en los equipos y su consumo de energía. La eficiencia energética de los edificios se incrementará si la forma se diseña con un adecuado control solar para el manejo radiación solar a lo largo del día y del año y con una envolvente constructiva cuyo nivel de aislamiento que controle la transmisión térmica del calor.

En el aspecto económico, estos proyectos no implican un sobre costo del edificio porque una adecuada planeación, emplazamiento, volumetría y envolvente constructiva no cuestan más, pero sí disminuyen la inversión inicial en equipos y el uso de la energía a lo largo de la vida útil del edificio. Es posible disminuir los estándares convencionales actuales mencionados en más del 50% en edificios nuevos, y más del 35% en edificios con proyectos de remodelación.

El objetivo debe ser seguir evolucionando hacia emisiones cero de carbón con el apoyo de las energías renovables, pero como premisa se debe lograr la eficiencia energética a través de la forma, el volumen y la envolvente constructiva del edificio.

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