Estructura de edificio adaptada al clima

En ingeniería de la construcción , una envolvente de edificio adaptada al clima ( CABS , por sus siglas en inglés) es una fachada o cubierta que interactúa de forma dinámica con la variabilidad de su entorno. Las estructuras convencionales tienen envolventes estáticas y, por lo tanto, no pueden adaptarse a las condiciones climáticas cambiantes ni a las necesidades de los ocupantes. Las CABS bien diseñadas cumplen dos funciones principales: contribuyen al ahorro energético en calefacción, refrigeración, ventilación e iluminación, e influyen positivamente en la calidad del ambiente interior de los edificios.

La descripción de CABS realizada por Loonen et al. ^{[ 1 ]} dice que:

La envolvente de un edificio adaptada al clima tiene la capacidad de cambiar de forma repetida y reversible algunas de sus funciones, características o comportamiento a lo largo del tiempo en respuesta a los requisitos de rendimiento cambiantes y a las condiciones límite variables, y lo hace con el objetivo de mejorar el rendimiento general del edificio.

Esta definición muestra varios componentes que cumplen con la norma CABS y que se abordan en este artículo.

La primera parte de la definición se relaciona con su característica fundamental: ser envolventes adaptativas, o en otras palabras, tener revestimientos que puedan ajustarse a nuevas circunstancias. Esto significa que las envolventes deben poder "modificarse ligeramente para lograr el resultado deseado", "acostumbrarse a una nueva situación" e incluso volver a su estado original si fuera necesario. Aunque las condiciones deseadas por los ocupantes se encuentran en el interior, se ven afectadas por el entorno exterior. Si bien estos resultados pueden definirse de forma amplia, existe consenso en que el propósito de los CABS es proporcionar refugio, protección y una calidad ambiental interior confortable consumiendo la mínima cantidad de energía necesaria. Por lo tanto, el objetivo es mejorar el bienestar y la productividad de las personas dentro del edificio haciéndolo sensible a su entorno. ^{[ 2 ] [ 1 ]}

Los CABS deben satisfacer diferentes demandas que compiten o incluso entran en conflicto entre sí. Por ejemplo, deben encontrar el equilibrio entre luz natural y deslumbramiento, aire fresco y corrientes de aire, ventilación y humedad excesiva, persianas y luminarias, ganancias de calor y sobrecalentamiento, entre otros. ^{[ 3 ]} El dinamismo de la envolvente necesario para gestionar estos compromisos podría lograrse de diversas maneras, por ejemplo, mediante el movimiento de componentes, la introducción de flujos de aire o un cambio químico en un material. ^{[ 2 ]} Sin embargo, no basta con simplemente añadir características adaptativas al diseño o al edificio existente, sino que deben integrarse en él como un sistema completo. ^{[ 4 ] [ 3 ]} Por lo tanto, mediante el uso de tecnologías CABS, se dispone de diversas oportunidades para una transformación de espacios interiores "fabricados" a "mediados". ^{[ 1 ]}

CABS es solo una denominación para un concepto de envolvente que puede describirse con diversos términos. Se pueden utilizar varias variantes del término «adaptativo», como activo, avanzado, dinámico, interactivo, cinético, receptivo, inteligente y conmutable. Además, los conceptos de arquitectura receptiva , arquitectura cinética y edificio inteligente están estrechamente relacionados. La principal diferencia con CABS radica en que la adaptación se produce a nivel de la envolvente del edificio, mientras que los demás conceptos consideran un enfoque integral del edificio.

Como cualquier otro sistema, los CABS poseen diversas características independientes que permiten su categorización. Por lo tanto, un mismo CABS puede encajar en todas estas categorías. La diferencia radica en la subcategorización, que distingue entre los distintos CABS según sus atributos. A continuación, se presentan algunas de las posibles categorizaciones que se pueden encontrar en la literatura.

Tecnologías emergentes de muro cortina adaptada al clima

Un muro cortina adaptativo al clima tiene la capacidad de modificar de forma repetida y reversible sus características de transferencia de calor (valor U y SHGC) en respuesta a las cambiantes exigencias de rendimiento y a las condiciones ambientales variables. Esta adaptación busca mejorar la eficiencia general del edificio.

