Diseño Pasivo y Edificios Cero Energía: Claves para una Climatización Sostenible de Edificaciones.
En vista del panorama actual, resulta innegable que las edificaciones juegan un papel protagónico en el consumo energético y las emisiones de CO2 a nivel mundial. Según datos de 2021, la operación de las edificaciones representó el 30% del consumo final mundial de energía con un 8% de las emisiones mundiales de CO2 relacionadas con el uso de energía en las edificaciones, un 19% debido a la generación de electricidad y calor utilizados para su consumo, y un 6% adicional relacionado con la fabricación de cemento, acero y aluminio utilizados para la construcción de estas.
En el contexto de Estados Unidos, las edificaciones consumen aproximadamente el 39% de la energía primaria, incluido el 70% de la electricidad y son responsables de aproximadamente el 38% de emisiones de CO2.
Colombia no está exenta de este desafío. En 2019, el 58,6% de la energía eléctrica disponible para uso final fue consumida por los sectores residencial urbano y terciario (comercial y público), mientras que, en 2020, las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI) producidas por las edificaciones representaron alrededor del 16,4% de las emisiones nacionales, excluyendo las emisiones del sector Agricultura, Silvicultura y Uso del Suelo (AFOLU, por sus siglas en inglés). Adicionalmente, bajo el escenario de línea base, las emisiones de GEI de las edificaciones en Colombia aumentan a una tasa anual equivalente de 1,8%, lo que se traduce en un incremento desde 18.9 MtCO2 en el año 2020 hasta 32.6 MtCO2 en 2050.
El sector de la construcción tiene una huella de carbono muy grande cuando se contabilizan las emisiones directas e indirectas de CO2 debido a la construcción y operación de edificaciones y ante la necesidad urgente de reducir estas emisiones, Colombia y otros países han aprobado el Acuerdo de París, por el cual los países firmantes se comprometen a tomar acciones para mantener el aumento de la temperatura media mundial por debajo de 2°C con respecto a los niveles preindustriales, y proseguir los esfuerzos para limitar ese aumento de la temperatura a 1,5°C, reconociendo que ello reduciría considerablemente los riesgos y los efectos del cambio climático.
Para alcanzar los ambiciosos objetivos del Acuerdo de París, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, estableció que para el 2030 el ambiente construido debe reducir a la mitad sus emisiones, por lo que para el 2050 a más tardar, todos las edificaciones nuevas y existentes deben ser Neto Cero, lo que significa reducir las emisiones de CO2 lo más cerca posible de cero durante todo el ciclo de vida, incluidas las emisiones de carbono operativo y embebido.
El Diseño Pasivo y las Estrategias Bioclimáticas: Claves para una Climatización Eficiente.
En este contexto, el diseño pasivo de edificaciones es una estrategia de diseño arquitectónico que tiene como objetivo principal mantener niveles aceptables de calidad ambiental interior para sus ocupantes, entendiendo los flujos naturales de energía generados por el clima y su entorno a través de la envolvente de la edificación, para obtener el máximo beneficio y reducir o eliminar la dependencia de los sistemas mecánicos de enfriamiento, calefacción e iluminación.
El diseño pasivo de edificaciones hace uso de estrategias bioclimáticas orientadas a reducir la demanda de energía proveniente de fuentes no renovables para la operación de la edificación y de esta manera reducir las emisiones de CO2 asociadas con la operación de esta. Dentro de las estrategias bioclimáticas más estudiadas y adoptadas hoy en día se encuentran: Forma y orientación de la edificación, aislamiento térmico de superficies, muros y techos verdes, protección solar, acristalamiento optimo, ventilación natural, enfriamiento evaporativo, materiales de cambio de fase y muro Trombe.
Edificios Cero Energía: La Simbiosis Perfecta entre Eficiencia y Energías Limpias.
Como complemento al Diseño Pasivo y las Estrategias Bioclimáticas, las Edificaciones Cero Energía (ECE) contribuyen a reducir las emisiones de CO2 y generan ahorros a largo plazo términos de operación y mantenimiento de la edificación. El concepto de ECE tiene en cuenta que es una edificación que está conectado a la red, que tiene un alto desempeño energético gracias a la implementación de medidas de eficiencia energética para reducir el uso de energía y que produce suficiente energía renovable en sitio para igualar o superar sus necesidades energéticas anuales. Existen definiciones para Edificaciones Cero Energía en Sitio, Cero Energía en Fuente, Cero Costo de Energía y Cero Emisiones por Energía, sin embargo, la definición de ECE depende de la frontera de análisis y la métrica a usar. La frontera de análisis representa un límite significativo que es funcionalmente parte de las edificaciones. Para una edificación, la frontera de análisis suele ser el límite de la propiedad y debe incluir el punto de interfaz de los servicios públicos.
La climatización eficiente de edificaciones basada en el diseño pasivo, estrategias bioclimáticas y edificios Cero Energía, representa un enfoque holístico y sostenible para optimizar el consumo energético y reducir las emisiones de CO2 generadas principalmente en la operación de las edificaciones. A través del diseño pasivo, se busca maximizar el aprovechamiento de los recursos naturales, como la luz solar y la ventilación natural, para mantener un ambiente interior confortable y saludable. Las estrategias bioclimáticas complementan esta visión al incorporar elementos como la protección solar, el uso de materiales de cambio de fase y la implementación de enfriamiento evaporativo, reduciendo la demanda de energía no renovable para la climatización. Además, los edificios Cero Energía son la culminación de este enfoque, ya que implementan medidas de eficiencia energética y se abastecen con energía renovable generada en el sitio para reducir su línea base de consumo de energía y emisiones en operación.
Como consultores de climatización, asumimos el desafío de integrarnos en las etapas tempranas del diseño arquitectónico y contribuir a mejorar la calidad de vida en las edificaciones, aportando nuestra experiencia para materializar sistemas de climatización eficientes e innovadores, que satisfagan las expectativas de nuestros clientes y usuarios, a la vez que contribuyan al bienestar del planeta. El camino hacia edificaciones Neto Cero no es sencillo, pero es esencial para mitigar el cambio climático. Adoptar el diseño pasivo y estrategias bioclimáticas, junto con el enfoque en las Edificaciones Cero Energía, permitirá reducir drásticamente las emisiones y construir un futuro más sostenible.