Como un material altamente transparente que resiste todas las condiciones climáticas excepto las más extremas, se le puede dar fácilmente cualquier tamaño o forma y, una vez constituido, durará miles de años. El vidrio sigue siendo uno de los materiales más innovadores y cruciales utilizados en la arquitectura. Aunque las prácticas de construcción contemporáneas nos permiten formar enormes y relucientes rascacielos de vidrio que se elevan cientos de metros en el aire, el propósito original de este antiguo material (permitir la entrada de luz en interiores seguros y herméticos) continua siendo el más importante más de mil años después.
Por muy valioso que sea el vidrio para casi todos los tipos de arquitectura en forma de ventanas, cuando se trata del techo de un edificio, su uso no es tan simple. Hemos comprendido el poder y el peligro de combinar luz y vidrio desde que vimos una lupa utilizada para concentrar el calor de la luz solar en temperaturas increíblemente altas en los dibujos animados infantiles. Bajo una cubierta de vidrio, la ganancia solar puede generar ambientes internos incómodos sin las precauciones de protección adecuadas.
Mientras tanto, la transferencia de calor en sentido contrario, es decir, a través del techo de una vivienda, también puede ser problemática bajo una cubierta de cristal. Aunque el valor U (transmitancia térmica) del doble acristalamiento es aproximadamente el mismo que el de una cubierta estándar (2.8 W/m2K en comparación con 2.5), los marcos metálicos utilizados para soportar los paneles de vidrio pueden reducir el valor total a 3.5. Si a esto, le sumamos el hecho de que los techos de vidrio no pueden recibir aislamiento adicional, y con ello la posibilidad de reducir el valor U de un techo estándar a alrededor de 0.2, las propiedades térmicas de los tejados de cristal se ven bastante afectadas en invierno.
Utilizados para devolver el calor al lugar de su origen, el vidrio de control solar especializado (hacia afuera) y el vidrio de baja emisividad (hacia adentro) pueden mantener el calor donde se necesita y a su vez, mantener las temperaturas niveladas; el acristalamiento de baja emisividad puede contribuir a un valor U de 0.8 W/m2K. A pesar de este esfuerzo adicional para mejorar las propiedades térmicas del vidrio, junto con otras técnicas de control de ventilación para enfriamiento pasivo, si se hace correctamente, los beneficios de usar vidrio como material de cubierta pueden superar ampliamente las desventajas. Los interiores de casas y edificios, llenos de luz natural, pueden utilizar una de las fuentes de calefacción naturales de la Tierra para mantenerse calientes, aplicar métodos de ventilación innovadores para permanecer fríos y frescos, y emplear los patrones naturales del cielo y las estrellas para decorarlos encima, todos combinados para que se sientan como si estuvieran al aire libre.
Hágase la luz: espacios exteriores reproducidos bajo vidrio interior/exterior
El efecto positivo de la luz natural en los espacios interiores puede ser crucial para las empresas, ya que refresca a los empleados y clientes no solo durante sus horas de trabajo, sino especialmente en espacios energizantes para recargar energías entre largas y arduas reuniones de desgaste. En Chongqing Lijia Smart Hall de Chongqing (China), por ejemplo, desde Gensler quisieron crear una geometría arquitectónica que coexistiera armoniosamente con su entorno. Con un sistema de diseño estructural de barra en Y, los tragaluces recorren el borde del edificio para formar una «zona previa al evento bien iluminada que sirve como un alivio agradable para los visitantes entre sesiones», como explican los arquitectos.
Mantener a los visitantes lúcidos y renovados también es crucial en los espacios comerciales, donde los interiores amplios pueden significar que a menudo hay poca luz natural. Al reemplazar un mercado de agricultores al aire libre que estaba cubierto con una red oscura por un mercado interior debajo de tragaluces de vidrio, MINAX Architects le ha dado al Bloom Liutan Market la sensación fresca, abierta y luminosa de un mercado de agricultores al aire libre, al mismo tiempo que protege sus productos y clientes de los elementos.
Proyectos que utilizan lucernarios de vidrio para aportar luz natural a los espacios interiores:
Chongqing Lijia Smart Hall / Gensler
Bloom Liutan Market / MINAX Architects
Beijing Fengtai Station / gmp Architects
El efecto invernadero: calentar el interior con ganancia solar controlada
Mientras que una cubierta de vidrio crea un ambiente interior con tanta luz natural como un espacio exterior, el calor del sol puede magnificarse cuando atraviesa el vidrio, a menos que se mitigue y controle. Con un techo de cristal de 3.800 metros cuadrados, el Centro de Investigación y Educación Albert Einstein en Sao Paulo, Brasil, controla el efecto de varias maneras. Los paneles de vidrio de la capa exterior están «recubiertos con protección solar triple silver para reducir la ganancia de calor e impresos con puntos cerámicos translúcidos para dar sombra a la luz solar», explica Safdie Architects. Al utilizar un sistema mecánico para suministrar refrigeración al atrio sólo cuando y donde sea necesario, se puede controlar el confort, la humedad y el uso de energía del ambiente, e incluso utilizarlo para equilibrar la humedad en el resto del edificio.
Proyectos que utilizan techos de vidrio para crear un atrio estilo invernadero con vegetación:
Centro de Investigación y Educación Albert Einstein / Safdie Architects
Qingdao Future City / CLOU Architects
Ventilación: mantener frío, fresco y aireado
Además de la luz natural, nunca se debe subestimar la importancia del aire fresco a la hora de diseñar un espacio grande. Con una longitud total de 220 metros y una profundidad de 38 metros, el Instituto Internacional de Ciencias de la Geoinformación incluye una considerable extensión de espacio interior en toda su estructura. Para llenar el interior con luz, aire fresco y vegetación biofílica, se tallaron cuatro grandes atrios en la estructura para «servir como los pulmones verdes del edificio», describen los arquitectos. Conectados con el exterior y llenos de hábitats para la flora y la fauna, los atrios con cubierta de vidrio son pequeños ecosistemas con «plantas arraigadas en más de un metro de suelo, creando un lugar de trabajo libre de estrés con aire limpio».
Como método más arquitectónico para proporcionar aire limpio a un edificio, la Escuela Secundaria Shenzhen Hongshan cuenta con un techo de vidrio sobre su vestíbulo/patio de entrada que está dividido en seis secciones en ángulo en una disposición diagonal. «Cada unidad básica», explican los arquitectos CAPOL, «está unida con los bordes superior e inferior de dos vigas huecas, que son convenientes para la ventilación, así como para la integridad estructural de la estructura del techo».
Proyectos que utilizan sistemas de ventilación natural y técnica bajo cubiertas de vidrio para aportar aire fresco a los interiores:
Instituto Internacional de Ciencias de la Geoinformación / Civic Architects + VDNDP
Escuela Secundaria Shenzhen Hongshan / CAPOL
Sombra, agua y otras formas innovadoras de mantener ambientes frescos
Además del uso científico de vidrio con protección solar y puntos cerámicos translúcidos para controlar la ganancia solar (como se hace en el Centro de Investigación y Educación Albert Einstein), existen muchos otros métodos posibles a elegir para dar sombra y enfriar una cubierta de vidrio. Un sistema de cortinas ajustables y persianas integradas proporciona al Invernadero Mendel en Brno-Střed, República Checa, refrigeración y ventilación naturales durante los calurosos meses de verano, por ejemplo.
