El futuro de la vivienda urbana son los frigoríficos energéticamente eficientes

El futuro de la vivienda urbana son los frigoríficos energéticamente eficientes

Las cicatrices y marcas de viruela de los viejos apartamentos y unidades de vivienda bajo el control de la Autoridad de Vivienda de la Ciudad de Nueva York no comunican inmediatamente la idea de innovación. NYCHA, el propietario más grande de la ciudad, que alberga a casi 1 de cada 16 neoyorquinos, ha visto cómo sus edificios se derrumbaban literalmente después de décadas de mantenimiento diferido y administración deficiente.

Así como la infraestructura física se descompuso, provocando ascensores averiados, parques infantiles destruidos y fachadas desmoronadas, la agencia se ha enfrentado a una serie de escándalos en los últimos años por infestaciones de moho e inspecciones de plomo falsas. El huracán Sandy en 2012 acaba de aumentar el peaje, inundando los sistemas eléctricos y de calefacción ubicados en los sótanos de los edificios. En total, esta vivienda subsidiada abandonada se encuentra en medio de lo que los planificadores locales han llamado "demolición por negligencia". reparar.

Hace años, había evidencia de innovación escondida dentro de estas unidades, en las cocinas. A fines de la década de 1990, NYCHA se dio cuenta de que los refrigeradores existentes en muchas unidades eran básicamente "devoradores de gasolina", enormemente ineficientes, obsoletos y costosos para la agencia, que paga las facturas de electricidad de los inquilinos. En colaboración con la empresa de servicios públicos local, NYCHA realizó un concurso para fabricantes de electrodomésticos, pidiéndoles que crearan unidades más pequeñas, del tamaño de un apartamento, con una eficiencia superior; el ganador obtendría acceso a NYCHA ya un grupo de otras autoridades de vivienda interesadas en un plan de compra de al menos 20,000 viviendas anuales. Maytag ganó, con su entonces novedoso modelo Magic Chef, que ayudó a NYCHA a reducir costos al aumentar la eficiencia energética y también redujo drásticamente las emisiones. Finalmente, se compraron 150.000 de los refrigeradores entre 1995 y 2003. Fue un modelo de uso del peso y el poder de mercado de la agencia para impulsar la innovación.

Ahora NYCHA quiere hacer lo mismo con la calefacción y el aire acondicionado. El Desafío Calor Limpio para Todos está pidiendo a los fabricantes que desarrollen tecnologías de bombas de calor de bajo costo y fáciles de instalar para modernizar edificios. Los dispositivos propuestos, que tendrían que caber dentro de un marco de ventana estándar, reemplazarían la omnipresente unidad de aire acondicionado de ventana y calentarían y enfriarían eficientemente un apartamento sin usar refrigerantes ni quemar directamente combustibles fósiles.

La agencia respalda el concurso con el compromiso de comprar e instalar al menos 24,000 unidades de cualquier modelo que gane, parte de un plan de capital de $250 millones; mientras tanto, la Autoridad de Investigación y Desarrollo de Energía del Estado de Nueva York, o NYSERDA, está ayudando a reclutar otras agencias de vivienda en todo el estado y la nación para que firmen y prometan comprar nuevas unidades. “Esperamos utilizar este mecanismo una y otra vez la próxima vez que tengamos que satisfacer una demanda masiva del mercado”, dice Emily Dean, directora de descarbonización de viviendas de NYSERDA.

Lo que está en juego para la agencia, para la empresa ganadora y para la sociedad misma podría ser enorme. Invertir en calefacción y refrigeración más eficientes en los edificios es bueno para las personas y el planeta; sería transformador encontrar una manera equitativa de hacerlo a la escala y la velocidad necesarias para enfrentar el desafío climático.

“Ocho millones de personas al año compran aire acondicionado de ventana en los EE. UU., la industria HVAC genera $ 100 mil millones al año en todo el mundo, y la cantidad de unidades de aire acondicionado en el planeta se triplicará para 2050, en su mayoría unidades pequeñas del tamaño de una habitación como las que tenemos”. ™está tratando de seguir adelante”, explica Vincent Romanin, ingeniero y director ejecutivo de Gradient, una de las empresas emergentes que presentó un diseño para el desafío NYCHA. "Esta es una gran señal de mercado que puede acelerar el enfoque de estas tecnologías".

