Estrategias bioclimáticas para mejorar la eficiencia energética en edificios
Aquí os dejo un recopilatorio de todas las estrategias bioclimáticas que he desarrollado durante los últimos meses. ¡Espero que os hayan gustado!
Cabe destacar que estos sistemas se pueden combinar entre ellos, formando soluciones mucho mas complejas. Sobre todo hay que entender esto como una guía para aquellos que no conocen estas estrategias, para que comprendan que es posible aplicarlas a sus edificios desde el propio diseño y mejorar así la eficiencia energética sin apenas coste.
Estrategias bioclimáticas
La arquitectura bioclimática es aquella que se diseña para aprovechar el clima y las condiciones del entorno con el fin de conseguir una situación de confort térmico en su interior. Juega exclusivamente con el diseño y los elementos arquitectónicos, sin necesidad de utilizar sistemas mecánicos o aportes de energía.
Parámetros climáticos que se consideran a la hora de diseñar:
- Temperatura
- Humedad
- Radiación solar
- Viento
- Precipitaciones
Parámetros que rigen las condiciones de confort:
- Higrotérmico
- Salubridad
- Luminoso
- Acústico
- Seguridad
Fundamentos de este tipo de estrategias:
- Aprovechamiento/protección de la radiación solar
- Transformación de la radiación solar en calor
- Sistemas de almacenamiento/liberación de calor
- Orientaciones del edificio
- Ventilación natural y termo-forzada
Aislamiento Térmico
El aislamiento térmico es de las primeras estrategias bioclimáticas a adoptar. Es el abrigo de nuestro edificio, y no depende solamente de los cerramientos, sino que también depende en gran medida de los huecos (puertas y ventanas) y los puentes térmicos.
El calor se transfiere del lugar caliente al frío, por donde menor resistencia encuentre. El aislamiento térmico es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor a través suyo. Se caracterizan por su baja conductividad térmica y densidad.
Aportes directos y protección de la radiación solar
El Sol es la principal fuente de energía de nuestro planeta. Se calcula que astro rey arroja sobre la tierra 1.353 W/m² (según la NASA) en forma de radiación UV, infrarroja y luz visible, de las cuales un 75% llega a la superficie por la acción de la atmósfera. Pero, ¿sabías que es el principal factor a tener en cuenta para diseñar estrategias bioclimáticas?
La potencia incidente se denomina irradiancia (W/m²). Los movimientos de traslación y rotación de la tierra influyen en la inclinación de los rayos, así como la latitud. Cuanto más perpendiculares, más energía.
La radiación solar sobre un material se convierte inmediatamente en calor, por ello, trataremos de aprovechar al máximo los aportes directos de radiación durante el invierno a través de los huecos.
Inercia térmica
Estas estrategias bioclimáticas funcionan mediante el intercambio energético con el ambiente, como un gran almacén de energía, evitando los picos de temperatura y generando así mayor confort. Esta propiedad depende de la masa, del calor específico de los materiales y del coeficiente de conductividad térmica.
En invierno, el calor que aportemos a la casa quedará almacenado en los muros de gran inercia térmica, por ejemplo; de tierra. Por la noche, éstos cederán la energía absorbida, amortiguando la caída de temperatura.
Ventilación nocturna o Free Cooling
Cuando la temperatura exterior desciende por debajo de la consigna de confort, se puede ventilar la vivienda de manera natural, eliminando gratuitamente el calor producido durante el día y absorbido por los muros.
El ejemplo más claro son las noches de verano, sobre todo en agosto. Generalmente, la temperatura exterior desciende de 26ºC a partir de la medianoche, llegando a bajar hasta los 21ºC, pudiendo ventilar la vivienda durante toda la noche.
Enfriamiento evaporativo
Se fundamenta en la entalpía de cambio de estado del agua. Al evaporarse agua en un ambiente cálido y seco, ésta toma la energía del aire disminuyendo, por tanto, su temperatura. Este mismo principio se aplicaría en una torre de refrigeración.
Doble piel
Estas estrategias bioclimáticas consiste en diseñar la envolvente del edificio conformando dos capas continuas y ventiladas. La capa exterior nos servirá como protección solar para la capa interior, que será la que esté aislada.
En verano, la radiación solar castiga la envolvente del edificio, especialmente la cubierta. Aunque existen varios métodos de librarnos de esta, como poner colores claros para los acabados de fachada que reflejen la radiación, la llamada “doble piel” es un sistema muy efectivo.
Pozos canadienses
Los pozos canadienses, también conocidos como provenzales, son sistemas de climatización geotérmica. Están formados por redes de tuberías dispuestas en el subsuelo que se sirven de la inercia térmica para atemperar el aire que introducimos en la vivienda, reduciendo significativamente el salto térmico y por tanto la demanda energética. Constituyendo unas estrategias bioclimáticas muy efectivas a la hora de mejorar la eficiencia energética en la edificación.
Se parte de que el terreno mantiene su temperatura constante a partir de una profundidad aproximada de 2 metros, en torno a los 15-18ºC durante todo el año. Al introducir el aire exterior y hacerlo discurrir por las canalizaciones se produce un intercambio de energía, de absorción o cesión, entre el aire y la tierra. Así, se aproxima la temperatura del aire a la de la tierra, que siempre será más cercana a la temperatura de confort.
El funcionamiento para el invierno y el verano es idéntico. Sin embargo, en verano se puede llegar a prescindir de otros sistemas adicionales de refrigeración, mientras que en invierno se necesitarían otros métodos de apoyo para alcanzar la temperatura deseada.
Cubiertas ajardinadas
Las cubiertas ajardinadas, también conocidas como vegetales o verdes, son cubiertas a las que se añade un sustrato y vegetación. Son generalmente planas y dependiendo de su espesor se denominan como intensivas (>10 cm) o extensivas (<10 cm). En mi opinión esta estrategia siempre es altamente recomendable ya que es muy completa.
Al colocar una capa de vegetación recuperamos la superficie ocupada por el edificio además de crear un espacio natural donde cultivar alimentos o simplemente relajarnos. Si la vegetación es autóctona el mantenimiento es muy escaso.
Estas estrategias bioclimáticas aportan inercia térmica al edificio y mejora el aislamiento térmico, siendo más sostenible que cualquier otro material aislante. Por si esto fuera poco, en verano refresca el edificio gracias al enfriamiento evaporativo.
Cubierta Estanque
En verano el funcionamiento sería el inverso, evitando radiación solar en verano y refrescando la casa mediante el enfriamiento evaporativo.
En el caso de utilizar sacos llenos de agua el funcionamiento en invierno mejora, ya que el agua se evapora y permanece dentro de estos conservando la energía recibida. Sin embargo, en verano será más conveniente dejar que el agua se evapore para aprovechar el enfriamiento evaporativo, aunque esto implique un sistema de tratamiento del agua.
Invernadero adosado
Estas estrategias bioclimáticas tiene un funcionamiento opuesto entre invierno y verano. Durante los días fríos estará cerrado, almacenando calor mediante aportes directos y transmitiéndolo a la estancia colindante a través de trampillas. Por la noche se deberán disponer una cobertura aislante como en la cubierta estanque.
Muro Parietodinámico y Chimenea Solar
En verano serviría como un extractor de aire, sin más acción que el juego de compuertas y a causa del efecto Venturi, que tendería a extraer aire de la habitación. Si quieres saber más sobre este sistema, el cual tiene su fundamento en el muro Trombe, tengo otro artículo más extenso donde explico sus diferencias.
Muros y suelos acumuladores térmicos
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