Paisajismo energéticamente eficiente

El paisajismo energéticamente eficiente es un tipo de paisajismo diseñado con el propósito de conservar energía. Existe una distinción entre la energía incrustada de los materiales y la construcción del paisaje, y la energía consumida por el mantenimiento y las operaciones de un paisaje.

Terminología y definición

El paisajismo a menudo se refiere a la práctica del diseño de paisajes y la jardinería, que tradicionalmente se relaciona con el diseño de sitios con vegetación y artesanía con fines estéticos, culturales, sociales y religiosos.

La arquitectura del paisaje y la ingeniería del paisaje, por otro lado, son profesiones multidisciplinarias e interdisciplinarias que integran consideraciones técnicas, como la geografía, la ecología, la biología y la ingeniería, en el diseño del paisaje y su actualización.

El paisajismo energéticamente eficiente cae dentro de las categorías de este último y enfatiza la conservación de energía en la operación del sitio o la creación del sitio. Entre sus varios usos de términos, el paisajismo energéticamente eficiente puede referirse a la reducción del uso de energía en el mantenimiento y la operación del paisaje estrictamente para el usuario/propietario del sitio, o en términos generales para la conservación de energía del medio ambiente global, como mitigar la contaminación urbana. efecto isla de calor con superficie reflectante (aumento del albedo) o reducción de la necesidad de tratamiento de agua y alcantarillado mediante el uso de pavimento permeable. Los métodos comunes de paisajismo energéticamente eficiente incluyen reducir la carga de calor o enfriamiento de un edificio a través de la sombra, el bloqueo del viento y el aislamiento; gestión del agua; y el uso de plantas o materiales de construcción que cuestan menos energía.

Métodos y técnicas

Las técnicas de diseño incluyen:

Sombra con árboles

Plantar árboles con el fin de proporcionar sombra, lo que reduce los costos de refrigeración. Es necesario estudiar bien la altura madura de los árboles y la forma de su copa. La ubicación de los árboles debe diseñarse en función de su altura y la altura del edificio. Además, cuando los árboles se plantan más cerca de las ventanas o paredes, proporcionarán sombra durante la mayor parte del día a medida que el Sol cambia su posición relativa a la ventana y los árboles. Sin embargo, tampoco es deseable plantar los árboles demasiado cerca del edificio, ya que podría causar el peligro de tocar las líneas de servicios públicos subterráneas o sobre el suelo.

El tipo de hojas de los árboles también es importante. Los árboles de hoja perenne de hoja ancha como la magnolia del sur se pueden usar para proporcionar una sombra densa durante todo el año. Sin embargo, los árboles de hoja perenne con hojas de aguja, como los pinos y los cedros, pueden proporcionar más circulación de aire, aunque su sombra es más escasa y más abierta.

No solo se puede utilizar la sombra de los árboles para reducir la carga de refrigeración en el edificio, sino que también se puede utilizar en estacionamientos, entradas de vehículos y parques infantiles.

Cortavientos

Plantar o construir cortavientos para frenar los vientos cerca de los edificios, lo que reduce la pérdida de calor. Las casas pierden calor por infiltración en el invierno. Los cortavientos deben diseñarse para interceptar y redirigir los vientos de invierno antes de que lleguen a la casa y las áreas al aire libre con parques infantiles o plantas sensibles. La protección contra el viento en el invierno también debe diseñarse de modo que no bloquee la luz del sol en el Winder o bloquee el viento en el verano.

Revestimiento de pared con arbustos o enredaderas

Al revestir arbustos cerca de la pared, se crea un espacio de aire muerto aislante alrededor de la pared. Esta es una idea similar con el cortavientos de árbol de uso. Los arbustos deben plantarse al menos a 2 pies de la pared para evitar problemas de humedad e insectos.

Aprovechando el relieve natural

La protección contra la tierra es un ejemplo de la utilización de formas de relieve naturales y condiciones geológicas para ahorrar energía en la construcción de una estructura. Se cree que ahorra energía de múltiples maneras: usando la roca o fuerte

Una casa terrestre de Peter Vetsch

el suelo es como la pared y el suelo como el piso, el costo de construcción se reduce considerablemente, porque la estructura necesitará menos material de carga y no hay necesidad de excavación ni construcción de cimientos; la pared y el piso hechos de material natural probablemente tendrán un mejor aislamiento que las paredes y los pisos artificiales; Las paredes y los pisos naturales también pueden reducir el riesgo de incendio, ya que son difíciles de encender y, por lo tanto, reducen la necesidad de retardadores de llama.