Ese no es el único salto tecnológico que NYCHA y NYSERDA esperan dar en los próximos años. RetrofitNY, un programa piloto de $ 30 millones, busca apoyar un nuevo tipo de modernización energética de todo el edificio que básicamente uniría paneles herméticos e impermeables a los exteriores de edificios más antiguos, una técnica inventada e implementada en los Países Bajos por una organización sin fines de lucro llamada Energiesprong, lo que significa "salto de energía". Este capullo de alta tecnología no solo reduciría drásticamente el uso de energía, sino que podría instalarse sin pedirles a los residentes que se vayan. El primer proyecto de prueba que se completará, Casa Pasiva en Brooklyn, debería abrirse por completo en octubre, después de un retraso de la era de la pandemia.

"Hacer este tipo de modificaciones en nuestra cartera parecía inviable hace algunos años", dice Ryan Cassidy, director de sustentabilidad y construcción de RiseBoro Community Partnership, el desarrollador sin fines de lucro que respalda el proyecto Casa Pasiva. "Puede costar un poco más, pero tenemos los medios y métodos en este momento".

Históricamente, la única innovación que muchos consideraban necesaria para el envejecimiento de las viviendas era la demolición y la nueva construcción “verde†. Pero es mucho más sostenible modernizar los edificios existentes que derribarlos y construir otros nuevos. La crisis climática ha creado una feroz urgencia en torno a la reducción de las emisiones de carbono, y cualquier plan serio para hacerlo debe invertir una cantidad sustancial de dinero en la adaptación de viviendas antiguas e ineficientes desde el punto de vista energético. Sacar la bola de demolición simplemente exige un costo demasiado alto tanto en dólares como en carbono.

Los edificios, especialmente los antiguos e ineficientes, representan casi el 40% del uso de energía del país. Más de la mitad de las unidades de alquiler disponibles en el país tienen más de medio siglo de antigüedad, y el Departamento de Energía estima que el 75 % de los 130 millones de edificios en los EE. UU. estarán en pie en 2050. No se están realizando modificaciones ni mejoras. suficientemente rapido; actualmente, el DOE cree que 2.3 millones de hogares se actualizan cada año. Aproximadamente de 3 a 6 millones al año tendrían que ser reacondicionados para cumplir con los objetivos de emisiones. Eso significa que los desarrolladores y propietarios de la nación necesitan soluciones inmediatas, probadas, eficientes y asequibles, y el financiamiento y la voluntad política para financiarlas.

“Muchas de las soluciones que necesitamos para descarbonizar los edificios del mercado masivo ya existen, y estamos tratando de respaldar las ideas que pueden escalar a gran velocidad”, dice Thatcher Bell, directora de programas de The Clean Fight, una incubadora de limpieza. -startups de energía que se centran en soluciones de vivienda más sostenibles. “La innovación es difícil, pero la adopción es más difícil”.

La vivienda requiere una gran movilización para enfrentar este enorme desafío. Pero hasta ahora, los disruptores tecnológicos tradicionales no han tenido el tipo de éxito en este sector que han visto en otras industrias. Katerra, una startup de vivienda de Silicon Valley respaldada por SoftBank que se jactó de haber reelaborado radicalmente el proceso de construcción, se quemó después de recaudar $ 3 mil millones, un símbolo potente de las luchas que han plagado a las nuevas empresas en una industria que debe lidiar con tantas partes móviles: mano de obra, regulaciones locales, problemas de la cadena de suministro, códigos de construcción. Social Construct, una startup nacida en el influyente Y Combinator en San Francisco, intentó agilizar la construcción multifamiliar con automatización e inteligencia artificial, pero se declaró en bancarrota el año pasado, citando presiones pandémicas.

