DISEÑO SOLAR PASIVO (II) Rehabilitación Bioclimática
Criterios básicos
Es posible lograr mediante sencillas modificaciones un mayor aprovechamiento de la energía solar que llega a casas aunque estas no hayan sido construidas siguiendo los principios de la arquitectura solar pasiva. En primer lugar es necesario observar los lugares y las horas en que la energía solar llega al interior de nuestra casa a lo largo del día en las distintas estaciones del año. Las viviendas objeto del presente proyecto han sido construidas en su gran mayoría ignorando la orientación geográfica terrestre, siguiendo los condicionantes urbanísticos que atienden a otros criterios, por lo que las distintas fachadas de la casa suelen tener tratamientos similares a pesar de tener orientaciones distintas. Además habrá que tener en cuenta las obstrucciones solares que proyecten los árboles o edificios circundantes.
A modo de orientación pueden servir las siguientes indicaciones:
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el ecuador (el sur en España) son las más favorables para la captación solar, recibiendo la radiación solar a lo largo de todo el día.
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el norte en España no recibirán en ningún momento del año radiación solar directa.
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el este, reciben principalmente la energía solar en las horas anteriores al mediodía (mañanas).
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el oeste reciben principalmente la energía solar en las horas posteriores al mediodía (tardes).
Mediante estos sencillos procedimientos es posible lograr un aprovechamiento de la energía solar y ahorrar energía en sistemas de climatización. En invierno se debe permitir la máxima entrada de radiación solar directa al interior de la casa abriendo las cortinas de las ventanas en donde incida la luz solar directa y cerrando aquellas donde no incida para que no se escape demasiado calor. Para lograr una mayor índice de conversión de esa luz en calor es conveniente aplicar una decoración (tapicería, alfombras, manteles y todo aquello que sea intercambiable) de colores oscuros.
Una buena forma de almacenar el calor es ubicar elementos que tengan mucha masa a la acción directa de la luz solar, de preferencia cubiertos con telas oscuras que absorban la radiación a la vez que los protejan de ella. En las noches para evitar la pérdida del calor ganado durante el día es importante contar con persianas o contraventanas aislantes que una vez cerradas eviten en alguna medida las importantes pérdidas que se dan a través de los vidrios En verano, es importante evitar que la radiación solar entre en la casa. Para ello se debe mantener las cortinas de la casa cerradas, incluso también las persianas o contraventanas medio cerradas. Puede ser recomendable la instalación de un toldo que evite que la radiación solar se introduzca en la casa o que impacte en el muro exterior.
También es recomendable cambiar la decoración de la casa hacia colores más claros que reflejen más la radiación solar y evite que se transforme en calor.
Los costes de una rehabilitación bioclimática y su amortización
Encontrar la solución al problema de la rehabilitación bioclimática supone resolver mediante un análisis técnico-económico, la relación óptima entre la inversión solar y la inversión en conservación, donde la suma de ambos corresponde a la cantidad total invertida en transformar la vivienda tradicional en una vivienda que hace mejor uso y conservación de la energía solar y de los sistemas bioclimáticos, y la disminución en el consumo de energías no renovables. Desde fines de la década de los años 70, se ha trabajado en poner a punto metodologías de cálculo y simulación del uso de sistemas solares aplicados a viviendas. Se introduce a continuación una metodología desarrollada por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de Argentina, a partir de criterios establecidos por el Laboratorio de Los Álamos (EEUU), con el objetivo de tratar de conocer la factibilidad técnica de una propuesta y acumular experiencia en ese sentido.
Es necesario analizar la utilización del clima del lugar para acondicionar térmicamente los ambientes y de este modo reducir el consumo de combustibles para calefacción. Algunos beneficios pueden ser cuantificables (ahorro de combustibles menor contaminación del medioambiente, etc.) y otros difícilmente ponderables (mejor calidad de vida, vivir en ambientes más confortables en invierno y en verano, situaciones que tienen que ver indirectamente con la mayor productividad). Se trata de determinar frente a las condiciones impuestas y conociendo ya su factibilidad técnica y su comportamiento térmico, la solución más rentable desde el punto de vista técnico-económico
Fracción de Ahorro Solar (FAS),
En el cálculo de la FAS, intervienen dos conceptos:
a) el Coeficiente Neto de Pérdidas (CNP)
b) la razón entre la energía solar absorbida (RS) por el sistema y los grados-día (GD) en un período de tiempo:
FAS = f(CNP, RS/GD)
Donde:
CNP Coeficiente Neto de Pérdidas (W / °C)
RS Radiación solar absorbida en el interior de la vivienda (W / mes)
GD Grados día (°C día / mes).
