Imagen 1: Vista general del edificio desde su fachada sur-poniente. Destaca su cubierta solar sostenida sobre una estructura de acero, y su fachada diseñado bajo criterios bioclimáticos que utiliza protecciones solares diferenciadas por orientación. Créditos: Nic Lehoux
El edificio federal Edith Green-Wendell Wyatt (EGWW), ubicado en el centro de la ciudad de Portland, Estados Unidos, es una torre de oficinas de 18 pisos y 47.600 metros cuadrados originalmente construida en 1974. Hace pocos años, la entidad estatal que utiliza el edificio, la Administración de Servicios Generales (GSA por sus siglas en inglés) recibió fondos de la Ley de Recuperación y Reinversión de los Estados Unidos para someter al edificio a una importante renovación para reemplazar equipos y sistemas ya obsoletos. Este financiamiento estipulaba que el proyecto debía cumplir con los estrictos requisitos de ahorro de energía y agua de la Ley de Seguridad e Independencia Energética (EISA, por sus siglas en inglés) de dicho país. En términos constructivos, cabe destacar que el uso de una metodología de proyecto que permitió la detección temprana de conflictos entre la estructura, la fachada, las terminaciones y las instalaciones, se tradujo en una disminución de 10 meses en la ejecución de la obra, con un ahorro estimado de 900 mil dólares de fondos públicos.
Coherencia entre objetivos y resultados de eficiencia y calidad ambiental
El objetivo del mandante de transformar y modernizar el edificio EGWW en base a exigentes principios de construcción sustentable fue el mejor punto de partida para incentivar al equipo del proyecto. La implementación de una de las mayores innovaciones del edificio, la sustitución del antiguo revestimiento de hormigón prefabricado por un revestimiento de alto rendimiento compuesto por acero, aluminio y vidrio, no solo hizo que el edificio fuera más eficiente energéticamente; al reducir las cargas térmicas, permitió instalar un sistema de calefacción y refrigeración radiante, lo que a su vez permitió liberar aproximadamente unos 2.900 metros cuadrados de espacio útil. La nueva piel también pretendía ser visualmente receptiva a las realidades del entorno y el uso interior. Para ello, cada fachada del edificio presenta un conjunto diferente de elementos reflectores y sombreadores, sostenidos por una sub-estructura de acero, que se modelaron para responder a las variaciones del sol durante todo el año. Los paneles horizontales reflejan la luz y brindan sombra en el sudoeste y sureste, mientras que las 'lengüetas' verticales orientadas al oeste proporcionan alivio al sol de la tarde, todo sin obstruir las vistas.
Esta modificación aligeró la estructura y permitió que el edificio cumpliera con la actual y exigente normativa de diseño antisísmico del estado de Oregon, sin necesidad de una importante actualización estructural, que suele ser uno de los mayores gastos en una renovación de esta escala. De esta forma, la renovación de la fachada y la incorporación de acero en ella han aumentado el rendimiento sísmico del edificio, extendiendo con ello su vida útil, a la vez que se ha mejorado el diseño urbano del entorno y la imagen institucional.
Imágenes 2 y 3. El objetivo principal era transformar un edificio ineficiente en uno del más alto estándar energético y ambiental. Destacan en las imágenes el cambio del revestimiento de hormigón prefabricado por una fachada bioclimática compuesta por vidrio, acero y aluminio, destacando las protecciones solares verticales y la cubierta fotovoltaica sostenida por una subestructura de acero. Créditos: Nic Lehoux
Imagen 4. Proceso de instalación de la fachada bioclimática una vez retirado el revestimiento de hormigón. El proceso fue exhaustivamente programado para reducir los tiempos de construcción. Créditos: SERA
Desde la reapertura y ocupación del edificio en 2013, se realizaron periódicamente estudios que demostraron el cumplimiento de los objetivos de eficiencia de EISA, lo que ayudó a optimizar el rendimiento real del edificio y a proporcionar información valiosa a la GSA para el diseño y operación de otros edificios. Es más, los estudios demuestran que el edificio EGWW ha excedido sus metas proyectadas de 60% de ahorro de energía y agua. Las facturas de gas y electricidad demuestran un ahorro de energía del 63% en los primeros dos años de uso, mientras que el uso de agua se ha reducido en un 65%, incluida una recolección anual de 2.377 metros cúbicos de agua lluvia.