Programas que están comenzando a mover la aguja en la acción climática: los esfuerzos de NYCHA, modelos más avanzados centrados en el público en Canadá y Europa, y programas de incentivos locales como un impulso de bomba de calor en Maine o la exitosa Iniciativa TECH, un Un programa de $120 millones diseñado para ayudar a avanzar en la misión de California de lograr la neutralidad de carbono para 2045, sugiere que el modelo de innovación de Silicon Valley puede no funcionar contra uno de los problemas más importantes del planeta. No es exactamente una cuestión de público versus privado, pero el capital paciente y las intervenciones centradas en políticas pueden traer más equidad, y tal vez recortes de emisiones más rápidos, que moverse rápido y romper cosas. Como dice Cassidy sobre el proyecto Casa Pasiva, no existe tecnología genial llena de botones y controladores que los residentes puedan presionar; es aislamiento inteligente y sellado de aire, "no es algo que esté vendiendo a capital de riesgo".

"Una parte del mercado busca proporcionar viviendas sostenibles, asequibles y a largo plazo, en lugar de una que está impulsada por las ganancias, que no se presta a una consideración más a largo plazo del stock de viviendas", dice Yu. Ann Tan, asociada del equipo de construcción libre de carbono de RMI, un grupo de expertos centrado en la energía limpia. “El tiempo es esencial. Las autoridades de vivienda están ansiosas por una gran solución tecnológica milagrosa o una gran cantidad de dinero que puede no materializarse”.

Durante gran parte del siglo pasado, una constante en la tecnología de la vivienda y la construcción fue la visión de hacer que las cosas fueran más mecánicas y automatizadas. La idea era introducir la precisión de fábrica a través de la construcción modular o prefabricada, realizada principalmente en un entorno controlado en lugar de en un sitio de construcción desordenado. Esto daría como resultado modelos reproducibles de kits de piezas tan intercambiables y fáciles de ensamblar como los ladrillos Lego. Incluso Frank Lloyd Wright pasó años ajustando y probando sus propias casas prefabricadas American System-Built. Thomas Edison tuvo una idea similar.

Pero Katerra, una startup de hipercrecimiento, imaginó algo más grandioso: una serie de fábricas en todo el país, produciendo ensamblajes y piezas prefabricadas. En un momento, la empresa tenía cientos de proyectos reservados y se había expandido a la construcción masiva de madera e incluso a la fabricación de sus propias bombillas: era una empresa integrada verticalmente que construía verticalmente. Los cofundadores Michael Marks y Fritz Wolff pensaron que traerían su experiencia en cadenas de suministro de tecnología y fabricación a una nueva industria. En cambio, Katerra, una vez valorada en $ 6 mil millones, se declaró en bancarrota el verano pasado.

“Tenían arrogancia y desdén por la industria, y no tenían una visión real de cuál sería su modelo”, dice Michelle Knapp, especialista en construcción y cofundadora de FunForm, una empresa emergente enfocada en la modernización de edificios. “Estaban usando tecnologÃa para construir un Edsel. Si está utilizando robots para construir un Edsel, todavía está construyendo un Edsel”.

La visión integral de Katerra de reformar el mundo de la construcción, utilizando miles de millones de dólares en inversión para construir un sistema de producción completamente nuevo desde cero, mostró la arrogancia estereotipada de Silicon Valley. También ha tenido una fracción del impacto de los modelos europeos que buscan modernizarse utilizando un conjunto de piezas simple, directo y estándar.

La compañía compartía un punto ciego común con muchos tecnólogos estadounidenses, según Gerard McCaughey, un emprendedor en serie y fundador de Century Homes, un pionero irlandés de la construcción fuera del sitio: no tuvo en cuenta la innovación pionera en el extranjero. Mientras que la construcción estadounidense favorecía la construcción con estructura de madera en el sitio con materias primas fácilmente disponibles (imagínese una camioneta Ford apilada con dos por cuatro tirando hacia un lote), los constructores con más espacio y limitaciones de material en Asia y Europa han perfeccionado técnicas prefabricadas y modulares. Katerra ignoró estos ejemplos, que lentamente acumularon experiencia al enfocarse en sectores específicos uno a la vez. En su lugar, trató de reinventar la rueda, incorporando todas las facetas del complejo proceso de construcción internamente y construyendo demasiados modelos diferentes a la vez, lo que provocó sobrecostos masivos.

