1 de septiembre de 2021

Abordar el cambio climático a través del diseño de fachadas

Aspectos funcionales de las fachadas y el papel del carbono incorporado

por Vaclav Hasik, Administrador de datos en Construyendo transparencia

Vaclav Hasik

Desde el comienzo de las civilizaciones humanas, los edificios y sus fachadas han tenido tres funciones principales: resguardarse de los elementos, proporcionar luz natural y vistas, y ofrecer una estética sorprendente. El rendimiento de la eficiencia energética también es una consideración clave, y la crisis del petróleo de la década de 1970 nos ayudó a acelerar la innovación energética operativa de los edificios. Ese impulso se ha trasladado a la actual crisis climática a medida que la industria de la construcción aborda un elemento relativamente nuevo, pero igualmente importante, en la lucha contra el cambio climático: el carbono incorporado: las emisiones de carbono de la fabricación, el transporte, la instalación, el reemplazo y el final de los productos. Eliminación de vida.

Hoy en día, tenemos la capacidad de diseñar edificios con cero emisiones de carbono desde una perspectiva operativa, pero la forma en que fabricamos la mayoría de los productos no se ha vuelto menos intensiva en carbono. De hecho, Bill Gates señaló recientemente el significativo huella de carbono de los materiales como cemento, metales, productos químicos y plásticos. Si bien muchos de estos materiales se utilizan principalmente en la estructura de un edificio, el uso de hormigón prefabricado, unidades de mampostería de hormigón, revestimientos de aluminio y metal, aislamientos de espuma y otros materiales de revestimiento también pueden contribuir al carbono incorporado de un edificio debido al consumo intensivo de energía. procesos de fabricación, emisiones directas de procesos químicos o emisiones directas de sustancias como agentes espumantes.

Figura 1: Huella de carbono de la fabricación de productos. (Imagen publicada en Revista fortuna.)

Tenemos la oportunidad de almacenar carbono en edificios mediante el uso de materiales de base biológica como madera, paja, cáñamo u otros materiales secuestradores de carbono dentro de los elementos de la pared y el techo. Estos productos eliminan el CO2 de la atmósfera durante el crecimiento del árbol o cultivo como materia prima y lo almacenan esencialmente en el edificio durante la vida útil de los productos.

Además de ser valorada desde una perspectiva económica y de seguridad, la durabilidad es otro criterio de desempeño que tiene un impacto positivo en el carbono incorporado. Cuanto más duran los materiales de los sobres, con menor frecuencia necesitan ser reemplazados o reparados, lo que reduce el exceso de procesamiento o fabricación. Por ejemplo, un estudio encontró que si bien los marcos de ventanas de aluminio requieren más energía de fabricar, su mantenimiento, durabilidad y reciclabilidad tienen el potencial de convertirlos en la opción de menor huella de carbono en comparación con los marcos de madera y PVC en una base de ciclo de vida completo.

Impacto de carbono incorporado de los sistemas de fachada

Algunos materiales fomentan una menor huella de carbono por la naturaleza de su proceso de fabricación o porque los fabricantes han invertido en mejoras. Una forma de averiguar la huella de carbono incorporada de un producto es consultar las Declaraciones de productos medioambientales (EPD) verificadas por terceros de los fabricantes. Más fabricantes están adoptando la práctica de proporcionar EPD y ahora existen mejores herramientas para ayudarlo a encontrarlas. Por ejemplo, el Herramienta EC3 permite a los usuarios buscar y comparar EPD digitalizadas de todo el mundo de forma gratuita. EC3 también tiene como objetivo incentivar las mejoras en todas las cadenas de suministro al trabajar con las industrias en la identificación de incertidumbres en el abastecimiento de materias primas, así como en sus procesos de fabricación, abogando por la transparencia colectiva en la contabilidad del carbono.

 

Figura 2: Comparación del carbono incorporado por adelantado de los productos utilizando EC3.

Los propietarios, arquitectos y contratistas también pueden rastrear la huella de carbono incorporada general de los proyectos utilizando el planificador de edificios EC3, que permite a los usuarios vincular cantidades de material a las EPD en la base de datos. Los resultados del proyecto se pueden analizar a través de diagramas de Sankey (ver Figura 3) o gráficos de barras y también se pueden exportar en un formato de hoja de cálculo para informar a las organizaciones de certificación. El socio piloto de EC3, Perkins & Will, utilizó recientemente esta función para comprender la huella de carbono de los Salón Kaiser Borsari así como un Proyecto de Vivienda para Estudiantes de Posgrado. Ambos proyectos tienen una estructura de madera maciza que da como resultado un carbono incorporado total más bajo, pero también destaca el impacto significativo del vidrio y el aluminio en el muro cortina. El equipo de Perkins & Will utilizó datos de EPD específicos del producto de EC3 para informar la selección del producto y perfeccionar el diseño del sobre.

