El efecto chimenea en arquitectura es uno de los sistemas de aprovechamiento de los recursos naturales, más eficientes que existen.
Se vale del principio de ascenso y descenso de las corrientes térmicas como un modo eficaz, natural y sin costes, de acondicionar el aire interior de edificios.
El efecto chimenea, es muy usado en la arquitectura moderna como un elemento de aprovechamiento de recursos, eficiencia energética y de contribución medioambiental.
Sin embargo, su uso data de hace miles de años, cuando los primeros constructores aprovecharon la circulación del aire del exterior y su paso por el interior. Estos constructores notaron que al hacer pasar corrientes de aire, podían calefactor ambientes de manera natural.
La construcción de edificios que se integren de manera más eficiente al entorno, es uno de los objetivos de la arquitectura.
Obras que aprovechen la luz, la ventilación y los recursos naturales como un medio de promover la sostenibilidad, es una meta aún en desarrollo en la arquitectura.
El efecto chimenea en la arquitectura ha cambiado muchos esquemas de construcción y diseño. Especialmente en grandes edificios en ciudades, aprovechando de manera más eficiente la energía natural del sol, el viento y las corrientes térmicas.
Veamos cómo este efecto que mezcla la física, geotérmica y la arquitectura de manera holística, ha cambiado la forma de diseñar edificios.
¿Qué es el efecto chimenea en arquitectura?
En términos simples, podríamos decir que el efecto chimenea es algo así como abrigar a un edificio.
Se trata de la construcción de una sobre-estructura alrededor de la fachada principal del edificio. Usualmente, se deja un espacio vacío entre las dos estructuras, de manera que el aire pueda circular de manera natural en el interior.
La exposición del sol, hace que la estructura exterior se caliente y permite que el aire interior tenga una temperatura superior al aire ambiental.
El aire frío entra por la parte inferior de la sobre-estructura hacia el espacio interior que existe entre las dos fachadas.
Por principios físicos, el aire caliente tiende a ascender, en su paso va calentando la estructura de la fachada hasta que es liberado en el último piso. Por principios térmicos y de succión, este aire circula alrededor del edificio.
Esto permite que exista un diferencial de temperaturas entre el interior y exterior de la estructura, lo que optimiza el uso de la energía.
Esta es una alternativa ecológica, energéticamente eficiente y económicamente eficaz. Utiliza la energía solar y la convierte en un potenciador de la eficacia del edificio.
Por otro lado, la circulación de aire frío hacia el interior de las plantas inferiores, permite que el aire circule de manera más efectiva y reduce la humedad interior.
Ventajas del efecto chimenea en arquitectura
La principal de los edificios con efecto chimenea, es un aumento de la eficiencia en el aprovechamiento de la energía natural. Asimismo, representa una sustancial reducción de los costes energéticos.
El efecto chimenea de una fachada ventilada actúa accionado por el calentamiento de la capa exterior del edificio.
El aire entre esta capa y la estructura del edificio tiene una densidad diferente a la densidad del aire exterior.
Por diferencias de corrientes térmicas, se genera un movimiento ascendente producto de la convección natural y diferencias de temperaturas eólicas.
Estas diferencias térmicas entre el aire del interior de la chimenea y el ambiente externo, permite calentar en invierno y enfriar en verano.
En invierno, permite que el aire caliente pueda calentar las paredes exteriores, favoreciendo una generación térmica superior hacia el interior de la estructura.
Con lo que se reduce significativamente el uso de calefactores, calderas y sistemas de calefacción.
En verano, permite que por efecto sombra de la pantalla exterior, el aire interior tenga unos grados menos que el exterior.
Por otro lado, el aislamiento de la fachada, impide que el sol incida directamente en la pared de la estructura.
Esto representa una gran ventaja, pues la pantalla funciona como una sombrilla protectora del sol, produciendo un ambiente más fresco.
Los edificios con efecto chimenea, han reducido hasta en un 50% el uso de aire acondicionado o sistemas de enfriamiento interior.
Asimismo, el efecto chimenea permite que entre aire más frío por la parte inferior y que el aire caliente ascienda. Esto funciona como un ventilador gigante para el edificio.
La pantalla funciona como una capa protectora ante la intemperie y la humedad ambiental, pues la capa de aire exterior, elimina la humedad.
Lo que elimina los problemas de humedades, moho y otros problemas de mantenimiento.
Desventajas del efecto chimenea en arquitectura
Una de las principales desventajas de este sistema es el coste de instalación.
La construcción de la pantalla exterior, requiere de una estructura que debe ser al mismo tiempo ligera y resistente.
Esta pantalla está en constante contacto con los elementos naturales, el viento, sol, lluvia, nieve, etc.
Por lo tanto, representa un reto arquitectónico importante, pues debe ser resistente a las fuerzas internas y externas.
Esto incrementa el coste de construcción de manera significativa, agregando una desventaja económica. Sin embargo, la reducción del consumo energético a largo plazo, puede ser compensatoria.
Otra desventaja es la eliminación total de la visión desde el interior al exterior. Es por ello que este tipo de diseños se realizan en edificios de oficinas o de uso comercial.
Un punto desventajoso es que funciona de mejor manera en edificios de grandes alturas y en menor proporción en edificios más bajos.
Además, debe estudiarse el entorno, incidencia del sol, velocidad del viento y otros elementos.
Elimina casi en la totalidad la luz natural, por lo que puede ser ventajoso y desventajoso al mismo tiempo.
Apaga los aires acondicionados y calefacciones, pero enciende las luces artificiales por mayor tiempo.
Los ocupantes de algunos edificios con efecto chimenea afirman sentirse más opacos, encerrados y con una sensación más constrictora.
Sin embargo, el diseño de la pantalla puede permitir el filtrado de la luz solar, ubicada estratégicamente en zonas del edificio y se puede eliminar esta sensación.
Del mismo modo, la elección de materiales más económicos, eficientes y ecológicamente diseñados, puede reducir el coste de construcción.