“No es lo que sabes o lo que no sabes lo que te atrapa”, dice McCaughey, quien sostuvo conversaciones con los líderes de Katerra. “HabÃa cosas que estaban absolutamente seguros de que tenÃas que hacer, pero [estaban mal]. Fuera del sitio no es un pony de un solo truco. Tienes que gatear antes de poder caminar. El tipo con menos experiencia de mi empresa sabía más sobre la construcción fuera del sitio que su liderazgo principal”.

modelo de explosión de una modificación
0. Envolvente efectiva R38 1. Acristalamiento con un bajo coeficiente de ganancia de calor solar 2. Cortinas interiores de baja emisividad 3. Ventiladores de techo para hacer circular el aire dentro de las unidades 4. Aire ligeramente templado entregado a través de un sistema de ventilación centralizado 5. Refuerzo de enfriamiento descentralizado a través de una unidad de volumen de aire variable activada por controles en la suite

Se están realizando muchos esfuerzos para descarbonizar los edificios. Un ejemplo es el Holistic Energy and Architectural Retrofit Toolkit (HEART), una plataforma informática basada en la nube que incluye funciones de gestión de energía y toma de decisiones.

MEREDITH MIOTKE

El modelo Energiesprong, que ha remodelado miles de hogares en los Países Bajos y en toda Europa, se basa en Stroomversnelling (el nombre significa "aceleración rápida"), una red en la que los contratistas, las asociaciones de vivienda, los proveedores de repuestos e incluso los financistas trabajan en estrecho contacto. —un nivel de coordinación que ni siquiera el extenso sistema de Katerra igualaba. En este momento, el sistema Energiesprong puede rehacer un edificio en aproximadamente 10 días. Otras empresas emergentes y de construcción ofrecen actualizaciones gratuitas: la empresa holandesa Factory Zero, por ejemplo, fabrica módulos preconstruidos para techos que cuentan con calderas eléctricas, bombas de calor y conexiones solares. La ecologización de un edificio antiguo es casi plug-and-play.

Es parte de un modelo europeo más grande que comienza con una política de emisiones ambiciosa y la respalda con incentivos y financiamiento para remodelaciones y nuevos edificios a través de programas como Horizon Europe, que de hecho subsidia métodos de construcción novedosos y crea un mercado para puertas y ventanas innovadoras. y sistemas HVAC. Un componente clave de su éxito ha sido la voluntad de los gobiernos de financiar dichas mejoras para viviendas públicas y subsidiadas, típicamente torres de posguerra y casas adosadas que necesitan desesperadamente mejoras. Pero también hay otras ventajas significativas en Europa: los códigos de construcción están mucho más estandarizados en todos los países y en el continente en su conjunto, incluidas algunas regulaciones progresivas que impulsan el estándar passivhaus , un nivel ultraeficiente de aislamiento y ventilación que reduce drásticamente la energía necesaria. para calefacción y refrigeración. Todo el ecosistema de viviendas es más pequeño y más estandarizado también, lo que facilita el apoyo a más experimentos. Energiesprong utiliza un solo modelo de construcción, un puñado de contratistas y un grupo relativamente pequeño de jugadores en un área pequeña.

La coordinación sería exponencialmente más difícil en una sola ciudad de EE. UU., mucho menos en toda la nación. "Europa adopta un enfoque de escopeta y financia numerosos programas en todos los ámbitos", dice Michael Eliason, un experto en construcción sostenible con sede en Seattle y fundador de Larch Lab, un estudio de diseño y grupo de expertos. Es un enfoque que distribuye el riesgo entre diferentes ideas, en lugar de concentrar el capital de riesgo en un puñado de nuevas empresas de hipercrecimiento con una sola mentalidad. "Estados Unidos termina siendo una especie de rifle de francotirador", dice. "Katerra falla y afecta a toda la industria de la construcción prefabricada".

