Articulo de referencia

Paisajismo energéticamente eficiente

El paisajismo energéticamente eficiente es un tipo de paisajismo diseñado para conservar energía . Se distingue entre la energía incorporada en los materiales y la construcción ...

El paisajismo energéticamente eficiente es un tipo de paisajismo diseñado para conservar energía . Se distingue entre la energía incorporada en los materiales y la construcción del paisaje, y la energía consumida por el mantenimiento y las operaciones del mismo.

Terminología y definición

El paisajismo suele referirse a la práctica del diseño de exteriores y la jardinería , que tradicionalmente se ocupan del diseño de espacios con vegetación y elementos decorativos con fines estéticos, culturales, sociales y religiosos.

Por otro lado, la arquitectura paisajista y la ingeniería paisajista son profesiones multidisciplinares e interdisciplinares que integran consideraciones técnicas, como la geografía , la ecología , la biología y la ingeniería , en el diseño del paisaje y su puesta en práctica.

El paisajismo energéticamente eficiente se incluye en las categorías de este último, y enfatiza la conservación de energía en la operación del sitio o en la creación del sitio. Entre sus diversos usos del término, el paisajismo energéticamente eficiente puede referirse a la reducción del consumo de energía en el mantenimiento y operación del paisaje específicamente para el usuario/propietario del sitio, [ 1 ] [ 2 ] o ampliamente para la conservación de energía del medio ambiente global, como mitigar el efecto isla de calor urbano con superficies reflectantes (aumento del albedo) o reducir la necesidad de tratamiento de agua y alcantarillado mediante el uso de pavimentos permeables. Los métodos comunes de paisajismo energéticamente eficiente incluyen la reducción de la carga térmica o de refrigeración de un edificio a través de sombra, protección contra el viento y aislamiento; la gestión del agua; y el uso de plantas o materiales de construcción que consuman menos energía.

Métodos y técnicas

Las técnicas de diseño incluyen:

Sombra con árboles

Plantar árboles para proporcionar sombra reduce los costos de refrigeración. Es necesario estudiar cuidadosamente la altura que alcanzarán los árboles y la forma de su copa. La ubicación de los árboles debe elegirse en función de su altura y la del edificio. Además, cuando los árboles se plantan cerca de las ventanas o paredes, proporcionan sombra durante una mayor parte del día, ya que el sol cambia constantemente su posición relativa con respecto a la ventana y los árboles. Sin embargo, plantar los árboles demasiado cerca del edificio tampoco es recomendable, ya que podría generar el riesgo de contacto con las líneas de servicios públicos, tanto aéreas como subterráneas. [ 2 ]

El tipo de hojas de los árboles también es importante. Los árboles de hoja perenne de hoja ancha, como la magnolia del sur, pueden proporcionar una sombra densa durante todo el año. Sin embargo, los árboles de hoja perenne de hoja acicular, como los pinos y los cedros, pueden proporcionar una mayor circulación de aire, aunque su sombra sea más dispersa y abierta. [ 2 ]

La sombra de los árboles no solo se puede utilizar para reducir la carga de refrigeración en los edificios, sino que también se puede utilizar en estacionamientos, entradas de vehículos y parques infantiles. [ 3 ]

Protección contra el viento

La plantación o construcción de cortavientos reduce la velocidad del viento cerca de los edificios, disminuyendo así la pérdida de calor. En invierno, las casas pierden calor por infiltración . Los cortavientos deben diseñarse para interceptar y redirigir los vientos invernales antes de que lleguen a la casa y a las zonas exteriores con parques infantiles o plantas delicadas. Además, deben diseñarse de manera que no bloqueen la luz solar ni el viento. [ 3 ]

Muro de protección con arbustos o enredaderas

Plantar arbustos cerca del muro crea una cámara de aire aislante a su alrededor. Esta idea es similar a la de usar un cortavientos de árboles. Los arbustos deben plantarse al menos a 0,61 m (2 pies) del muro para evitar problemas de humedad e insectos. [ 2 ] 

Aprovechando las características naturales del terreno.

El enterramiento es un ejemplo de cómo utilizar la forma del terreno natural y las condiciones geológicas para ahorrar energía en la construcción de una estructura. Se cree que ahorra energía de múltiples maneras: utilizando la roca o la fuerza

Una casa de tierra de Peter Vetsch

Al utilizar tierra como pared y suelo como piso, el costo de construcción se reduce considerablemente, ya que la estructura requerirá menos material portante y no será necesario excavar ni construir cimientos; es probable que las paredes y los pisos hechos de material natural tengan mejor aislamiento que las paredes y los pisos artificiales; además, las paredes y los pisos naturales pueden reducir el riesgo de incendio, ya que son difíciles de encender, lo que reduce la necesidad de retardantes de llama . [ 4 ]

En un estudio que simulaba una estructura con profundidad variable sumergida en el suelo para comprender el efecto aislante de la pared natural y el suelo en climas fríos, [ 5 ] se encontró que la transmitancia térmica de las paredes y el suelo protegidos de la tierra es entre un 16 % y un 45 % menor que la de la estructura totalmente sobre el suelo.