Esta capacidad implica el ajuste continuo y autónomo de los parámetros de la envolvente, sin depender de fuentes de energía externas. El objetivo principal es mejorar el confort y la productividad de las personas dentro del edificio, permitiendo que la estructura reaccione de forma sensible a su entorno. Además, una envolvente adaptativa ofrece ventajas en cuanto al ahorro energético; la tecnología demuestra un potencial de reducción del 30 % en el consumo total de energía.

Sin embargo, no basta con simplemente avanzar en la tecnología; es igualmente crucial que la nueva tecnología se integre a la perfección en la infraestructura existente. Para lograrlo, el sistema modifica continuamente las propiedades de transferencia de calor de la envolvente del edificio mediante la circulación de aire dentro del panel de muro cortina herméticamente sellado, consiguiendo así los efectos deseados. En consecuencia, esta tecnología pionera reducirá significativamente la huella de carbono de los edificios altos, al tiempo que mejorará el bienestar de sus ocupantes. ^{[ 6 ]}

Sistemas que responden a la energía solar

Se basan en la gestión de la energía solar en diferentes formatos. Generalmente, utilizan uno de los siguientes cinco tipos de dispositivos de control solar: externos, integrados, internos, de doble piel y de cavidad ventilada. El primer tipo de energía solar es el calor solar . Los CABS relacionados con este tipo de energía están diseñados para maximizar la ganancia de calor solar en invierno y minimizarla en verano. Algunos ejemplos de esta tecnología son la pared de barril solar (barriles de petróleo llenos de agua), bolsas de agua en el techo, aislamiento dinámico y materiales termocrómicos (que cambian de color debido a la temperatura) en las paredes para obtener el color y la reflectancia adecuados en respuesta a la temperatura exterior. ^{[ 4 ]}

Otro tipo de energía solar es la luz solar . Los sistemas de control de edificios (CABS) vinculados a esta fuente de energía se basan en el control de los niveles de iluminancia interior, las distribuciones, las vistas de las ventanas y el deslumbramiento. Para lograr estas tareas, hay tres formas principales: con sistemas mecánicos tradicionales (una amplia gama de opciones desde persianas venecianas hasta un sistema motorizado complejo), sistemas mecánicos innovadores (rotacionales, retráctiles, deslizantes, de iluminación natural activa y sistemas de fenestración autoajustables) y vidrio inteligente o materiales translúcidos (materiales termocrómicos, fotocrómicos , electrocrómicos ). Este último se utiliza en ventanas y puede lograr su objetivo de cuatro maneras: cambio en las propiedades ópticas, la dirección de la luz, la apariencia visual y las propiedades termofísicas. Entre estos materiales inteligentes, el acristalamiento activado eléctricamente para fachadas de edificios ha ganado viabilidad comercial y sigue siendo el indicador más visible de materiales inteligentes en un edificio. ^{[ 4 ]} El tercer tipo de energía solar es la electricidad solar que se basa principalmente en la instalación de sistemas fotovoltaicos integrados. Para ser consideradas CABS, deben tener la capacidad de ser cinéticas, en lugar de paneles que se puedan mover individualmente. Normalmente, esto se logra mediante el uso de sistemas de seguimiento solar heliotrópico para maximizar la captación de energía solar. ^{[ 4 ]}

Sistemas sensibles al flujo de aire

Son aquellas relacionadas con la ventilación natural y la energía eólica . Las primeras tienen como objetivo eliminar el exceso de dióxido de carbono, vapor de agua, olores y contaminantes que tienden a acumularse en un espacio interior. Al mismo tiempo, deben reemplazarlo con aire nuevo y fresco, generalmente proveniente del exterior. ^{[ 7 ]} Algunos ejemplos de este tipo de tecnología son las estructuras de techo cinéticas y las fachadas de doble piel. Otros tipos menos comunes de CABS son los que generan energía eólica . Así, convierten la energía eólica en energía eléctrica mediante pequeñas turbinas eólicas integradas en los edificios. Esto puede ser, por ejemplo, como turbinas eólicas instaladas horizontalmente entre cada piso. Otros ejemplos se pueden encontrar en edificios como la Dynamic Tower, el edificio COR en Miami y el estacionamiento Greenway Self-park Garage en Chicago. ^{[ 4 ]}

Otros sistemas de fuentes naturales

Es posible que tengan en cuenta el uso de agua de lluvia, nieve y otros recursos naturales. Lamentablemente, no se encontró información adicional sobre este tema.