Un modelo emergente en Canadá busca replicar el de Europa. CityHousing Hamilton, la autoridad municipal de vivienda de la ciudad de Ontario, utilizó recientemente fondos nacionales de vivienda para una remodelación completa de Ken Soble Tower, un rascacielos frente al mar para personas mayores que se construyó en 1967 y se había deteriorado. El proyecto, que incorporó revestimiento exterior panelizado, nuevas ventanas de alta eficiencia y electrificación de calefacción y estufas de gas, llevó el edificio al estándar passivhaus ; con una reducción del 94 % en el uso de energía gracias a la eficiencia extrema, la energía total necesaria para enfriar y calentar una unidad es equivalente a tres bombillas incandescentes. Los nuevos y elegantes ventanales que ofrecen asientos, vistas panorámicas y luz natural sugieren que no había que pagar un precio estético.

Graeme Stewart de ERA Architects, quien dirigió el proyecto y ha estudiado los cientos de rascacielos similares de mediados de siglo en el país, dice que el proyecto dio negocio a las empresas canadienses que fabrican ventanas y revestimientos de alta tecnología, lo que sugiere que ese trabajo podría ayudar a sembrar un industria nacional para más proyectos de construcción verde. Incluso encabezó la creación de Tower Renewal Partnership, una organización dedicada a buscar modernizaciones similares en todo Canadá. Pero el gerente de desarrollo de CityHousing Hamilton, Sean Botham, dice que incluso con todos los beneficios que están viendo para los residentes de la torre: mejor calidad del aire, control de infecciones, salud mental y función cognitiva, y “lo ve simplemente no entre en viviendas sociales†. No es probable que la agencia pague la prima de costo del 8% para mejorar otros edificios en su cartera sin más apoyo financiero.

“La versión europea de este tipo de edificio ya no es una historia; es solo la gravedad”, dice Stewart. “Cada jurisdicción tiene su propia manera de hacer esto. En América del Norte, el alto rendimiento es un impuesto. ¿Cómo se convierte esto en un imperativo en todo el continente?

“Estamos operando desde una perspectiva de eficiencia energética 'agradable de tener' en lugar de una perspectiva de cambio climático: la perspectiva de 'casa en llamas, necesitamos niveles de financiamiento de tiempos de guerra para los hogares'". €

Panamá Bartolomé

Al menos en los Estados Unidos, cualquier progreso parece destinado a ser descentralizado en el futuro previsible. El plan Build Back Better del presidente Joe Biden incluye propuestas ambiciosas para invertir miles de millones de dólares en modernizaciones, pero las perspectivas de aprobar estas propuestas, incluso de manera fragmentaria, son escasas, aunque la provisión de $5 mil millones para climatización en el proyecto de ley de infraestructura El Senado aprobado en noviembre de 2021 tendrá un impacto, dice Tan de RMI. Algunas empresas privadas dispersas están modernizando sus activos: RENU, un programa con Taurus Investment Holdings, un inversionista inmobiliario de capital privado global, realiza auditorías de modernización energética cuando adquiere nuevos edificios en su cartera, considerando las bombas de calor y las mejoras de eficiencia energética como una forma para aumentar el valor de los activos y reducir los costos de mantenimiento. Pero es una excepción y se necesita más urgencia.

“Estamos operando con el viejo paradigma de los edificios, una perspectiva de eficiencia energética 'agradable de tener', en lugar de la perspectiva del cambio climático, la 'casa en llamas, necesitamos niveles de tiempos de guerra de financiación para la perspectiva de los hogares”, dice Panama Bartholomy, fundador y director ejecutivo de Building Decarbonization Coalition.