Además de la protección contra la intemperie, una forma más sencilla de aprovechar las características naturales del terreno es utilizar la geología, como las montañas, para obtener sombra.

techos verdes

A menudo, el diseño paisajístico y la arquitectura se refieren al diseño de la superficie del suelo; en muchos contextos, específicamente, las directrices y los temas de diseño se centran en un paisaje residencial típico en viviendas suburbanas, donde hay un patio (jardín), una entrada para vehículos y una casa. Sin embargo, en las zonas urbanas densamente pobladas, no hay abundante superficie para el diseño paisajístico. Los techos verdes , entonces, se convierten en una opción atractiva para añadir estética y vegetación a las ciudades. No se limitan a las ciudades, los techos verdes se pueden aplicar donde sea apropiado. De hecho, la mayoría de las veces, la decisión de construir techos verdes se basa en el clima y las políticas locales. Esto se debe a que, además de su estética, los techos verdes se utilizan a menudo por su capacidad para conservar energía, como aumentar el aislamiento del techo del edificio, retener e infiltrar el agua de lluvia y, potencialmente, reducir el efecto isla de calor urbano cuando se instalan a cierta escala. En Alemania, por ejemplo, en parte debido a la normativa de la UE, el 17 % de las nuevas construcciones de techos son techos verdes. En Washington D.C., los techos verdes se utilizan como técnica alternativa de retención de aguas pluviales. [ 6 ]

Techo verde del Ayuntamiento de Chicago

Beneficios

Reducción del consumo energético del edificio mediante el aumento del aislamiento del tejado: En la reducción del consumo energético total, un tejado verde ofrece el mejor rendimiento en comparación con un tejado convencional en climas fríos, que requieren calefacción nocturna. La reducción de la carga térmica del edificio aumenta con la profundidad del suelo del tejado verde, si bien una mayor profundidad implica un tejado más pesado. Por otro lado, si un edificio se centra principalmente en la refrigeración, el índice de superficie foliar cobra mayor importancia. En la reducción del consumo energético máximo, el tejado verde también tiene un efecto notable, y tanto el índice de superficie foliar como la profundidad del suelo están positivamente relacionados con su rendimiento. [ 7 ]

Retención de agua de lluvia y evapotranspiración : 7,5 a 10 cm de suelo pueden retener aproximadamente 2,5 cm de agua de lluvia. Esto representa alrededor del 75 % de la precipitación en la mayoría de las zonas de Estados Unidos. [ 8 ] Al retener el agua de lluvia en el suelo, esta no se convierte en escorrentía, sino que se transforma en evapotranspiración.

Controversias

Calidad del agua de escorrentía: Cuando un techo verde no puede retener la cantidad de precipitación, el exceso de agua de lluvia se convierte en escorrentía. En un experimento de campo donde se goteó agua contaminada en una sección de techo verde para simular la lluvia, se estudió y analizó el agua de exfiltración. Se encontró que, dado que el nivel promedio de sólidos en suspensión, nitrógeno y fósforo en el agua de salida de los techos verdes es significativamente mayor que en el agua de salida de los techos convencionales, los techos verdes extensivos se convierten en una fuente de contaminación por nutrientes en el entorno acuático urbano. [ 9 ]

Riesgo de incendio: Los techos verdes pueden incendiarse con mayor facilidad que los techos convencionales; existe la preocupación de que, en caso de incendio, la alta temperatura dañe la estructura del techo. No solo el daño al techo contradice la conservación de energía y la sostenibilidad, sino que el incendio y los daños podrían representar un riesgo para la seguridad de los residentes. Sigue siendo objeto de debate si un techo verde agrava o mitiga los efectos de un incendio. Algunos argumentan que, dado que la vegetación está compuesta en un 95 % de agua, el techo verde reduce las probabilidades de incendio. Por otro lado, algunos sostienen que, durante el otoño y el invierno, cuando la vegetación está seca, aumenta el riesgo de incendio. Un estudio reciente, mediante modelado matemático, ha demostrado que [ 10 ] cuando la vegetación se incendia, el calor penetra hacia abajo (lentamente, debido a la baja conductividad térmica del suelo), dañando finalmente el techo. Por lo tanto, la clave para determinar si la vegetación incendiada dañará el techo depende del espesor del suelo. El estudio también reveló que, al instalar una capa de yeso debajo de la capa de tierra, se puede reducir considerablemente la posibilidad de dañar el techo.