Basado en la escala de tiempo

Como tecnologías dinámicas, los CABS pueden mostrar diferentes configuraciones a lo largo del tiempo, extendiéndose desde segundos hasta cambios apreciables durante la vida útil del edificio. Así, los cuatro tipos de adaptaciones basados ​​en las escalas de marco temporal son segundos, minutos, horas y estaciones ^{[ 5 ] [ 1 ]}

Las variaciones que ocurren en cuestión de segundos se encuentran aleatoriamente en la naturaleza. Algunos ejemplos pueden ser variaciones a corto plazo en la velocidad y dirección del viento que pueden causar cambios en las superficies basadas en el viento. Un ejemplo de un cambio que ocurre en minutos es la cobertura de nubes, que tiene un impacto en la disponibilidad de luz diurna. Por lo tanto, los CABS que utilizan este tipo de energía también pueden entrar en esta categoría. Algunos cambios que se ajustan en el orden de las horas son las fluctuaciones en la temperatura del aire y la trayectoria del sol en el cielo (aunque el movimiento del sol alrededor del cielo es un proceso continuo, su trayectoria se realiza en esta escala de tiempo). Finalmente, algunos CABS pueden adaptarse a través de las estaciones y, por lo tanto, se espera que ofrezcan amplias ventajas de rendimiento. ^{[ 1 ]}

Basado en la magnitud del cambio

El comportamiento adaptativo de los sistemas biológicos circulantes (SBC) está relacionado con el funcionamiento de sus mecanismos. Por lo tanto, se basan en un cambio de comportamiento (a macroescala) o de propiedades (a microescala).

Cambios a macroescala

También se le suele denominar "envolventes cinéticas", lo que implica la presencia de cierto tipo de movimiento observable, que suele dar lugar a cambios de energía en la configuración de la envolvente del edificio. Esto se consigue comúnmente mediante partes móviles que pueden realizar al menos una de las siguientes acciones: plegar, deslizar, expandir, arrugar, articular, enrollar, inflar, desplegar, rotar, curvar, etc. ^{[ 3 ] [ 8 ] [ 9 ]}

Según su nivel de adaptación, los mecanismos a macroescala se pueden dividir en dos tipos de sistemas: revestimientos inteligentes para edificios y sistemas de fachadas adaptativas . Los primeros utilizan un sistema centralizado de gestión del edificio y equipos de detección para ajustarse a las condiciones climáticas. Deben ser capaces de aprender de las reacciones de los ocupantes y considerar las fluctuaciones climáticas futuras para responder en consecuencia. Algunos ejemplos de este tipo de funcionalidad son la automatización de edificios y componentes físicamente adaptativos como persianas, parasoles, ventanas practicables o conjuntos de materiales inteligentes. ^{[ 2 ]}

Un sistema de fachada adaptativa posee las mismas funciones y características de rendimiento que una envolvente inteligente, pero va aún más allá al incorporar un aspecto interactivo. Esto significa que integra componentes como algoritmos computacionales que permiten al sistema del edificio autorregularse y aprender con el tiempo. Por lo tanto, una envolvente adaptativa no solo incluye mecanismos para satisfacer los deseos de los ocupantes y aprender de sus comentarios, sino que también fomenta un proceso de aprendizaje mutuo en el que tanto el edificio como sus residentes participan en un diálogo constante y en constante evolución. ^{[ 2 ]}

