Pe măsură ce clima devine extremă, cum să ne ocupăm de anvelopa clădirii?

Când vorbim despre eficiența energetică a clădirilor, inevitabil trebuie menționată izolația termică. Rareori o observăm într-o construcție finalizată, iar în desenele tehnice, izolația apare ca un strat subțire. Dar acesta este un element cu o importanță vitală, deoarece acționează ca o barieră în calea schimbului de căldură între interior și exterior, reducând cantitatea care se pierde iarna și care poate fi absorbită vara. Într-o clădire cu o bună izolare termică, este nevoie de mai puțină încălzire pentru a menține interiorul la o temperatură agreabilă, reducând totodată amprenta de carbon. În prezent, există multe țări care impun un nivel minim de izolare termică pentru clădiri, cu parametri din ce în ce mai stricți. Dar cum ar trebui abordată această problemă în viitorul apropiat, având în vedere previziunile climatice îngrijorătoare?

Conform EPA (eng. U.S. Environmental Protection Agency – ro. Agenția Protecției Mediului din Statele Unite ale Americii), creșterea temperaturilor medii globale este asociată cu schimbări semnificative în ceea ce privește fenomenele meteorologice. Studiile științifice indică faptul că fenomenele meteorologice extreme, cum ar fi valurile de căldură și furtunile puternice, sunt susceptibile de a deveni mai frecvente sau mai intense în urma schimbărilor climatice determinate de activitatea umană. Dar care este legătura cu arhitectura?

Industria construcțiilor este responsabilă pentru 38% din emisiile de CO₂, iar 75% dintre acestea se datorează modului de funcționare a clădirilor, care utilizează 36% din întreaga cantitate de energie necesară pe planetă, conform datelor pentru 2020 din Global Status Report for Buildings and Construction. Aici devine izolația termică un factor important.

Pierderile sau câștigurile de căldură se produc prin convecție, conducție și radiație. Acestea se vor produce în mod inevitabil, dar este de datoria proiectantului să gestioneze rapiditatea procesului cu care se pierde sau se câștigă căldură - acest lucru poate fi controlat prin utilizarea unor materiale și tehnici de construcție adecvate pentru a stabili și menține o anvelopă etanșă a clădirii, care să includă niveluri ridicate de izolație. În general, 40% din transferul de căldură într-o clădire se face prin acoperiș, până la 25% prin pereți și până la 15% prin pardoseală.

Lucrând cât mai mult posibil cu strategii pasive pentru confort, în funcție de locul în care se află proiectul, va fi întotdeauna cea mai bună modalitate de pornire pentru o clădire mai prietenoasă cu mediul. Clădirile din zonele cu climă caldă se bazează în general mai mult pe ventilația naturală și pe materiale cu inerție termică ridicată (cum ar fi cărămizile sau pietrele), care rețin căldura din exterior pentru mai mult timp, menținând interiorul răcoros. În climatele reci, materialele cu inerție termică mai mică (cum ar fi lemnul) asigură încălzirea mai rapidă a spațiilor atunci când este necesar. În ambele cazuri, izolația este esențială pentru gestionarea fluxurilor de căldură și pentru protejarea ocupanților de vremea exterioară, fie că este rece sau caldă.

Pentru măsurarea valorilor necesare în fiecare situație, trebuie învățate câteva concepte. Valoarea indicelui R a izolației este legată de grosime și de valoarea Lambda a izolației (Lambda este conductivitatea termică a materialului în W/mK). Dublarea grosimii izolației dublează valoarea indicelui R. Utilizarea unui material cu o valoare lambda mai mică crește valoarea indicelui R. Valoarea indicelui U, la rândul său, este coeficientul global de transfer de căldură și poate fi găsită prin raportul invers al valorii R. Este o proprietate care descrie măsura în care elementele de construcție conduc căldura pe unitatea de suprafață într-un gradient de temperatură.

Principalele produse izolatoare aflate în prezent pe piață sunt vata minerală de sticlă, vata minerală bazaltică, polistirenul, poliuretanul, celuloza și fibrele de lemn. Fiecare dintre aceste opțiuni are calități și atribute diferite, care vă pot ajuta în alegerea materialelor pentru o anumită zonă. Dar există și alte materiale, cum ar fi aerogelul, pluta, paiele sau cânepa. O proprietate comună a celor menționate este aceea că sunt ușoare și capabile să rețină o cantitate considerabilă de aer.

Se estimează că o izolare termică adecvată reduce costurile de încălzire și răcire cu până la 30% și că investiția în materiale izolante se recuperează în 5 ani, prin reducerea facturilor și chiar prin reducerea capacității sistemelor de încălzire și răcire.

Dacă luăm în considerare stocul de clădiri existente și cele noi care urmează să fie construite, putem măsura economiile de energie pentru o țară sau pentru întreaga lume. Un raport EURIMA a arătat că 310 milioane de tone de emisii legate de încălzire în Europa pot fi evitate în fiecare an prin aplicarea unor măsuri de izolare termică de ultimă generație la clădirile noi și cele existente - aproximativ 50% din totalul emisiilor legate de încălzire și mult peste 10% din totalul emisiilor de CO₂. Economiile de energie realizate prin izolare sunt direct legate de schimbările climatice globale, pur și simplu pentru că un consum mai mic de energie înseamnă mai puține emisii de gaze cu efect de seră.

Într-adevăr, schimbările climatice vor juca un rol din ce în ce mai important în proiectarea mediului construit. Este deja esențial să ne gândim la adăposturi pentru un scenariu ireversibil de după schimbările climatice? Un alt aspect care joacă un rol și mai important pe această temă este faptul că răcirea este prin natura sa mai dificilă decât încălzirea. Unele forme de energie se pot transforma în căldură, iar corpurile și mașinile noastre generează căldură în mod natural, însă răcirea nu are o legătură evidentă cu generarea de energie, devenind mai costisitoare și mai dificil de realizat. Încălzirea globală are efecte tangibile de încălzire, fapt care sporește cererea de sisteme de răcire artificială. 

Este răcirea interioarelor cea mai mare provocare a unui viitor în care omenirea nu a fost capabilă să își schimbe modelele de consum și apetitul crescut pentru resursele neregenerabile? Va trebui să construim anvelope tot mai groase pentru a face față încălzirii Pământului? Care va fi limita pentru acestea? Cartea Saint-Gobain „Mediul din interior și starea de bine” subliniază excelent acest scenariu: „Atât schimbările climatice, cât și abordarea în schimbare a consumului de energie, vor necesita ca toate clădirile să fie capabile să evolueze în timp. Creșterea costurilor energiei și întrebările legate de accesibilitatea acesteia pentru majoritatea populației lumii vor deveni probleme din ce în ce mai presante. Un factor important în această evoluție va fi o analiză critică tot mai intensă a nivelurilor de confort termic care vor fi considerate acceptabile, și anume, ar trebui să purtăm doar o jachetă în loc să creștem temperatura sistemului? Integrarea acestor preocupări în proiectarea clădirilor este cunoscută sub denumirea de „future proofing” și va deveni un subiect din ce în ce mai dominant în prim-planul discuțiilor privind proiectarea clădirilor.”

Articol scris în colaborare cu ArchDaily