Carga estructural adicional: La mayoría de los edificios antiguos no fueron diseñados para soportar la carga muerta adicional de los techos verdes. Si se consume más energía en la construcción de la estructura portante adicional para los techos verdes que la energía ahorrada mediante la mejora del aislamiento y la retención de agua, esto sería contradictorio con el concepto de ahorro energético. Según un estudio, los tipos comunes de techos verdes disponibles en el mercado aumentan la carga sobre el techo entre 1,2 y 2,43 kilonewtons por metro cuadrado. [ 11 ]

Pavimento permeable (poroso/permeable)

Gran parte del pavimento en áreas urbanas y suburbanas es impermeable, lo que probablemente resultaría en la contaminación de la escorrentía de aguas pluviales . En áreas previas al desarrollo, en promedio, el 50% de las aguas pluviales se convertirían en evapotranspiración , el 5% en escorrentía y el 45% en infiltración , mientras que en áreas posteriores al desarrollo, solo el 35% de las aguas pluviales se convertirían en evapotranspiración, el 50% en escorrentía y el 15% en infiltración. Este cambio ha causado diversos problemas, como inundaciones, daños a la infraestructura debido al rápido movimiento del agua y contaminación del agua . [ 12 ]

Sin embargo, al utilizar pavimento permeable , la cantidad de agua de lluvia infiltrada aumentará en el área posterior al desarrollo, y los contaminantes en el agua filtrada pueden reducirse; por lo tanto, el problema puede mitigarse. En la Conferencia de Desarrollo de Bajo Impacto 2008, ASCE realizó dos estudios a escala de laboratorio para examinar la efectividad del pavimento de concreto entrelazado permeable en términos de tasa de flujo de agua y el papel de las colonias microbianas en la eliminación de contaminantes en el microambiente del pavimento poroso. [ 13 ] El experimento muestra una eliminación relativa del 84% de sólidos suspendidos totales (SST) en promedio, sin embargo, el aumento de la eliminación relativa con el tiempo sugiere que existe una posible acumulación de sólidos, y que eso puede resultar en la obstrucción y falla del sistema. La evidencia en la eliminación de contaminantes demostró la conclusión del estudio anterior de que la escorrentía anual de contaminantes de las entradas de vehículos fue un 86% menor para las entradas de vehículos permeables que para las entradas de vehículos impermeables.

Los tipos de pavimento permeable incluyen: [ 12 ]

asfalto poroso

Ventaja: Coste relativamente bajo; Fácil acceso al material; Los trabajadores tienen experiencia con él.

Desventaja: Susceptible a daños por agua; Generalmente se usa solo a corto plazo; Baja resistencia relativa

Hormigón permeable

Ventaja: Alta resistencia estructural; Fácil acceso al material.

Desventaja: Proceso de construcción lento; Alto costo inicial

Adoquín de hormigón entrelazado permeable

Ventajas: Facilidad de construcción, estética, facilidad de mantenimiento y reparación.

Desventaja: Alto costo; solo se puede utilizar para carreteras de baja velocidad.

Pavimento de rejilla

pavimento de rejilla

Ventajas: Amplia variedad de productos; Precio relativamente económico; Facilidad de mantenimiento y reparación.

Desventajas: Generalmente se limita a las zonas de aparcamiento. Algunos pavimentos reticulados no son accesibles para personas que utilizan ayudas para la movilidad.

La elección entre los distintos tipos de pavimento permeable depende de las necesidades del proyecto, los materiales y equipos disponibles y el presupuesto.

Iluminación eficaz e inteligente

Iluminación exterior con luminarias de corte total, sensores de nivel de luz y luminarias de alta eficiencia.

Orientación de la estructura

El sol sale por el este, se desplaza hacia el sur y se pone por el oeste. Por lo tanto, una regla general de diseño es evitar las ventanas orientadas al sur cuando se intenta disminuir la carga de refrigeración del edificio y aumentar las ventanas orientadas al sur cuando se intenta disminuir la carga de calefacción. Sin embargo, la realidad es más compleja. El sol sale por el este y se pone por el oeste perfectamente solo en los equinoccios de otoño y primavera , y durante la mayor parte del año, el sol se desplaza ligeramente hacia el sur y el este dependiendo de si es verano o invierno y de si el observador se encuentra en el hemisferio norte o en el hemisferio sur. [ 14 ]

Para diseñar un emplazamiento que optimice su rendimiento, el diseñador debe comprender bien el clima local y la ubicación del emplazamiento con respecto al ecuador.

Más para incluir

Las técnicas de paisajismo energéticamente eficientes incluyen el uso de materiales locales, el compostaje y trituración in situ para reducir el transporte de residuos vegetales , el uso de herramientas manuales en lugar de herramientas a gasolina, y también pueden implicar el uso de plantas resistentes a la sequía en zonas áridas , la compra de productos a productores locales para evitar el consumo de energía en el transporte y técnicas similares.

