{Tema: ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS

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La búsqueda del confort

Para Exteriores Carta Bioclimática TERJUNG

Olgyay (1963) El Climograma o Carta bioclimática de Olgyay es un diagrama, Este gráfico además muestra:•Las sensaciones fisiológicas de las zonas periféricas.•Los límites de la actividad o el riesgo en función de las condiciones de calor y humedad. •La tolerancia a bajas temperaturas cuando se aumenta el arropamiento (unidades Clo).

Exteriores de OLGAY- Exteriores

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A

B

C

H

G

DF

E

Los diferentes medios o procesos de control higrotérmico se sintetizan de la siguiente forma, atendiendo a los límites que se definen según las condiciones climáticas de cada lugar: A – humidificación, B – calentamiento y humidificación; C – calentamiento sensible; D – des humidificación; E – enfriamiento y des humidificación; F – enfriamiento sensible; y F – enfriamiento evaporativo.

La búsqueda del confort Psicométrica-Givonni

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Masa Térmica del edificio Esta es una estrategia para el control

de la temperatura en los edificios, que se vale de ls propiedades termo físicas de los materiales de construcción.

Los materiales pesados tienen capacidad de almacenar gran cantidad de calor , proporcionando una oscilación de temperatura interna inferior a la oscilación de la temperatura externa, al mismo tiempo posibilitan un retardo del paso del calor del exterior al interior.

Esta estrategia es apropiada para lugares donde la diferencia de temperatura el día y la noche sea elevada, lo que significa que la presión de vapor es baja.

La aplicabilidad de masa térmica esta limitada por al momento en que la humedad alcanza valores superiores a la zona de bienestar térmico.

{La efectividad de la estrategia se puede aumentar utilizando como medio de enfriamiento adicional la ventilación nocturna, que básicamente consiste en mantener el edificio cerrado durante las horas calurosas del día y ventilar la masa estructural a la noche, cuando las temperaturas son menores Para obtener mayores ventajas de esta estrategia de diseño, es importante reducir al máximo la ganancia de calor en la edificación, protegiendo del sol las aberturas y haciendo las paredes exteriores que reciben el sol lo mas reflejantes posibles.

Masa Térmica y Ventilación Nocturna

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Enfriamiento evaporativo

Este principio de enfriamiento consiste en hacer pasar una corriente de aire caliente y seco sobre una superficie con agua, o a través de un material humedecido. El agua se evapora, consumiendo para ello una cantidad de energía que toma del aire. De este modo se produce una reducción de la temperatura del aire y un aumento de su humedad. El límite máximo de temperatura en que es aplicable esta estrategia depende de la capacidad de enfriamiento del aire que es movido en todo el edificio

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Enfriamiento evaporativo

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Enfriamiento evaporativo

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Enfriamiento evaporativo

Son muchos los casos en los que se ha visto aplicado este principio bioclimático, como en los jardines de la alhambra en Granada, España, donde fuentes de agua sirven para enfriar el aire antes de entrar a loa espacios interiores. La limitación del uso de esta estrategia esta dada funamentalmente por la insuficiencia de agua en esos climas áridos.

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Enfriamiento evaporativo

Se ha creado un sistema de enfriamiento que incorpora pantallas de vegetación en el interior del edificio, las que se mantienen húmedas para posibilitar el intercambio de energía entre el aire seco y el agua. El sistema consta de un mecanismo de recirculación de las corrientes de aire que permite una constante renovación del mismo cuando se calienta en el interior.

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Calentamiento pasivo

En regiones donde las temperaturas mínimas extremas son menores de 20° y sus medias diarias se encuentran dentro de la zona de bienestar térmico, es posible controlar las condiciones internas mediante edificaciones de gran capacidad de almacenamiento de calor. En este caso se pretende que el edificio absorba y almacene cierta cantidad de calor durante el día y lo desprenda hacia el interior durante la noche cuando las temperaturas son bajas. Utilizar en las superficies exteriores colores oscuros, ventanales expuestos a la radiación solar, protegerse de los vientos fríos, son aspectos básicos a considerar en el diseño de edificios en esas condiciones.

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Calentamiento pasivo

Aprovechamiento de la energía solar pasiva

Existe una gran variedad de sistemas pasivos de calentamiento, basados en el aprovechamiento de la energía solar y la utilización del edificio como medio de transformación y almacenamiento de energía calorífica. Estos sistemas está condicionados por cuatro formas de disponer la energía del sol; captación, almacenamiento, distribución y conservación.

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Sistemas pasivos de calentamiento

Ganancia solar directaLa ganancia solar directa implica la utilización de ventanas, claraboyas y persianas para controlar la cantidad de radiación solar directa que llega al interior del edificio. El uso de ventanas soleadas combinadas con suelos de gran masa, es un ejemplo sencillo de esta utilización.

Ganancia solar indirectaLa ganancia solar indirecta es la que se obtiene a través de la piel del edificio, que ha sido diseñada con una masa térmica (como un tanque de agua o un muro sólido recubiertos por un cristal). El calor acumulado por esta masa es cedido al interior del edificio indirectamente por conducción o convección. Ejemplos de esta técnica son: el muro trombe, paredes de agua, o la instalación de pequeños estanques sobre un tejado. La cubierta ajardinada también es un ejemplo representativo.