El CNP indica la cantidad de energía que la vivienda pierde por cada grado de diferencial de temperatura entre el interior y el exterior. Se calcula como la sumatoria del área de cada elemento de la vivienda (muros, techos, ventanas, puertas, fundaciones, etc.) medida en m2 multiplicado por su correspondiente conductancia térmica [W / m C°]. El CNP depende por un lado de la forma de la vivienda, dada a través del diseño de la misma y por otro de las características térmicas y físicas de los materiales que han sido utilizados. Un ejemplo sería tratar de que el perímetro expuesto de la vivienda sea mínimo, para reducir así las áreas implicadas en las pérdidas y consecuentemente, lograr un CNP más bajo. En rehabilitación, dada una determinada vivienda, para evitar pérdidas de energía, podría utilizarse un mayor espesor de aislamiento térmico. Esta medida se traduce en una reducción de la conductancia térmica del elemento aislado y consecuentemente en una reducción del CNP. La razón RS / GD depende, por un lado del clima del lugar donde se ubique el edificio y por otro, del tipo de sistema solar y su tamaño. Los GD dependen del clima local y la cantidad de radiación solar absorbida realmente por el sistema será función de la cantidad de radiación disponible en el lugar, y del tipo de sistema solar elegido y su tamaño. Un valor mayor de RS / GD para el mismo CNP implicara una mayor FAS. Se tiene en cuenta tanto el clima del lugar como el factor de forma de la vivienda, las características físicas de los materiales utilizados, la distribución de los ambientes y la orientación del conjunto. Estos factores modifican el comportamiento térmico final resultante. Las estrategias de conservación de energía y los sistemas solares pasivos, se complementan en una vivienda implantada en un determinado clima. Una misma FAS resultante puede provenir de infinitas combinaciones entre conservación y aporte solar. Se puede obtener con una mínima conservación (que se traduce en un espesor pequeño de aislamiento) y máximo aporte solar (aberturas solares grandes) o hasta con una apertura solar mínima y máxima conservación. La solución óptima se ubicará en una determinada combinación alejada de estos extremos.
Documentación recopilada y elaborada por Fernando Martín-Consuegra en el Instituto
Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción, como aportación para la redacción
del proyecto financiado por el Plan Nacional de I+D RECONSOST (2006-2008)
Investigador principal del proyecto coordinado RECONSOST
-Servando Álvarez Domínguez. AICIA. Grupo de Termotecnia. Escuela Técnica
Superior de Ingenieros Industriales de Sevilla. Universidad de Sevilla
Equipo técnico IETCC (CSIC)
- Manuel Olaya Adán (Investigador principal IETCC)
- José Antonio Tenorio Ríos
- Fernando Martín-Consuegra Ávila
- María Jesús Gavira Galocha
Es posible lograr mediante sencillas modificaciones un mayor aprovechamiento de la energía solar que llega a casas aunque estas no hayan sido construidas siguiendo los principios de la arquitectura solar pasiva. En primer lugar es necesario observar los lugares y las horas en que la energía solar llega al interior de nuestra casa a lo largo del día en las distintas estaciones del año. Las viviendas objeto del presente proyecto han sido construidas en su gran mayoría ignorando la orientación geográfica terrestre, siguiendo los condicionantes urbanísticos que atienden a otros criterios, por lo que las distintas fachadas de la casa suelen tener tratamientos similares a pesar de tener orientaciones distintas. Además habrá que tener en cuenta las obstrucciones solares que proyecten los árboles o edificios circundantes.
A modo de orientación pueden servir las siguientes indicaciones:
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el ecuador (el sur en España) son las más favorables para la captación solar, recibiendo la radiación solar a lo largo de todo el día.
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el norte en España no recibirán en ningún momento del año radiación solar directa.
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el este, reciben principalmente la energía solar en las horas anteriores al mediodía (mañanas).
-Las fachadas orientadas principalmente hacia el oeste reciben principalmente la energía solar en las horas posteriores al mediodía (tardes).
Mediante estos sencillos procedimientos es posible lograr un aprovechamiento de la energía solar y ahorrar energía en sistemas de climatización. En invierno se debe permitir la máxima entrada de radiación solar directa al interior de la casa abriendo las cortinas de las ventanas en donde incida la luz solar directa y cerrando aquellas donde no incida para que no se escape demasiado calor. Para lograr una mayor índice de conversión de esa luz en calor es conveniente aplicar una decoración (tapicería, alfombras, manteles y todo aquello que sea intercambiable) de colores oscuros.
Una buena forma de almacenar el calor es ubicar elementos que tengan mucha masa a la acción directa de la luz solar, de preferencia cubiertos con telas oscuras que absorban la radiación a la vez que los protejan de ella. En las noches para evitar la pérdida del calor ganado durante el día es importante contar con persianas o contraventanas aislantes que una vez cerradas eviten en alguna medida las importantes pérdidas que se dan a través de los vidrios En verano, es importante evitar que la radiación solar entre en la casa. Para ello se debe mantener las cortinas de la casa cerradas, incluso también las persianas o contraventanas medio cerradas. Puede ser recomendable la instalación de un toldo que evite que la radiación solar se introduzca en la casa o que impacte en el muro exterior.