En un estudio de simulación de una estructura con profundidad variable sumergida en el suelo para comprender el efecto aislante de la pared natural y el suelo en climas fríos, se encontró que la transmitancia térmica de las paredes y el piso protegidos con tierra es del 16% - 45% inferior a la de la estructura totalmente sobre rasante.

Además de la Protección de la Tierra, una forma más sencilla de aprovechar el relieve natural es usar la geología, como las montañas, para dar sombra.

Cubiertas verdes

A menudo, el diseño del paisaje y la arquitectura se refieren al diseño en la superficie del suelo; en muchos contextos, específicamente, la guía de diseño y los temas son para un paisaje residencial típico en viviendas suburbanas, donde hay un patio (jardín), un camino de entrada y una casa. En el área urbana superpoblada, sin embargo, no hay abundante superficie de suelo para el diseño del paisaje. Los techos verdes, entonces, se convierten en una opción atractiva para agregar algo de estética y verde a las ciudades abarrotadas. No limitado a las ciudades, los techos verdes se pueden aplicar donde sea que quepa. La mayoría de las veces, en realidad, la decisión de construir techos verdes se basa en el clima y la política local. Se debe a que, aparte de su estética, los techos verdes se usan a menudo por su capacidad para conservar energía, como aumentar el aislamiento del techo del edificio, retener e infiltrar el agua de lluvia y reducir potencialmente el efecto de isla de calor urbano cuando se instala a cierta escala. En Alemania, por ejemplo, en parte debido a la regulación de la UE, el 17% de la construcción de techos nuevos son techos verdes. En Washington DC, los techos verdes se utilizan como una técnica alternativa de retención de aguas pluviales.

Techo verde de Chicago City Hall

Beneficios

Reducción del consumo de energía del edificio al aumentar el aislamiento del techo: en la reducción total del consumo de energía, el techo verde tendría el mejor rendimiento en comparación con un techo desnudo en un clima más frío, que requiere calefacción durante la noche. La reducción en la carga de calefacción del edificio aumenta a medida que aumenta la profundidad del suelo del techo verde, aunque una mayor profundidad del suelo significaría un techo más pesado. Por otro lado, si un edificio está dominado por la refrigeración, el índice de área foliar es más importante. En la reducción del consumo máximo de energía, el techo verde también tiene un efecto notable, y el índice de área foliar y la profundidad del suelo están relacionados positivamente con su rendimiento.

Retención de agua de lluvia y evapotranspiración: 3 a 4 pulgadas de suelo pueden retener alrededor de 1 pulgada de agua de lluvia. Eso es alrededor del 75% de la precipitación en la mayoría de las áreas de los Estados Unidos. Al retener el agua de lluvia en el suelo, el agua no se convertiría en escorrentía, sino que daría lugar a la evapotranspiración.

Controversias

Calidad de la escorrentía del agua: cuando el techo verde no puede contener la cantidad de precipitación, el exceso de agua de lluvia se convierte en escorrentía. En un experimento de campo en el que se gotea agua contaminada en una sección de techo verde para imitar la lluvia en el techo verde, se estudió y analizó el agua de exfiltración. Se encontró que dado que el nivel promedio de las concentraciones de sólidos suspendidos, nitrógeno y fósforo en la salida de agua de los techos verdes es significativamente más alto que en la salida de los techos convencionales, los techos verdes extensos se convertirán en una fuente de contaminación por nutrientes en el entorno urbano del agua.

Peligro de incendio: los techos verdes pueden incendiarse más fácilmente que los techos convencionales; es preocupante que cuando el techo verde se incendie, la alta temperatura dañe la estructura del techo. No solo la idea de dañar el techo es contradictoria con la conservación de energía y la sustentabilidad, el incendio y el daño al techo podrían causar problemas de seguridad a los residentes. Todavía se debate si el techo verde provocará un incendio o reducirá la posibilidad de que ocurra. Algunos argumentan que, debido a que la vegetación es aproximadamente 95% agua, el techo verde en realidad reduce la posibilidad de un incendio. Por otro lado, algunos argumentan que durante el otoño y la primavera, cuando las hojas se secan, el riesgo de incendio aumentará. Un estudio reciente descubrió, a través de un modelo matemático, que cuando la vegetación misma se incendió, el calor penetrará con bastante lentitud, porque la conductividad térmica del suelo es baja y finalmente dañó el techo. Por lo tanto, la clave de si el fuego atrapado por la vegetación dañará o no el techo depende del espesor del suelo. El estudio también encontró que al instalar una capa de yeso debajo de la capa de suelo, la posibilidad de dañar el techo puede reducirse en gran medida.