Junto con la reducción del uso de energía y agua, un resultado destacable de la renovación del edificio ha sido una mayor satisfacción de los ocupantes del edificio. Un año después de mudarse al EGWW, las personas indicaron una mayor satisfacción en comparación con encuestas anteriores. Así, en las encuestas de satisfacción que se realizan semestralmente, la calificación de satisfacción general ha sido de más del 75%. Hay varios aspectos de sustentabilidad y diseño bioclimático que explican este alto nivel, principalmente la muy buena iluminación natural, así como una mayor altura libre de piso a cielo y el acceso visual al paisajismo verde exterior.
La información levantada en estas encuestas es cruzada con datos cuantitativos sobre la operación del edificio en materia de temperatura, calidad del aire, iluminación, consumo de energía, entre otros, los cuales son recopilados y validados por el operador del edificio a través de un Sistema de Gestión del Edificio (Building Management System o BMS), más las facturas de servicios y las lecturas de medidores.
Entorno y Ecología
El edificio se inserta en un sector clave del centro financiero y gubernamental de Portland, a menos de dos cuadras del terminal de autobuses y a poca distancia de cuatro líneas de tranvías o trenes ligeros. Gracias a esto, la ubicación del edificio ofrece 283 opciones de destinos para viajes diarios, lo que permite que unos 1.200 ocupantes del edificio puedan llegar a él a través del transporte público. En total, se estima que un 85% de las personas que acceden al edificio lo hacen por este medio, o bien caminando y en bicicleta.
Imagen 5. Planta del primer piso, destacando el acceso peatonal en su costado poniente. Créditos: SERA.
Imagen 6. Plantas enredaderas sube por las protecciones solares, conectando el edificio con el entorno, y ayudando a comunicar los objetivos de sustentabilidad de la institución. Créditos: Nic Lehoux
Imagen 7.Vista del acceso principal al edificio, en el que destaca la subestructura de acero que sostiene las protecciones solares. Créditos: Nic Lehoux
Imagen 8. Vista del EGWW desde un edificio vecino. Créditos: NicLehoux
Quizás la característica más llamativa a simple vista del edificio EGWW son las protecciones solares verticales escalonadas en la fachada oeste. Estos elementos, que asemejan unas "cañas", sombrean el edificio y también dan soporte a un ecosistema nativo. De esta forma, un verdadero tapiz de enredaderas sube por estos elementos, conectando el edificio con el paisajismo del terreno y el entorno, compuesto por un exuberante arreglo de plantas locales seleccionadas por su belleza, tolerancia a la sequía, adaptabilidad del suelo y compatibilidad con criterios de seguridad. Las enredaderas se seleccionaron y luego se cultivaron en contenedores durante una temporada completa con el objetivo de que alcanzasen una altura de 3,5 a 4,5 metros en la siembra. Las especies varían para incluir funciones específicas; por ejemplo, se utilizaron variantes fragantes para los sectores de entrada y salida peatonal del edificio. Cabe destacar que las enredaderas son de tipo caducifolias y se colocaron espaciadas a tres metros de distancia en ambos lados de la sub-estructura, permitiendo la entrada de luz adicional al edificio durante el invierno, mientras que en otoño proporcionan un toque de color a la fachada y ayudan a comunicar a la distancia el compromiso de la institución con el medio ambiente.
Imágenes 9 a 12. Los espacios interiores maximizan la iluminación natural y la conexión visual con el exterior, especialmente con las especies nativas y las enredaderas que suben por las protecciones solares. Créditos: Nic Lehoux
Dos grandes cambios en el área que rodea al edificio EGWW ocurrieron durante la fase de construcción y que alteraron su microclima: la remoción de un edificio hacia el sur y la adición de un edificio al oriente. Esto requirió de respuestas de adaptación por parte del equipo de proyecto. Con la eliminación de un edificio en el sur, la zona inmediatamente adyacente a la ventana ahora recibiría mayor radiación solar directa y se sobrecalentaría. Un estudio de confort térmico dio una solución: agregar un panel radiante activo por la cara interna de la fachada, proporcionando un mayor grado de confort térmico y temperaturas más uniformes en el espacio interior. Por otra parte, el nuevo edificio ubicado en la cara oriente generó un efecto inesperado: reflejaba luz y calor que luego ingresaba al edificio EGWW, disminuyendo el grado de confort térmico de los ocupantes de algunos pisos. La flexibilidad incorporada en el diseño arquitectónico de la planta facilitó una posterior rezonificación, lo que permitió disminuir las cargas internas y eliminar los problemas de sobrecalentamiento. Estas dos situaciones nos recuerdan la importancia de diseñar no sólo bajo las condiciones actuales, sino también considerar las posibilidades de cambios en el entorno.
