Diseño Eficiente + Fachadas Transparentes (una historia con mucho vidrio)

El día de hoy quiero contarles acerca de un proyecto muy satisfactorio en donde pusimos a prueba el ingenio de todo el equipo de diseño y terminamos todos con un profunda apreciación acerca de los múltiples factores que influyen en la selección de una fachada.

Primero, comprendamos los objetivos del análisis.

En este proyecto trabajamos con un cliente que estaba deseaba construir un edificio con una alta eficiencia energética pero que también tenía que garantizar fachadas con una alta transparencia (mucho, mucho vidrio).

El primer paso fue establecer un caso base empleando la solución más práctica (véase, económica) desde el punto de vista de la inversión inicial en vidrios. A partir del caso base, el equipo de diseño estableció una serie de alternativas de fachada que mantuvieran el sentido estético y que pudieran tener un mejor desempeño térmico frente al caso base.

Sustitución tecnológica Vs. reducción del área de vidrio

Entre las alternativas evaluadas, las estrategias de reducción de calor fueron planteadas mediante soluciones tecnológicas, reducción del área efectiva del vidrio o incrementando el área sombreada en la fachada sur.

Cada una de estas alternativas presentaba diferentes ventajas o inconvenientes desde el punto de vista de facilidad constructiva o desde el punto de vista del costo por metro cuadrado, por lo que resultaría crítico comprender el desempeño térmico total a lo largo del año.

El primer análisis que realizamos fue evaluar las temperaturas operativas resultantes en cada caso. Al analizar la variación de temperatura a lo largo de un día promedio, notamos que el pico de temperatura ocurría en las tardes, por lo que confirmamos que en todos los casos sería conveniente incrementar la protección solar hacia el poniente.

Al analizar los promedios mensuales a lo largo del año, nos dimos cuenta que todas las alternativas tenían un alto requerimiento de enfriamiento, incluso en los meses de invierno.

Analizando la demanda de climatización

Con la finalidad de evaluar la variabilidad de las temperaturas operativas resultantes y comprender el impacto de las diferentes alternativas de en los consumos energéticos por climatización, calculamos el número anual de grados-hora de enfriamiento base 24°C y grados-hora de calefacción base 19°C.

Este análisis nos permitió confirmar que las mejores alternativas eran aquellas que reducían la exposición al sur (menor área de vidrio) y privilegiaban un bajo SHGC (antes que un bajo valor-U).

Buscando un mejor desempeño

La alternativa con un mejor desempeño anual fue la Opción 5 gracias no solamente a los reducidos factores de transmisión térmica, sino al extenso sombreado en la orientación sur. No obstante, ya que un elaborado sistema de celosías supondría un mayor costo de mano de obra para el proyecto, se decidió explorar una hipótesis adicional de mejoramiento.

Esta nueva hipótesis de mejoramiento, fue planteada reforzando el sombreado hacia el poniente y buscando además reducir los costos de fachada especificando una menor área de vidrio hacia el sur.

Los resultados de este nuevo análisis confirmaron que al reducir la ganancia solar directa al poniente y reduciendo el el área de vidrio hacia el sur es posible mantener los picos de ganancia de calor muy por debajo de las otras alternativas analizadas e incrementar el número total de horas de confort.

Comprendiendo los resultados

Después de evaluar el efecto que las diferentes alternativas de fachadas tendrían sobre el confort térmico dentro de los espacios acondicionados, las lecciones aprendidas fueron las siguientes:

1. Una alta ganancia solar en las fachadas incorrectas pueden elevar el requerimiento de enfriamiento en CUALQUIER época del año.
2. El sombreado inteligente de las fachadas más críticas siempre es más conveniente que el vidrio más tecnológicamente avanzado usado sin protección.
3. Evaluar el efecto acumulado durante todo un año de operación expuso todas las ventajas e inconvenientes de cada alternativa, permitiendo al cliente tomar la mejor decisión que reduzca no solo los costos de construcción sino también los de operación.

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