Ejemplo

En acuerdo con la ciudad para construir un paisaje resiliente y sostenible, el Instituto Tecnológico de Massachusetts ha iniciado varios proyectos de mejora de la eficiencia energética , entre los que se incluyen:

  • Plantar árboles y usar la copa de los árboles para dar sombra a los peatones, lo que también incentivaría a los estudiantes a caminar.
  • Se añaden filtros paisajísticos para tratar (parcialmente) el agua de lluvia.
  • Se instalan sistemas de almacenamiento de aguas pluviales para mitigar las inundaciones.
  • Pavimento de color más claro para reducir el efecto isla de calor.

Véase también

  • Diseño residencial sostenible: Guía de recursos para aumentar la eficiencia energética

Referencias

  1. Mansfield, Robyn (1996). "Paisajismo energéticamente eficiente" . Soft Technology: Alternative Technology in Australia (56): 24–25 . ISSN 0810-1434 . 
  2. 1 2 3 4 DelValle, Terry B.; Bradshaw, Joan; Larson, Barbra; Ruppert, Kathleen C. (2008-07-09). "Viviendas energéticamente eficientes: paisajismo: FCS3281/FY1050, 6/2008" . EDIS . 2008 (5). doi : 10.32473/edis-fy1050-2008 . ISSN 2576-0009 . S2CID 245098464 .  
  3. ^ Hoeven, Gustaaf A. van der (noviembre de 1982) . «Paisajismo energéticamente eficiente» .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  4. "Casas semienterradas" . Lowimpact.org . Consultado el 15 de diciembre de 2021 .
  5. Berezin, DV (2019-12-01). "Efecto de la protección de la tierra en la vivienda en climas fríos: enfoques teóricos y basados ​​en simulaciones" . IOP Conference Series: Materials Science and Engineering . 687 (5) 055042. Bibcode : 2019MS & E..687e5042B . doi : 10.1088/1757-899x/687/5/055042 . ISSN 1757-8981 . S2CID 213946214 .  
  6. Celik, Serdar; Morgan, Susan; Retzlaff, William A. (abril de 2010). «Análisis de conservación de energía de diversos sistemas de techos verdes» . Conferencia IEEE de Tecnologías Verdes de 2010. págs. 1–4 . doi : 10.1109/GREEN.2010.5453802 . ISBN  978-1-4244-5274-3. S2CID 23090814 . 
  7. Sailor, David J.; Elley, Timothy B.; Gibson, Max (13 de septiembre de 2011). "Explorando el impacto energético de las decisiones de diseño de techos verdes en los edificios: un estudio de modelado de edificios en cuatro climas distintos". Journal of Building Physics . 35 (4): 372– 391. doi : 10.1177/1744259111420076 . ISSN 1744-2591 . S2CID 108512300 .  
  8. Johnson, Peter (septiembre de 2008). "Medidas de rendimiento de techos verdes" (PDF) .
  9. Liu, Wen; Wei, Wei; Chen, Weiping; Deo, Ravinesh C.; Si, Jianhua; Xi, Haiyang; Li, Baofeng; Feng, Qi (septiembre de 2019). "Los impactos del sustrato y la vegetación en la calidad de la escorrentía de aguas pluviales de techos verdes extensivos". Journal of Hydrology . 576 : 575–582 . Bibcode : 2019JHyd..576..575L . doi : 10.1016/j.jhydrol.2019.06.061 . ISSN 0022-1694 . S2CID 197576248 .  
  10. Gerzhova; Blanchet; Dagenais; Côté; Ménard (19 de septiembre de 2019). "Comportamiento de la transferencia de calor de los sistemas de techos verdes en condiciones de incendio: un estudio numérico" . Buildings . 9 (9): 206. doi : 10.3390/buildings9090206 . hdl : 20.500.11794/66393 . ISSN 2075-5309 . 
  11. Cascone, Stefano; Catania, Federico; Gagliano, Antonio; Sciuto, Gaetano (mayo de 2018). "Un estudio exhaustivo sobre el rendimiento de los techos verdes para la rehabilitación de edificios existentes". Building and Environment . 136 : 227–239 . Bibcode : 2018BuEnv.136..227C . doi : 10.1016/j.buildenv.2018.03.052 . ISSN 0360-1323 . 
  12. 1 2 "Pavimentos permeables" (PDF) . Pavimento permeable .
  13. Rowe, Amy A.; Borst, Michael; O'Connor, Thomas P. (26 de abril de 2012). "Evaluación de sistemas de pavimento permeable" . Desarrollo de bajo impacto para la protección de ecosistemas y hábitats urbanos . págs. 1–9 . doi : 10.1061/41009(333)25 . ISBN  978-0-7844-1009-7.
  14. "Orientación de edificios para una energía óptima" . www.nachi.org . Consultado el 16 de diciembre de 2021 .