También es recomendable cambiar la decoración de la casa hacia colores más claros que reflejen más la radiación solar y evite que se transforme en calor.
Los costes de una rehabilitación bioclimática y su amortización
Encontrar la solución al problema de la rehabilitación bioclimática supone resolver mediante un análisis técnico-económico, la relación óptima entre la inversión solar y la inversión en conservación, donde la suma de ambos corresponde a la cantidad total invertida en transformar la vivienda tradicional en una vivienda que hace mejor uso y conservación de la energía solar y de los sistemas bioclimáticos, y la disminución en el consumo de energías no renovables. Desde fines de la década de los años 70, se ha trabajado en poner a punto metodologías de cálculo y simulación del uso de sistemas solares aplicados a viviendas. Se introduce a continuación una metodología desarrollada por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de Argentina, a partir de criterios establecidos por el Laboratorio de Los Álamos (EEUU), con el objetivo de tratar de conocer la factibilidad técnica de una propuesta y acumular experiencia en ese sentido.
Es necesario analizar la utilización del clima del lugar para acondicionar térmicamente los ambientes y de este modo reducir el consumo de combustibles para calefacción. Algunos beneficios pueden ser cuantificables (ahorro de combustibles menor contaminación del medioambiente, etc.) y otros difícilmente ponderables (mejor calidad de vida, vivir en ambientes más confortables en invierno y en verano, situaciones que tienen que ver indirectamente con la mayor productividad). Se trata de determinar frente a las condiciones impuestas y conociendo ya su factibilidad técnica y su comportamiento térmico, la solución más rentable desde el punto de vista técnico-económico
Fracción de Ahorro Solar (FAS),
En el cálculo de la FAS, intervienen dos conceptos:
a) el Coeficiente Neto de Pérdidas (CNP)
b) la razón entre la energía solar absorbida (RS) por el sistema y los grados-día (GD) en un período de tiempo:
FAS = f(CNP, RS/GD)
Donde:
CNP Coeficiente Neto de Pérdidas (W / °C)
RS Radiación solar absorbida en el interior de la vivienda (W / mes)
GD Grados día (°C día / mes).
El CNP indica la cantidad de energía que la vivienda pierde por cada grado de diferencial de temperatura entre el interior y el exterior. Se calcula como la sumatoria del área de cada elemento de la vivienda (muros, techos, ventanas, puertas, fundaciones, etc.) medida en m2 multiplicado por su correspondiente conductancia térmica [W / m C°]. El CNP depende por un lado de la forma de la vivienda, dada a través del diseño de la misma y por otro de las características térmicas y físicas de los materiales que han sido utilizados. Un ejemplo sería tratar de que el perímetro expuesto de la vivienda sea mínimo, para reducir así las áreas implicadas en las pérdidas y consecuentemente, lograr un CNP más bajo. En rehabilitación, dada una determinada vivienda, para evitar pérdidas de energía, podría utilizarse un mayor espesor de aislamiento térmico. Esta medida se traduce en una reducción de la conductancia térmica del elemento aislado y consecuentemente en una reducción del CNP. La razón RS / GD depende, por un lado del clima del lugar donde se ubique el edificio y por otro, del tipo de sistema solar y su tamaño. Los GD dependen del clima local y la cantidad de radiación solar absorbida realmente por el sistema será función de la cantidad de radiación disponible en el lugar, y del tipo de sistema solar elegido y su tamaño. Un valor mayor de RS / GD para el mismo CNP implicara una mayor FAS. Se tiene en cuenta tanto el clima del lugar como el factor de forma de la vivienda, las características físicas de los materiales utilizados, la distribución de los ambientes y la orientación del conjunto. Estos factores modifican el comportamiento térmico final resultante. Las estrategias de conservación de energía y los sistemas solares pasivos, se complementan en una vivienda implantada en un determinado clima. Una misma FAS resultante puede provenir de infinitas combinaciones entre conservación y aporte solar. Se puede obtener con una mínima conservación (que se traduce en un espesor pequeño de aislamiento) y máximo aporte solar (aberturas solares grandes) o hasta con una apertura solar mínima y máxima conservación. La solución óptima se ubicará en una determinada combinación alejada de estos extremos.
Documentación recopilada y elaborada por Fernando Martín-Consuegra en el Instituto
Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción, como aportación para la redacción
del proyecto financiado por el Plan Nacional de I+D RECONSOST (2006-2008)
Investigador principal del proyecto coordinado RECONSOST
-Servando Álvarez Domínguez. AICIA. Grupo de Termotecnia. Escuela Técnica
Superior de Ingenieros Industriales de Sevilla. Universidad de Sevilla
Equipo técnico IETCC (CSIC)
- Manuel Olaya Adán (Investigador principal IETCC)
- José Antonio Tenorio Ríos
- Fernando Martín-Consuegra Ávila
- María Jesús Gavira Galocha
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