Cambios a microescala

Este tipo de cambios afectan directamente la estructura interna de un material, ya sea a través de propiedades termofísicas u ópticas opacas, o mediante el intercambio de energía de una forma a otra. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Al considerar el nivel adaptativo, generalmente se clasifican como materiales inteligentes. Se caracterizan por ser alterados por estímulos externos como la temperatura, el calor, la humedad, la luz, los campos eléctricos o magnéticos. Una consideración importante en el uso de este tipo de materiales es si sus cambios son reversibles o irreversibles. ^{[ 2 ]}

La propiedad más atractiva que llama la atención de los diseñadores es su inmediatez o respuesta en tiempo real, lo que a su vez mejora su funcionalidad y rendimiento, y al mismo tiempo disminuye su consumo de energía. Algunos ejemplos son: aerogel , material de cambio de fase (como cera microencapsulada), hidratos de sal, películas de polímeros termocrómicos, aleaciones con memoria de forma, polímeros sensibles a la temperatura, sistemas fotovoltaicos integrados en la estructura y pieles termobimetálicas inteligentes autoventilantes. ^{[ 2 ] [ 8 ] [ 9 ]}

Según el tipo de control

Existen dos tipos diferentes de control: reguladores intrínsecos y extrínsecos.

Controles intrínsecos

Se caracterizan por ser sistemas autoajustables, lo que significa que su capacidad de adaptación es una característica integral. Se ven estimulados por condiciones ambientales como la temperatura, la humedad relativa, la precipitación, la velocidad y dirección del viento, etc. Este control autosuficiente a veces se denomina "control directo", ya que los principales impulsores son los impactos ambientales, sin necesidad de dispositivos externos de toma de decisiones. Por lo tanto, la necesidad de menos componentes puede considerarse una ventaja, así como el hecho de que puede tener un cambio inmediato sin necesidad de combustible ni electricidad. Sin embargo, una desventaja es que solo puede funcionar en las condiciones y variaciones ambientales para las que fue diseñado. ^{[ 5 ] [ 1 ]}

Controles extrínsecos

Este tipo de controles puede aprovechar la retroalimentación modificando su comportamiento en función de comparaciones entre el estado actual y el deseado. Su estructura consta de tres componentes principales: sensores, procesadores y actuadores. Al integrarlos con un controlador lógico, permiten realizar cambios en dos niveles: distribuido (regulado por procesadores locales) o centralizado (a través de una unidad de control superior). Como ventaja, ofrecen altos niveles de control, lo que permite la intervención manual para la satisfacción y el bienestar. Una desventaja es la necesidad de diversos componentes. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 1 ]}

Basado en la escala de inspiración

Una de las características fundamentales del ser humano es la capacidad de crear cosas nuevas. Como punto de partida, se necesita inspiración, que puede provenir de la naturaleza u otras fuentes, como las propias ideas. Por lo tanto, el uso de las propiedades morfológicas o fisiológicas de los organismos o de los comportamientos naturales en ciencias no biológicas se conoce como biomimética y se utiliza comúnmente en las ciencias de la construcción. Los sistemas de construcción adaptativos (CABS, por sus siglas en inglés) que se inspiran en esta fuente se conocen como revestimientos biomiméticos adaptativos (Bio-ABS). De esta manera, la variación en las propiedades y los comportamientos se transfiere desde representaciones biológicas que proporcionan estrategias eficientes a los edificios desde el punto de vista ambiental, mecánico, estructural o material. ^{[ 5 ]}

Dentro de las pieles de edificios adaptativas biomiméticas, existen dos formas de categorización. La primera se basa en el enfoque biomimético. Discrimina según el orden en que se resuelve el problema. Hay dos posibilidades: iniciar mediante la identificación de un problema técnico que se resolverá con una solución biológica (de arriba hacia abajo) o con el examen de una solución biológica para resolver un problema técnico (de abajo hacia arriba). La segunda categoría de Bio-ABS se basa en el nivel de adaptación, que ofrece tres tipos: morfológico (basado en la forma, la estructura y la textura), fisiológico o conductual. ^{[ 5 ]}