Por último, cabe destacar que el GSA impuso como meta que durante la operación del edificio EGWW la generación de residuos se redujera en al menos un 50%, meta que ha sido cumplida y superada. Además del reciclado estándar de papel, plástico, vidrio, también se genera compostaje que luego es utilizado en el paisajismo.
Diseño bioclimático, calidad ambiental y eficiencia
El nuevo edificio EGWW consume 90kWh/m2 al año, lo que equivale a un 55% menos de energía que el edificio original, y un 63% menos que la media nacional de Estados Unidos para edificios de similares características. Esta eficiencia deriva en parte del diseño de fachada, con dispositivos de sombreado sostenidos por una sub-estructura de acero que se extienden por toda la altura de 18 pisos de la cara poniente, y un sistema integrado de protecciones solares y reflectores de luz natural en las caras sur y oriente. Estas estrategias, junto a una muy baja potencial de iluminación de 5,5watts/m2, fueron claves para poder reducir la demanda y potencia de climatización a niveles que permitieran incorporar un sistema de techo radiante hidrónico para calefacción y refrigeración. El impacto en el ahorro por utilizar este sistema se estima entre un 10% al 15% del uso total de energía del edificio en comparación con un sistema mecánico de volumen de aire variable. Cabe destacar que, para cumplir con los objetivos de adaptabilidad en el diseño del edificio, este sistema de cielo radiante fue pensado como un kit de piezas y conexiones, reutilizables y adaptables para distintas configuraciones de planta.
Aunque el sistema radiante proporciona un alto nivel de confort térmico y calidad de aire interior, se predijo que los ocupantes acostumbrados al aire acondicionado tradicional se quejarían del poco movimiento de aire y la “falta” de frío. Para solucionar lo anterior, se ajustó el rango de temperatura permitido para mejorar el equilibrio entre el ahorro de energía y la comodidad de los ocupantes. Adicionalmente, se realizan campañas para que los usuarios del edificio realicen una serie de estrategias de eficiencia energética y sustentabilidad ambiental.
Imágenes 13 a 15. Los elementos exteriores de la fachada fueron cuidadosamente analizados y diseñados para optimizar el control solar, el ingreso de la iluminación y el acceso a vistas exteriores. Créditos: SERA
Por otra parte, una estrategia de diseño que ha demostrado beneficiar a los ocupantes del edificio fue el uso de bandejas y reflectores para mejorar las condiciones de iluminación natural del edificio. Los modelamientos realizados durante la etapa de diseño indicaban que un 65% del edificio alcanzaría niveles de iluminación natural que permitirían prescindir de la iluminación artificial durante los periodos diurnos, y coincidentemente las encuestas realizadas durante la ocupación del edificio indican que un 65% de los ocupantes se declara satisfecho con la cantidad de luz natural en sus oficinas. La iluminación natural no sólo tiene efectos positivos en la salud de las personas, sino también aumenta el potencial de eficiencia energética de los edificios.
Finalmente, desde el punto de vista de la eficiencia hídrica, cabe destacar que el edificio consume anualmente unos 10.000 metros cúbicos de agua, lo que equivale a un ahorro de un 65% gracias a la incorporación de griferías y artefactos sanitarios de bajo consumo, y el uso de un estanque de 600 metros cúbicos para la recolección de agua lluvia. Este estanque, que en términos anuales genera un ahorro de 2.370 metros cúbicos y que durante el invierno cubre el 85% de la demanda total del edificio, ya existía para otros usos y fue reutilizado por el proyecto. El agua que recolecta permite proveer de agua a los inodoros, el sistema de riego y a la torre de enfriamiento mecánico. Cabe destacar que la mayor parte del agua lluvia se recoge en la cubierta del edificio, compuesta por un gran conjunto de paneles solares fotovoltaicos de 180kW sostenidos por una sub-estructura de acero.
Imagen 16. Esquema de la estrategia de recolección de aguas lluvias desde la cubierta fotovoltaica, su acumulación en un estanque subterráneo recuperado como parte del proyecto, y el aporte de dicha agua para cubrir la demanda de inodoros, sistema de riego y torre de enfriamiento. Créditos: SERA
Información adicional
• Destino: Oficinas gubernamentales
• Cliente: General Services Administration (GSA) - Region 10
• Arquitectos: SERA Architects
• Ingenierías: KPFF Consulting Engineers, Stantec, PAE Consulting
• Project Manager: GSA, SERA
• Año de construcción: 2013
• Superficie: 47.600m2
• Costo: 141 millones dólares
• Ubicación: Portland, Estados Unidos
• Certificación LEED NC 2009 nivel Platinum
José Tomás Videla Labayru
Arquitecto LEED-AP, MSc, MBA
