Sistemas pasivos y arquitectura sustentable

Una de las formas más favorables para comenzar a aplicar ahorros energéticos o diseñar una arquitectura sustentable es a través de sistemas pasivos. Los parámetros de diseño influyen en el comportamiento térmico de los edificios, por ejemplo, a través del microclima y la orientación; la forma y el volumen; y el comportamiento de la masa del edificio.
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Microclima y orientación

Definida como el contexto mediático en donde se emplaza la obra, entendiéndola bajo los siguientes parámetros:

Características de clima

  • Orientación
  • Radiación solar, viento
  • Altitud, radiación solar
  • Temperatura, lluvia, velocidad del viento
  • Topografía del terreno
  • Flujos de viento, acumulación de temperatura, humedad
  • Presencia de agua, vegetación, sombras

 

Debemos entender que cada una de las orientaciones de nuestra obra tiene condiciones diferentes para llegar a un aprovechamiento máximo de los factores externos a ella, exposición de vientos, radiación solar que afectan a la temperatura y humedad en diferentes épocas del año. De acuerdo a nuestra ubicación geográfica es sabido que la orientación con más asoleamiento es la fachada norte, recibiendo la cubierta hasta 4.5 veces más radiación en la cubierta relacionando verano e invierno y 2.5 veces mas para las fachas este-oeste. Quedando en situación más desfavorable la fachada sur que solo logra un mínimo en verano de radiación solar.

Desde tiempos históricos se han utilizados sistemas de aleros para proteger fachadas de su radiación solar al mediodía en donde su intensidad es la más alta. Este tipo de orientación también determina la orientación de los espacios interiores de acuerdo a nuestro programa arquitectónico. Por ejemplo, el determinar de acuerdo a sus usos y horarios la distribución de los espacios en la vivienda, sabiendo que los muros expuestos en las fachadas nororiente y norponiente aprovecharán la irradiación solar, reduciendo en invierno necesidades de calefacción y controlando en verano, a través de sistemas pasivos, la entrada de radiación solar.

 

Forma y volumen

La forma y orientación del edificio son lo que nos llevará a determinar qué tipo de piel exterior tendrá ya que será directamente afectada por la radiación solar y los vientos. Cuanta mayor superficie exterior, mayor es el intercambio térmico que se producirá, siendo favorable o desfavorable de acuerdo a las características climáticas. El volumen es un indicador de la cantidad de energía almacenada dentro del edificio. La relación entre superficie y volumen del edificio es el factor de forma, muy útil porque da una primera valoración de la sensibilidad de las condiciones interiores y de las variaciones de las condiciones exteriores.

De forma general los expertos recomiendan, en función del clima las siguientes formas:

  • Clima mediterráneo y climas templados: edificio lineal con la fachada más grande orientada al sur, con grandes aperturas que facilitan la ventilación natural del edificio y un buen grado de iluminación natural (factor de forma elevado f > 1.2).
  • Climas extremos, cálidos o fríos: edificios compactos con gran inercia térmica en el primer caso y buen aislamiento y control de infiltraciones de aire el segundo (factor de forma bajo).
  • Un factor demasiado bajo puede generar dificultades de ventilación y de luz natural de espacios interiores, al quedar sin contacto con el exterior.

 

Comportamiento de la masa del edificio:

Es el comportamiento global del edificio lo que indica la inercia térmica y es posible si los elementos constructivos tienen inercia térmica, siendo más favorable en los edificios que ocupan sistemas pasivos para llegar al confort térmico, consumiendo un mínimo de energía. La inercia térmica es la capacidad de un material para acumular y ceder calor; o sea, su masa de acumulación. El diseño y dimensionado de los elementos constructivos dependerá del clima, la orientación y el uso de estos. En un clima frío y en invierno, un espesor excesivo hace que no llegue a calentarse interiormente todo el muro y por tanto puede coger el calor acumulado para calentarse él mismo antes de cederla al ambiente.

Las recomendaciones generales son las siguientes:

  • Climas continentales y en invierno, inercia térmica elevada en las zonas más soleadas de los edificios y poca inercia en las partes donde no da el sol. Así se podrán calentar rápidamente las segundas.
  • Climas continentales y en verano, inercia térmica elevada para compensar las oscilaciones térmicas entre el día y la noche.

 

Los elementos con inercia térmica se consideran de captación solar indirecta. Presentan la ventaja de hacer de amortiguador del calor de la radiación directa, almacenando la energía, evitando sobrecalentamientos, para liberarla hacia el interior cuando la temperatura ambiental sea baja. Tienen que estar diseñados para que en verano sirvan como elemento ventilador o que tenga protecciones solares para evitar la captación de calor. Hay dos sistemas principales: muros de acumulación de calor (muros inercia, muros trombe, camas de guijarros) y las cubiertas de agua. Pero también a veces se necesita la inercia térmica de los elementos interiores como carpinterías y tabiques, o la del terreno en contacto con los muros enterrados.

 

Fuente: Construcción sostenible, España.

Revista INNOTEC Vol. 1, Eficiencia Energética

Marcelo Caprioglio, Magister arquitectura, ETSAB Barcelona.

 

 

Vía: accionsustentable.cl

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