Cómo las estrategias de diseño pasivo moldean el desempeño térmico

¿Puede la arquitectura moldear el confort antes de que intervengan los sistemas mecánicos? Dado que los edificios representan casi el 40% del consumo energético mundial y las personas pasan cerca del 90% de su tiempo en interiores, el desempeño térmico se ha convertido en una de las preocupaciones más urgentes de la arquitectura. Sin embargo, a pesar de que suele asociarse con los valores de aislamiento, las calificaciones energéticas o los sistemas mecánicos, el desempeño térmico comienza con decisiones espaciales que se toman mucho antes de incorporar el equipamiento técnico. La orientación, el flujo de aire, la luz natural y la ubicación de las aberturas influyen en cómo un edificio absorbe, conserva y libera calor a lo largo del día.

El desempeño térmico no solo consiste en reducir la demanda de energía, sino también en mantener condiciones interiores confortables en respuesta al clima. Estrechamente vinculado al confort térmico —la manera en que las personas que habitan los espacios experimentan la temperatura, el flujo de aire, la humedad y el calor radiante—, influye tanto en la salud, el bienestar y la productividad como en la eficiencia operativa. Diversas investigaciones sugieren que los ambientes interiores saludables pueden mejorar la capacidad de aprendizaje y la productividad hasta en un 15%, lo que refuerza la creciente relación entre el desempeño ambiental, la resiliencia y la calidad espacial.

Diseñar más allá de los sistemas mecánicos

Los enfoques arquitectónicos para abordar el desempeño térmico suelen dividirse en dos categorías: sistemas pasivos y activos. Las estrategias pasivas aprovechan el clima, la materialidad, la ganancia solar y la ventilación natural a través del diseño, mientras que las estrategias activas dependen de sistemas mecánicos de calefacción, refrigeración y ventilación para regular las condiciones interiores. Dado que las decisiones tomadas en las etapas más tempranas del diseño pueden determinar entre el 70 y el 80% del rendimiento de un edificio a lo largo de su ciclo de vida, las estrategias pasivas suelen constituir la base de una arquitectura de alto rendimiento. En el marco de estas estrategias, las ventanas para techos, en particular los sistemas de alto rendimiento como los de VELUX, se han convertido en valiosas herramientas ambientales, al favorecer la ventilación natural, optimizar el ingreso de luz natural y ayudar a regular las temperaturas interiores.

La orientación como primera estrategia: Sunlight House

Las estrategias térmicas pasivas más eficaces suelen definirse desde la etapa de prediseño. La orientación del edificio, por ejemplo, sigue siendo una de las decisiones arquitectónicas más sencillas y, a la vez, más influyentes. La casa Sunlight House, diseñada por HEIN-TROY Architects cerca de Viena, demuestra cómo la orientación puede convertirse en el principal motor del diseño. Construida en un terreno empinado y parcialmente sombreado, la vivienda orienta sus estancias principales hacia el suroeste para optimizar la luz natural y la ganancia solar pasiva. Las ventanas de techo y fachada se distribuyen estratégicamente para captar la luz solar directa, manteniendo al mismo tiempo las vistas y el equilibrio térmico durante todo el año. Con una proporción de acristalamiento respecto al suelo del 42%, el proyecto logra niveles de iluminación natural hasta cinco veces superiores a los de las casas austriacas estándar, con un funcionamiento neutro en emisiones de CO₂. Además, los aleros profundos en el techo y las aberturas cuidadosamente ubicadas evitan el sobrecalentamiento estival, al tiempo que aprovechan al máximo la luz solar de ángulo bajo en invierno.