Ganancia solar aisladaLa ganancia aislada implica la captura pasiva del calor del Sol, para posteriormente transportarlo dentro o fuera de la vivienda usando para ello un líquido, por ejemplo un captador térmico dotado de termosifón o aire; una chimenea solar, o ambos así como un almacén de calor.Los solariums, invernaderos y armarios solares son alternativas para lograr una ganancia de calor aislada de la que se puede aprovechar el aire caliente.

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Ganancia solar directaLa ganancia solar directa implica la utilización de ventanas, claraboyas y persianas para controlar la cantidad de radiación solar directa que llega al interior de una vivienda. El uso de ventanas soleadas combinadas con suelos de gran masa, es un ejemplo sencillo de esta utilización.Tradicionalmente, estos sistemas de ganancia solar directa no han sido bien considerados, sobre todo por el elevado coste que tenían los cristales bien aislados térmicamente, con valores-R comparables al aislamiento de los muros.

{Muro de acumulación no ventilado (Muro Trombe)Conocido como Muro Trombe, es un muro construido en piedra, ladrillos y hormigón, pintados de negro o hasta con ladrillos huecos impermeabilizados por dentro con agua en su interior. Para mejorar la captación se coloca un vidrio en el exterior un poco separado del muro para generar el efecto invernadero. La luz atraviesa el vidrio, llega al muro, lo calienta y este emite una radiación infrarroja que es contenida por el vidrio. Por este motivo se produce una cámara de aire entre el muro y el vidrio que mantiene caliente el muro, y este calienta el interior del edificio.

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Muro de acumulación ventiladoSimilar al anterior pero incorpora orificios en la parte superior e inferior para facilitar la transferencia de calor entre el muro y el inmueble.Este sistema utiliza los principios físicos de Radiación y convección.

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Invernadero adosadoEste sistema trata de un invernadero acristalado construido en una de las caras del edificio.Dependiendo de la ubicación geográfica y utilización del invernadero, estos pueden estar separados de la vivienda por medio de un muro cerrado, un muro abierto, un muro con agua ( si se requiere almacenar temperatura ) o totalmente abierto al edificio.Este tipo de sistemas es muy favorable para zonas frías ya que alcanza grandes temperaturas y estas se pueden almacenar para su aprovechamiento durante la noche. Por lo tanto no es muy recomendable en zonas cálidas ya que pueden producir sobrecalentamientos.

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Techo de acumulación de calor

Se puede utilizar la superficie del techo tanto para captar y almacenar el calor del sol, como para generar corrientes de aire . Colocando cristales con dispositivos móviles para poder hacer uso de el, en invierno y en verano. En invierno se mantiene cerrado, lo que permite que entre la luz del sol y produce el efecto invernadero, en verano se mantiene abierto generando corrientes de aire fresco.También con este sistema se aprovecha la luz del día teniendo muy buena iluminación en el edificio

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Captación solar y acumulación de calor

Es un sistema más complejo y permite combinar la ganancia directa por ventajas con colectores solares de aire y agua caliente para acumularlo debajo del piso. Luego de modo similar al muro de acumulador ventilado se lleva el calor al medio ambiente interior. Adecuadamente dimensionado permite acumular calor por siete o más días.

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Investigadores del Centro de Arquitectura, Ciencia y Ecología (CASE, Nueva York) comunican que han desarrollado un nuevo sistema de captación de energía solar que es muy eficaz y rentable. El sistema es una matriz de receptores de vidrio de forma piramidal, que se mueven con la luz solar,  y la capturan en una pequeña célula fotovoltaica situada en el centro de cada pirámide.

Estas matrices se pueden colgar en las fachadas de los edificios (existentes, o de nuevo diseño), mediante cables que llevan también los mecanismos de seguimiento.

El hecho de que los elementos sean de vidrio, permite que dejen pasar la luz al interior de los edificios, pero el diseño también está pensado para que capture energía térmica y pueda así ser utilizada en la calefacción. El CASE estima que el retorno del costo estimado en la instalación de este sistema de fachada solar es de dos años y medio, en un lugar soleado, evidentemente.

Fachada solar con pirámides de vidrio

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Ventilación

En lugares cálidos y húmedos, donde la presión de vapor ed agua es mayor a 17 mmHg, es necesario la utilización de la ventilación natural, para producir las pérdidas de calor del cuerpo por convección y evaporación, que permite eliminar la sensación desagradable causada por la combinación de humedades y temperaturas altas.

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Ventilación

En climas cálidos y húmedos el aislamiento no es suficiente para lograr el confort, y la inercia térmica no es aconsejable. Por lo tanto orientar las edificaciones para aprovechar mejor las brisas es fundamental. Esto aunado a la utilización de paredes y techos altamente reflectantes, materiales livianos aislantes y protección de la edificación de la radiación solar.

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Aprovechamiento climático del suelo

La elevada inercia térmica del suelo provoca que las oscilaciones térmicas del exterior se amortigüen cada vez más según la profundidad. A una determinada profundidad, la temperatura permanece constante (es por eso que el aire del interior de las cuevas permanece a una temperatura casi constante e independiente de la temperatura exterior). La temperatura del suelo suele ser tal que es menor que la temperatura exterior en verano, y mayor que la exterior en invierno, con lo que siempre se agradece su influencia. Además de la inercia térmica, una capa de tierra puede actuar como aislante adicional

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Aprovechamiento climático del suelo

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Aprovechamiento climático del suelo