Los edificios están expuestos a una amplia variedad de condiciones cambiantes durante su ciclo de vida. Las condiciones climáticas varían no solo a lo largo del año, sino también a lo largo del día. Asimismo, la carga, las actividades y las preferencias de los ocupantes varían constantemente. En respuesta a este dinamismo desde el punto de vista energético y de confort, CABS ofrece la capacidad de moderar activamente el intercambio de energía a través de la envolvente del edificio a lo largo del tiempo. De esta manera, en respuesta a las condiciones meteorológicas predominantes y a las necesidades de confort, se generan importantes oportunidades de ahorro energético. ^{[ 10 ]}

Si bien la mera construcción de cualquier edificio genera cambios en su entorno (como patrones solares y variaciones del viento), al maximizar el uso de los recursos externos se mitigan sus consecuencias ambientales. Así, los CABS utilizan las energías naturales existentes para iluminar, calentar y ventilar los espacios, ^{[ 2 ]} logrando así condiciones de máximo confort térmico. Por ejemplo, al incorporar principios fotovoltaicos en el vidrio destinado a las fachadas, los nuevos revestimientos generarán electricidad local y no contaminante para cubrir las necesidades energéticas de los edificios. ^{[ 2 ]} Además, se fomenta el uso de la luz natural, que, al entrar por una ventana con vista al exterior, incrementa la productividad, la función mental y la memoria. ^{[ 7 ]}

La envolvente del edificio es uno de los parámetros de diseño más importantes que determinan el ambiente físico interior relacionado con el confort térmico, el confort visual e incluso la eficiencia de la ocupación. ^{[ 4 ]} Para promover la creación de espacios más saludables y productivos, no solo se debe considerar la luz natural, sino también la ventilación natural y otros recursos externos. Estas son tareas que actualmente realizan los sistemas CABS como tecnologías basadas en el medio ambiente. Por lo tanto, los sistemas CABS no solo tienen un mejor rendimiento que las envolventes estáticas, sino que también "proporcionan una estética atractiva, la estética del cambio". ^{[ 7 ]}

El hecho de que los CABS respondan a las condiciones cambiantes de forma flexible les brinda la oportunidad de mantener un alto nivel de rendimiento durante los cambios en tiempo real. Esto se logra mediante la anticipación y la reacción. Por lo tanto, los sistemas pueden manejar la incertidumbre ambiental, lo cual es muy valorado. Esta flexibilidad se manifiesta en los CABS de tres maneras: adaptabilidad (mediadores climáticos entre interiores y exteriores), multicapacidad (múltiples y nuevas funciones a lo largo del tiempo) y capacidad de evolución (capacidad para gestionar cambios en un horizonte temporal más amplio). ^{[ 1 ]}

El uso de tecnologías dinámicas y sostenibles ofrece la posibilidad de obtener mejores resultados ambientales y económicos en las envolventes de los edificios. Por ejemplo, al incorporar características de evitación del calor y refrigeración pasiva , los edificios pueden resultar menos costosos debido a la menor necesidad de energía para refrigeración y, por consiguiente, a la reducción de los equipos mecánicos necesarios. ^{[ 7 ]} Si bien la demanda de un entorno laboral satisfactorio y un buen rendimiento económico ha aumentado, los sistemas de envolvente de edificios (CABS) tienen el potencial de lograr este objetivo. ^{[ 3 ]}

Como afirman Mols et al. ^{[ 3 ]} , CABS es un concepto inmaduro que requiere más investigación debido a la falta de aplicaciones exitosas en la práctica. Asimismo, como consecuencia de ser un concepto inexplorado, "el verdadero valor de hacer que las envolventes de los edificios sean adaptativas aún se desconoce, y solo podemos intuir cuánto de este potencial es accesible con los conceptos y tecnologías existentes". ^{[ 10 ]} En su etapa actual, el concepto es aún más teórico que práctico, respaldado por tecnologías de simulación en lugar de proyectos construidos. Kuru et al. ^{[ 5 ]} añaden a este punto al afirmar que, según su investigación, los proyectos académicos son más frecuentes que los industriales del mundo real.

