Las envolventes complejas de edificios son sistemas de muros, techos o ventanas que están compuestos por materiales o sistemas constructivos no tradicionales que permiten mejorar el desempeño o comportamiento de los edificios. Por ejemplo, techos y muros vegetales o verdes son capas tecnológicas que permiten incorporar vegetación a la envolvente y obtener beneficios asociados a la eficiencia energética, incremento de la biodiversidad, mitigación del efecto isla de calor, entre otros. Los sistemas complejos de protección solar exteriores (CFS por su acrónimo en inglés) consisten en una gran variedad de elementos arquitectónicos (persianas, lamas, etc.) que permiten controlas las ganancias solares e iluminación natural para mejorar la eficiencia energética del edificio y confort visual de los ocupantes. Finalmente, las envolventes con paneles fotovoltaicos integrados en muros, techos y ventanas permiten al edificio autogenerar electricidad a partir de la radiación solar.
Estos sistemas de envolvente complejos son difíciles de modelar en términos de la transferencia de calor y masa, y por ende, esto implica un desmedro de la cuantificación de los beneficios para diferentes alternativas de diseño. Por otro lado, no existen herramientas que permitan y faciliten analizar apropiadamente estas envolventes complejas incorporadas a edificios en las etapas tempranas del proyecto arquitectónico. En consecuencia, el proceso de diseño arquitectónico y toma decisiones de los edificios respecto a estas envolventes se ve muy limitado en sus etapas tempranas del diseño
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