La ventilación como organización espacial: Casa 1721

A medida que los proyectos avanzan hacia el diseño conceptual, las estrategias de ventilación comienzan a moldear la circulación, la sección y la organización espacial. La Casa 1721 en Barcelona, de HARQUITECTES, ejemplifica este enfoque bajo severas restricciones espaciales. Construido en un lote urbano estrecho y flanqueado por edificios colindantes, el proyecto introduce un atrio vertical que funciona a la vez como pozo de luz y sistema de ventilación híbrido. Las aberturas en el techo y la fachada, dispuestas a diferentes alturas, permiten que el aire caliente ascienda y se evacúe, mientras que el aire más fresco ingresa desde los niveles inferiores. La escalera se integra de tal forma en la organización arquitectónica que permite que la luz y el aire circulen continuamente por toda la casa. Gracias a la ventilación cruzada, el efecto chimenea y el enfriamiento nocturno, el proyecto mantiene el confort térmico durante todo el año con una dependencia mínima de sistemas mecánicos. De hecho, el enfriamiento nocturno por sí solo puede reducir las temperaturas interiores entre 3 y 6 °C.

La cubierta como quinta fachada: las oficinas de Baumit

Durante la etapa de desarrollo del diseño, la ubicación y el dimensionamiento de las ventanas actúan como herramientas térmicas que influyen en la distribución de la luz del día, la ganancia y pérdida de calor, y el flujo de aire. Bajo este enfoque, la propia cubierta puede entenderse como una "quinta fachada" que contribuye de manera activa al desempeño ambiental. La renovación de las oficinas de Baumit en Eslovenia, a cargo de Studio.a+v, demuestra la aplicación práctica de esta estrategia. Al intervenir un edificio comercial existente de techo plano, el equipo de arquitectura incorporó ventanas para techos VELUX estratégicamente ubicadas para llevar luz natural y ventilación profunda al núcleo del edificio. Situadas sobre la escalera central, estas ventanas de techo motorizadas potencian la ventilación por efecto chimenea, ayudando a renovar el aire caliente y viciado de áreas que antes carecían de flujo natural. Cabe destacar que las ventanas para techos pueden aportar hasta tres veces más luz natural que las ventanas verticales del mismo tamaño, mientras que el efecto chimenea generado a través de las aberturas en la cubierta puede multiplicar hasta por cuatro las tasas de renovación de aire.

Diseñar para el confort, la resiliencia y el rendimiento: House by the Garden of Venus

Si bien las estrategias pasivas reducen la demanda energética desde el diseño, los sistemas activos complementan este desempeño al perfeccionar las condiciones interiores. No obstante, las respuestas arquitectónicas más sólidas suelen ser aquellas en las que los sistemas activos sirven de apoyo, en lugar de compensar la ausencia de una base pasiva bien integrada.

Esta combinación de enfoques también resulta evidente en el proyecto de reutilización adaptativa House by the Garden of Venus en Willendorf, Austria, del arquitecto Volker Dienst. La renovación transformó una antigua casa de campo en una residencia intergeneracional contemporánea mediante la integración meticulosa de estrategias térmicas pasivas. Se añadió una ampliación prefabricada de madera sobre la estructura de piedra preexistente, preservando la energía incorporada a la vez que se mejoró la ventilación, el acceso a la luz natural y el confort térmico. Ventanas para techos estratégicamente ubicadas, incluyendo sistemas VELUX integrados en el nuevo volumen superior, potenciaron el ingreso de luz natural, la ventilación y el confort térmico, al tiempo que reforzaron la conexión del edificio con el paisaje circundante. De este modo, el desempeño térmico puede ser una herramienta para prolongar la vida útil de los edificios existentes en lugar de reemplazarlos. Tal como reflexiona Dienst:

Fue maravilloso lograr algo nuevo a partir de lo antiguo: es como añadir un nuevo capítulo a un libro entrañable.

A medida que las presiones climáticas se intensifican y las expectativas de habitar ambientes interiores más saludables siguen en aumento, el desempeño térmico va moldeando la arquitectura desde las primeras decisiones de diseño. Iniciando con la orientación, evolucionando a través de la planificación espacial y la ventilación, y perfeccionándose mediante el diseño minucioso de aberturas, materiales y sistemas, influye no solo en cómo los edificios consumen energía, sino en la manera en que se experimentan a lo largo del tiempo.