Dado que el concepto de CABS se basa en cambios, a veces se relaciona con dispositivos y tecnologías que requieren mayor actividad operativa y de mantenimiento que los sistemas estáticos. Esto tiene varias implicaciones, como una mayor atención a posibles fallos, la necesidad de reparaciones y, en ocasiones, mayores costes operativos y de mantenimiento. Asimismo, la necesidad de un centro de control centralizado puede influir en este aspecto. Por lo tanto, la elección del tipo de tecnología es una cuestión que debe considerarse cuidadosamente.

Sin embargo, Lechner ^{[ 7 ]} afirma que la fiabilidad actual de los automóviles demuestra que se pueden fabricar sistemas móviles que requieran pocas o ninguna reparación durante largos periodos. Concluye esta idea diciendo que «con un buen diseño y materiales, los sistemas de construcción expuestos se han vuelto extremadamente fiables incluso con la exposición al agua salada y al hielo en invierno». ^{[ 7 ]} Por lo tanto, aunque existe preocupación por el funcionamiento y el mantenimiento de este tipo de tecnologías, parece haber una solución en la toma de decisiones sobre el tipo, los materiales y el diseño de dichos dispositivos.

Como mecanismos dinámicos, los sistemas de automatización de edificios (CABS) pueden depender de la disponibilidad de energía. En cambio, las tecnologías pasivas no presentan este problema, ya que no actúan activamente, lo que confiere al sistema una mayor robustez ante los cambios. Su independencia de cualquier entrada externa (electricidad, energía térmica o datos) permite su funcionamiento continuo, incluso en caso de fallo eléctrico. Por lo tanto, para garantizar la continuidad de su funcionamiento, es probable que se recomiende el uso de alternativas de respaldo, como una fuente de energía secundaria, para algunos CABS.

Finalmente, la falta de control de algunos sistemas de cabina automática (CABS) puede considerarse una desventaja. Algunos CABS, como los que utilizan materiales inteligentes, no pueden ser controlados por el ocupante. En estos casos, si no satisfacen las necesidades de los ocupantes, generan un resultado desafortunado. Por lo tanto, la posibilidad de controlar una tecnología determinada puede considerarse una ventaja o una desventaja, dependiendo del dispositivo, la intención y la tarea que se deba realizar. ^{[ 2 ]}

Históricamente, la fachada ha sido el principal elemento estructural portante de los edificios, lo que ha restringido su funcionalidad y materialidad. En la época contemporánea, la fachada a menudo se libera de su función estructural, lo que permite una mayor flexibilidad para adaptarse a diversos contextos, como el ahorro/generación de energía, la provisión de propiedades térmicas para el confort y la adaptabilidad a condiciones cambiantes. ^{[ 5 ]} Los métodos de construcción modernos, los avances en la ciencia de los materiales, la disminución de los precios de los dispositivos electrónicos y la disponibilidad de componentes cinéticos controlables para fachadas ofrecen ahora amplias posibilidades para soluciones innovadoras de envolvente de edificios que responden mejor al contexto ambiental, permitiendo así que la fachada se comporte como un organismo vivo. ^{[ 1 ]}

Sin embargo, la mayor parte del estado actual de CABS se centra en intentar comprender mejor los conceptos que subyacen a estas tecnologías para transferirlas e implementarlas de forma práctica en edificios. Kuru et al., ^{[ 5 ]} identifican tres limitaciones principales en las pieles adaptativas biomiméticas para edificios (Bio-ABS). Las limitaciones sugeridas son: el nivel de desarrollo, la regulación de diversos factores ambientales y la evaluación del rendimiento.

