Protección climática de los edificios contra el calor excesivo

Varios enfoques se pueden utilizar para la resistencia al clima de los edificios contra temperaturas excesivamente altas. Estas opciones están relacionadas con el diseño de edificios (incluido el uso de tecnologías informáticas para optimizar el confort térmico) y las envolventes de los edificios (techo, techos, paredes exteriores, puertas, ventanas, incluidos los vidrios de control solar que reducen la radiación solar que entra en la vivienda, y cimientos).

Las soluciones de diseño de edificios incluyen características tradicionales que se encuentran comúnmente en regiones con climas cálidos, como:

• Relación de aspecto del edificio: La relación entre el espacio interior y la superficie externa del edificio, que optimiza la dispersión de calor interna al tiempo que minimiza la absorción de calor solar.
• Elementos arquitectónicos: Características como toldos, voladizos, cortinas de ventanas, pórticos, paredes exteriores blancas o ligeramente coloreadas y techos para reflejar el calor.
• Orientación solar: Posicionamiento del edificio para minimizar la exposición diaria a la luz solar directa.

Las soluciones de alta tecnología también pueden desempeñar un papel muy importante. Estos incluyen sensores que monitorean las condiciones térmicas, lo que permite ajustes precisos de aire acondicionado y ventilación, así como la orientación en tiempo real de los paneles de sombreado en función de las condiciones de aislamiento. Los sensores y los dispositivos digitales de regulación térmica pueden integrarse con las medidas de gestión de la demanda, lo que ayuda a reducir el impacto de la demanda de refrigeración en las cargas máximas durante los períodos de tensión del sistema eléctrico (véase también la opción de adaptación sobre los cambios en el comportamiento individual en el sector de la energía). Un famoso ejemplo de un edificio en el que se ha aplicado un paquete completo de soluciones de vanguardia es el edificio de oficinas The Edge en Ámsterdam, completado en 2014. Su envolvente incluye ventanas dinámicas, cortinas automáticas y ventilación por desplazamiento. Con 28,000 sensores que monitorean el movimiento, los niveles de iluminación, la humedad y la temperatura, el edificio puede ajustarse inmediatamente a las necesidades de energía, como apagar automáticamente la calefacción, el aire acondicionado y la iluminación en áreas no utilizadas. Además, los empleados pueden usar una aplicación para ajustar la temperatura y los niveles de iluminación en su espacio de trabajo. Además, la refrigeración y la calefacción se optimizan mediante transferencias de calor entre el edificio y un acuífero debajo de él.

Las características técnicas de la envolvente del edificio son cruciales para su capacidad de controlar las temperaturas interiores. Los materiales utilizados en la envoltura y su masa juegan un papel clave en la rapidez con la que se compensan las diferencias de temperatura entre interiores y exteriores. Por ejemplo, los edificios tradicionales de paredes gruesas en el Mediterráneo requieren mucho menos aire acondicionado que las estructuras modernas. Alternativamente, el uso de materiales con alta resistencia térmica puede ayudar a minimizar el calor que ingresa al edificio. Esta opción es particularmente interesante para modernizar el edificio existente con capas de aislamiento que compensan las malas propiedades térmicas de los materiales de construcción originales.

Además, el uso de ventilación mecánica o natural, o el almacenamiento de frío en materiales con alta masa térmica como baldosas o piedras, reduce la necesidad de aire acondicionado. El almacenamiento en frío se puede acoplar con una bomba de calor (posiblemente basada en un sistema geotérmico, explotando el diferencial entre las temperaturas subterráneas y superficiales) para aumentar la flexibilidad en el despliegue de aire frío. El ajuste de la humedad interior puede tener un fuerte impacto en las temperaturas percibidas y, en última instancia, en el confort térmico de los ocupantes de un edificio.

Los techos tambiénson superficies de intercambio de calor importantes, y su diseño (por ejemplo, techos blancos, techos verdes) puede ayudar a reducir significativamente las necesidades energéticasde un edificio. Por ejemplo, la presencia de árboles aumenta el flujo de aire, reduce el impacto de la radiación solar y también ayuda a contrarrestar el efecto de isla de calor urbano. Al aplicar medidas para hacer frente al calor extremo, es importante tener en cuenta el impacto de los materiales de construcción y los estilos de construcción en el microclima de las zonas urbanas. La investigación de mitigación del calor urbano promueve el uso de superficies reflectantes para contrarrestar los efectos negativos del calor extremo. La reflectancia de la superficie es un parámetro clave para comprender, modelar y modificar el equilibrio energético de la superficie urbana, para enfriar las ciudades y mejorar el confort térmico al aire libre (Fox et al., 2018). Las soluciones para reducir el efecto de isla de calor urbano, al tiempo que mejoran las condiciones interiores a través de la envolvente del edificio, se pueden abordar de dos maneras: aumentar la reflexión solar y mejorar la evaporación y la transpiración. La reflectancia solar (albedo) de los exteriores de los edificios y la pavimentación urbana puede ayudar a mitigar el efecto de isla de calor. Esto se puede lograr mediante el uso de recubrimientos de color frío y recubrimientos reflectantes, como materiales retrorreflectantes. Además, el aumento de la evaporación y la transpiración puede ser facilitado por superficies verdes y árboles, como greeneries verticales, fachadas verdes y techos verdes.

Puede encontrarse información adicional sobre el uso de infraestructuras verdes para mejorar la habitabilidad de las ciudades en el contexto del cambio climático en la opción de adaptación al cambio climático «Climate-ADAPT» (infraestructura verde y azul urbana).

Debe prestarse especial atención a los edificios históricos, ya que muchas de las medidas descritas pueden no ser aplicables debido a las leyes y reglamentos vigentes destinados a preservar los materiales originales y las técnicas de construcción utilizadas. Es necesario identificar, planificar e implementar diferentes intervenciones específicas, teniendo cuidadosamente en cuenta las características de los edificios históricos y su significado cultural. Se recomienda consultar con expertos en preservación histórica e ingeniería de edificios para desarrollar un plan de enfriamiento personalizado para edificios específicos. Sin embargo, las soluciones de protección climática que preservan la importancia histórica de los edificios mientras mantienen su valor arquitectónico y cultural ya están disponibles. El proyecto RIBuild ofrece algunos ejemplos.

La Directiva relativa a la eficiencia energética de los edificios permite a los Estados miembros adaptar los requisitos mínimos de eficiencia energética tanto para los edificios residenciales (artículo 5, apartado 2) como para los no residenciales (artículo 9, apartado 6, letra a).