Carga estructural adicional: la mayoría de los edificios antiguos no fueron diseñados para la carga muerta adicional del techo de los techos verdes. Si se consume más energía en la construcción de la estructura de soporte de carga adicional para los techos verdes que la energía ahorrada a través de la mejora del aislamiento y la retención de agua, sería contradictorio con la idea de conservación de energía. Según el estudio, los tipos de techos verdes comunes en el mercado aumentarían la carga sobre el techo entre 1,2 y 2,43 kilonewton por metro cuadrado.

Pavimento permeable (poroso/permeable)

Muchos pavimentos en áreas urbanas y suburbanas son impermeables, lo que probablemente resultaría en una escorrentía de aguas pluviales contaminada. En el área de predesarrollo, en promedio, el 50 % de las aguas pluviales resultaría en evapotranspiración, el 5 % en escorrentía y el 45 % en infiltración, mientras que en el área posterior al desarrollo, solo el 35 % de las aguas pluviales resultaría en evapotranspiración y el 50 % en escorrentía y 15% en infiltración. Este cambio ha causado varios problemas, como inundaciones, daños a la infraestructura debido al rápido movimiento del agua y contaminación del agua.

Sin embargo, al usar pavimento permeable, la cantidad de agua pluvial infiltrada aumentará en el área posterior al desarrollo y se pueden reducir los contaminantes en el agua filtrada; así el problema puede ser mitigado. En la Conferencia de Desarrollo de Bajo Impacto 2008, la ASCE realizó dos estudios a escala de banco 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. El experimento muestra una eliminación relativa total de sólidos suspendidos (TSS) del 84 % en promedio, pero la mayor eliminación relativa a lo largo del tiempo sugiere que existe una posible acumulación de sólidos, y eso puede provocar la obstrucción y la falla del sistema. La evidencia en la eliminación de contaminantes probó la conclusión del estudio anterior de que la escorrentía anual de contaminantes de las entradas de vehículos era un 86 % más baja para las entradas de vehículos permeables que para las entradas de vehículos impermeables.

Los tipos de pavimento permeable incluyen:

Asfalto poroso

Ventaja: Costo relativamente bajo; Fácil acceso al material; Los trabajadores tienen experiencia con eso.

Desventaja: Susceptible a daños por agua; Por lo general, se usa solo a corto plazo; Fuerza relativa baja

Hormigón permeable

Ventaja: Alta resistencia estructural; Fácil acceso al material.

Desventaja: Proceso de construcción lento; Alto costo inicial

Adoquín de hormigón entrelazado permeable

Ventaja: 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

Ventaja: Gran variedad de productos; Relativamente barato; Facilidad de mantenimiento y reparación.

Desventaja: generalmente se limita a las áreas de estacionamiento

La decisión entre los diferentes tipos de pavimento permeable depende de la necesidad del proyecto, el material y el equipo disponibles y el presupuesto.

Iluminación eficaz e inteligente

Iluminación del sitio con accesorios de corte total, sensores de nivel de luz y accesorios de alta eficiencia.

Orientación de la estructura

El sol sale por el este, se mueve hacia el sur y se pone por el oeste. Por lo tanto, una regla general para el 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 del edificio. La realidad, sin embargo, es más complicada. El Sol sale por el Este y se pone por el Oeste perfectamente solo en los equinoccios de otoño y primavera, y durante la gran mayoría del año, el Sol se desplaza ligeramente hacia el sur y hacia el este dependiendo de si es verano o invierno y de si el observador se encuentra en el hemisferio norte o en el norte. Hemisferio sur.

Para diseñar para el mejor rendimiento del sitio, el diseñador debe comprender bien el clima local y la ubicación del sitio en relación con el ecuador.

Más para incluir

Las técnicas de paisajismo energéticamente eficientes incluyen el uso de materiales locales, el compostaje y el astillado en el lugar para reducir el transporte de desechos verdes, herramientas manuales en lugar de las que funcionan con gasolina y también pueden implicar el uso de plantas resistentes a la sequía en áreas áridas, la compra de productos locales. cultivadores para evitar la energía en el transporte, y técnicas similares.

Ejemplo

De acuerdo con la ciudad para construir un paisaje resistente y sostenible, el Instituto de Tecnología de Massachusetts ha iniciado varios proyectos de mejora de la eficiencia energética, estos proyectos incluyen:

• Planificar árboles y utilizar el cañón de árboles para proporcionar sombra para los peatones, lo que también daría a los estudiantes más incentivos para caminar
• Los filtros de paisaje se agregan a (en parte) tratar el agua de lluvia
• Instalación de almacenamiento de agua de tormenta para mitigar las inundaciones
• Pavimento de color más ligero para reducir el efecto de la isla de calor