Figura 3: Diagrama de Sankey de carbono incorporado en la etapa del producto de EC3. (Imagen cortesía de Perkins & Will)

Para hacer comparaciones entre ensamblajes, los diseñadores pueden hacer uso de herramientas de Evaluación del ciclo de vida del edificio (WBLCA) como Cuenta, o herramientas centradas en la fachada como Caleidoscopio. Estas herramientas se basan en modelos LCA que representan la fabricación típica y cubren todo el ciclo de vida desde la fabricación hasta el uso y el final de la vida útil. Los arquitectos a veces usan estas herramientas para realizar análisis comparativos básicos de ensamblajes de muros antes de que se conozca un fabricante de materiales en particular. Por ejemplo, LMN Architects estudió cinco sistemas de fachada diferentes que la empresa usó habitualmente en proyectos y encontró una diferencia de hasta 58% en la huella de carbono entre el hormigón prefabricado y los sistemas de paredes de ladrillo delgado en los montantes metálicos.

Figura 4: Comparación de la huella de carbono de cinco sistemas de paredes de ladrillo. (Imagen cortesía de LMN Architects, publicada previamente en EdificioVerde.)

Estado de los datos de los productos de fachada

EC3 tiene casi 1300 EPD relacionadas con sistemas de fachadas actualmente en su base de datos, que abarcan categorías como mampostería, revestimiento, protección térmica y contra la humedad, aberturas y otras. Algunas de estas categorías son actualmente visibles solo para los socios piloto debido a que las categorías necesitan algunas mejoras, incluida la definición de las unidades declaradas correctas, la agrupación de productos funcionalmente equivalentes y la mejora de los filtros de búsqueda; sin embargo, están en proceso de preparación para su publicación.

Es prudente que también mejoremos las EPD y las Reglas de categorías de productos para el desarrollo de las EPD mismas. Es relativamente sencillo alinear el alcance y los requisitos de informes para materiales homogéneos como el acero y el hormigón, pero como las fachadas pueden consistir en ensamblajes multicapa y multimaterial, utilizar el ecosistema actual de EPD de manera efectiva y asegurarse de que los fabricantes estén en igualdad de condiciones es desafiante.

Compensación entre carbono incorporado y operativo

Cuando nos fijamos en edificios con sobreaislamiento con el objetivo de lograr los más altos galardones de eficiencia energética, a menudo encontramos ventanas de triple panel, aislamientos de espuma y otras tecnologías de alta ingeniería. Sin embargo, más material y paneles no siempre son mejores desde la perspectiva del carbono, ya que puede haber una compensación entre los impactos de la fabricación y el cambio incremental en la eficiencia operativa. Ha habido estudios que encontraron compensaciones en el número de cristales de ventana y relaciones de ventana a pared en lo que respecta a la huella de carbono operativa y incorporada. Por supuesto, tales compensaciones dependen de la ubicación del edificio y la fuente de energía operativa para el edificio, así como de la eficiencia de fabricación de productos de construcción específicos. No obstante, los estudios revelan que es valioso realizar análisis de energía operativa y de carbono incorporado simultáneamente. Herramientas de modelado como el Cove.Herramienta reconocer este valor e integrar los datos de carbono incorporados de EC3 en sus análisis de modelos de energía.

Conclusión

Existe una creciente conciencia e interés en comprender la huella de carbono de la fabricación de materiales, lo que abre las puertas a nuevas oportunidades en el diseño de fachadas y la innovación en la fabricación. Todavía necesitamos más datos, mejores métodos de contabilidad y una integración más fluida con las herramientas de diseño para abordar por completo las complejidades de las implicaciones de las emisiones de carbono de las fachadas. Sin embargo, hay pasos y decisiones que podemos tomar hoy para ayudar a combatir el cambio climático: cuantificar el carbono operativo Y incorporado de varias opciones de fachadas, pedir a los fabricantes EPD, usar materiales más naturales o con bajo contenido de carbono y diseñar para durabilidad, reutilización, y reciclabilidad.

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