Pero dado que los códigos de construcción y los incentivos tienden a ser competencia de los gobiernos estatales y municipales en los EE. UU., los experimentos como los que se están embarcando en NYCHA y NYSERDA se vuelven aún más importantes. La Ley Local 97 de la ciudad de Nueva York, una de las pocas leyes de la ciudad que establecen objetivos de emisiones agresivos para los propietarios de grandes edificios y multas sustanciales si no cumplen, entrará en vigencia en 2024.

Existen innumerables desafíos para hacer que la solución de modernización con paneles funcione en los Estados Unidos y reformar la forma en que se financia y canaliza la innovación de viviendas en todo el entorno construido. Importar un concepto de un país que es tan diferente en sus tipologías de construcción, incentivos económicos y cultura de la construcción tiene sus propios desafíos, dice Knapp, quien trabajó en uno de los primeros proyectos de RetrofitNY.

Según un vocero de NYCHA, los esfuerzos de descarbonización de la agencia se ven obstaculizados por problemas que incluyen la antigüedad de los edificios, la necesidad de mejoras eléctricas y la falta de datos de costos y rendimiento en opciones panelizadas. Sin embargo, NYCHA ya está probando bombas de calor en Fort Independence, así como estufas de inducción en 1471 Watson Avenue (ambas en el Bronx), en previsión de una adopción más amplia. Y el primer proyecto RetrofitNY que aborda un edificio de NYCHA, el edificio Ravenswood en Queens, está programado para terminar de convertir el edificio de seis pisos y 48 unidades para marzo de 2024.

Torre Ken Soble
Es mucho más sostenible modernizar los edificios existentes que derribarlos y reconstruirlos. La modernización de Ken Soble Tower, un rascacielos frente al mar para personas mayores construido en Hamilton, Ontario, en 1967, dio como resultado una reducción del 94 % en el uso de energía del edificio.
FOTOGRAFÍA DOBLEESPACIO/ERA ARQUITECTOS

“Estamos viendo mucho interés en el lado de la oferta del mercado, y el modelo de negocios está cambiando”, dice Dean de NYSERDA. “Estamos asistiendo a la creación de una nueva clase de proveedores de soluciones, que brindan modernizaciones neutras en carbono llave en mano para edificios con una garantía de desempeño y mayores garantías de precio”.

La verdadera pregunta es si la eficiencia obtenida a través de la innovación, las políticas ambiciosas y la financiación de apoyo pueden unirse a tiempo para realmente hacer mella en los esfuerzos actuales de modernización. Tan dice que algunos investigadores incluso han buscado cómo canalizar los dólares de atención médica en tales renovaciones, porque la mejora de la calidad del aire y la reducción del moho tienen un impacto tan profundo en la salud de los residentes.

Señala un programa en particular, Built to Last de Filadelfia, como un buen modelo para la forma en que muchos de estos proyectos podrían financiarse en el futuro. Un proyecto de la Autoridad de Energía de Filadelfia, el programa analiza el mundo de incentivos que los propietarios de viviendas de bajos ingresos podrían aprovechar para modernizar y reparar, desde beneficios de climatización hasta reembolsos por electrodomésticos eficientes. Alon Abramson, el director del programa, dice que el programa, que se retrasó por la pandemia, ahora está trabajando en 25 casas diferentes, coordinando contratistas, requisitos y cronogramas de proyectos para ayudar a restaurar viviendas que a menudo están muy deterioradas.

Para las personas que viven en las casas que ahora se están renovando, no era raro perder el acceso a la calefacción oa un horno en funcionamiento, o que las tuberías se rompieran y no hubiera agua corriente disponible. A menudo se enfrentaban a enormes facturas de energía debido al mal aislamiento, los materiales baratos y el mantenimiento diferido, dice Abramson. Su experiencia simplemente subraya hasta qué punto los costos de la energía, tanto financieros como ambientales, representan una carga para los que menos tienen. Es un problema que no tiene soluciones fáciles.

“Necesitamos descarbonizar nuestro inventario de viviendas, pero los problemas sistémicos son bastante profundos”, dice Abramson. “Es un problema de tecnologÃa conseguir bombas de calor en estos hogares. Ese es un problema fundamental. Pero las ventanas que faltan son un problema mayor”.

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