Sugieren que, como es normal en cualquier concepto inmaduro, la mayoría de los proyectos previstos son conceptuales. Una de las principales razones son los desafíos que implica combinar múltiples disciplinas como la arquitectura, la biomimética y la ingeniería para, finalmente, desarrollar, analizar y medir el rendimiento. Además, los procedimientos para identificar y transferir soluciones biológicas a sistemas arquitectónicos son limitados. El software actual tiene limitaciones en cuanto a herramientas y métodos específicos que puedan imitar el rendimiento de los sistemas bioarquitectónicos. A esto se suma que la transición de los modelos digitales a la aplicación física requiere el trabajo en equipo de expertos de diferentes campos, lo que a veces puede ser difícil de lograr. ^{[ 5 ]}

Otra deficiencia actual es el enfoque en los CABS monofuncionales, lo que resulta en un desperdicio de la oportunidad de mejora. La idea detrás de los CABS es tener envolventes que puedan responder a diversos factores internos y externos, no solo una por cada piel del edificio. Además, el apoyo y el ritmo de desarrollo de las tareas de CABS es desigual. Por ejemplo, según la investigación de Kuru et al. ^{[ 5 ]} , los resultados muestran que los CABS de gestión de la luz son los más desarrollados, mientras que las regulaciones energéticas son las menos estudiadas. Por lo tanto, si bien es probable que se observe un impulso en la implementación de los CABS de gestión de la luz, los relacionados con la regulación energética pueden parecer rezagados. De manera similar, la investigación que se lleva a cabo actualmente se caracteriza por desarrollos fragmentados. Algunos se dirigen hacia la ciencia de los materiales (por ejemplo, acristalamiento conmutable, masa térmica adaptable y aislamiento variable), y otros hacia procesos creativos. ^{[ 10 ]}

Como consecuencia de las desventajas mencionadas, actualmente la forma más común de implementar la eficiencia energética en edificios es mediante un enfoque integral (que abarca todo el edificio, no solo la envolvente). Existen pocos ejemplos de fachadas que incorporen tecnologías pasivas o inteligentes para crear un espacio interior confortable, a excepción de las tecnologías de sombreado como persianas o celosías y las ventanas practicables para la ventilación. Por lo tanto, es posible que se requieran mejoras futuras en este campo para superar estos problemas.

Para impulsar el crecimiento de los sistemas CABS, es necesario afrontar varios desafíos. El primero consiste en la creación de software a medida capaz de analizar sistemas dinámicos basados ​​en patrones climáticos. Además, si el software puede anticipar y examinar las consecuencias futuras de las acciones presentes, se obtendrán resultados más precisos. Esto podría mejorarse mediante la introducción de controles lógicos en el software de los sistemas CABS. Por último, el desarrollo de interfaces más intuitivas facilitaría el uso de estas herramientas. ^{[ 5 ] [ 10 ]}

Siguiendo esta idea, no solo el software, sino también el alcance de los temas que actualmente abarca CABS, podrían ampliarse. Por lo tanto, es necesario explorar la creación de nuevas formas de gestionar y controlar la energía, el agua y el calor. Una manera de hacerlo es mediante la ingeniería para imitar los métodos biológicos y traducirlos a una aplicación práctica en edificios. La inspiración en la naturaleza parece tener un gran potencial. ^{[ 5 ]}

Una característica común del desarrollo de ideas es que, para crecer y prosperar, se deben asumir riesgos. Por lo tanto, se abre la posibilidad de fracaso. Los CABS no son la excepción, y para tener éxito los desarrolladores deben asumir riesgos, por ejemplo, los relacionados con largos períodos de recuperación de la inversión y altos costos operativos. Mols et al. ^{[ 3 ]} mencionan que "Si el desarrollador elige asumir los riesgos, se afirma que los resultados son beneficiosos". Algunos de estos riesgos se basan en la incertidumbre que rodea a los CABS. Una forma de mitigarlos es mediante el monitoreo del desempeño operativo y mediante la realización de evaluaciones posteriores a la ocupación, lo que genera datos sobre el desempeño real de los CABS actuales que actualmente escasean en la literatura. ^{[ 1 ]} En conclusión, la idea de los CABS necesita el apoyo y el compromiso de todos los actores involucrados en la construcción para poder trascender.

Aunque el concepto de CABS es todavía relativamente nuevo, ^{[ 1 ]} se pueden encontrar varios cientos de conceptos en edificios de todo el mundo. ^{[ 11 ]} La siguiente lista muestra una descripción general de ejemplos notables.