Casa Solar Pasiva, Ahorro Energético y Climatización Natural

Alternativa a las convencionales técnicas de climatización, que no solo tiene por objetivo el ahorro de energías y la reducción del gasto económico, sino también el cuidado del medio ambiente.

Los edificios solares pasivos tienen como objetivo mantener el confort térmico interior en todo el día y en los distintos ciclos anuales, con respecto al sol, humedad, viento y temperatura exterior. Reduciendo el consumo de medios activos de sistemas de calefacción y refrigeración, los cuales son los principales fuentes del consumo de energías.

La base científica para el diseño de edificaciones solares pasivas ha sido desarrollada a partir de una combinación de climatología y las leyes de la termodinámica (principalmente la transferencia de calor). Se hace hincapié en la orientación con respecto al sol de la nueva construcción, la ubicación, el clima, el diseño, los materiales de la edificación, colocación de cristales y sistemas para proveer de sombra y la incorporación de masa térmica. Con una adecuada integración de estos principios se puede lograr una alternativa a las convencionales técnicas de climatización como el aire acondicionado y los distintos sistemas de calefacción, que no solo tiene por objetivo el ahorro de energías y la reducción del gasto económico, sino también el cuidado del medio ambiente.



Los sistemas solares pasivos son formas de utilizar precisamente el calor emitido por el sol sin mecanismos o dispositivos electromecánicos para climatizar el interior de una edificación, usando principios como la convección, conducción o radiación del calor y recursos como la protección eólica, el aislamiento térmico, la protección solar, la ventilación o la masa térmica.

Se han desarrollado entonces sistemas como la ganancia directa, el muro de acumulación, el techo acumulador de calor, o la captación y acumulación de calor, como mecanismos de climatización obedeciendo a los anteriormente nombrados principios básicos de la física.

Ganancia Solar Directa
El sol ingresa por superficies vidriadas como venales y ventanas en el techo y claraboyas o tragaluces. La energía calórica es directamente absorbida por estas superficies transformando el clima interior.

Muro de Acumulación o Muro Trombe
Es un muro construido de materiales que absorben el calor y orientado hacia el sol. Este puede estar pintado de negro o colores oscuros para mejor absorción de los rayos. Interactúa con un vidrio en la parte exterior calentado el aire y enviándolo hacia el interior de la vivienda.

Techo de Acumulación de Calor
Utilizando el calor acumulado por el techo durante el día puede funcionar calefaccionando el ambiente inferior aun durante la noche.

Captación solar y acumulación de Calor
Sistema que acumula el calor por medio de aire o agua y lo entrega en el interior de la vivienda, por debajo del piso con un funcionamiento similar al del muro de acumulación.

La Importancia del Sol y su Trayectoria  en el Diseño de una Casa Pasiva
La capacidad para lograr estos objetivos al mismo tiempo depende fundamentalmente de las variaciones en el movimiento del sol a lo largo del día y del año. Esto ocurre como resultado de la inclinación del eje de rotación de la Tierra en relación a su órbita.

Las diferencias en la altura del sol al mediodía solar entre invierno y verano, dependiendo de la latitud en la que nos encontremos en el globo terrestre, constituye la base de diseño solar pasivo. Esta información se combina con datos climáticos locales para determinar en qué momento del año, el calor solar será beneficioso para el confort térmico, y cuando debería ser bloqueado con sombreado.

La radiación solar se produce principalmente a través del techo y las ventanas (pero también a través de paredes). Los techos reciben la mayoría de la radiación solar entregándola a una casa. Un techo verde, además de una barrera podría ser una solución a la conservación de la temperatura interna de una vivienda.

Los laterales de una vivienda orientados hacia el este u oeste y norte (en el hemisferio sur) y sur (en el hemisferio norte) Son los más indicados para la entrada de calor del sol e iluminación durante la temporada invernal, pero ineficaces durante el verano, los cuales pueden sobrecalentar el interior de una vivienda.

Las ventanas son una importante entrada de radiación solar y así el calor o frío del exterior. El utilizar ventanas con cristales especiales puede beneficiar en la conservación de la temperatura interior sin necesidad de sacrificar la iluminación. Dobles vidrios o vidrios ligeramente oscurecidos son muy utilizados como recursos para la climatización o para menguar el excesivo paso de luz que produzca deslumbramiento. Otra alternativa es producir sombra del lado exterior a través de celosías, cortinas o persianas, etc.

Utilización Jardines y Plantas
El uso de árboles o plantas de altura considerable puede ser utilizado para crear el sombreado de verano que las ventanas necesitan, especialmente si durante las temporadas de invierno las hojas de estas plantas caducan. Creando en invierno por acción del sol, que circula libremente, el clima necesario en el interior.

Algunas recomendaciones para aprovechar la luz del sol en la construcción de viviendas de clima templado
Orientar la construcción para hacer frente al ecuador (o unos cuantos grados al este de capturar el sol de la mañana)
Ampliación de la construcción a lo largo, en un eje de este a oeste.
Adecuar las ventanas para que proporcionen luz y puedan tener sombra cuando no se necesita.
Utilizar la cantidad adecuada y el tipo de barreras de aislamiento para reducir al mínimo el calor excesivo de temporada, ya se a frío o calor.
Uso de masa térmica para almacenar el exceso de energía solar durante los días del invierno, que sea útil durante la noche.
El exceso de superficie de cristal puede ocasionar, sobrecalentamiento, deslumbramiento, la decoloración de muebles y la pérdida de calor del aire ambiente al producirse el descenso de temperatura exterior.
Un edificio alto o de varias plantas es una forma difícil para controlar las masas de aire caliente que suben y frías que bajan en el continuo movimiento de convección.
Realizar una correcta instalación de aislantes adecuados en contra de las temperaturas extremas externas y para la conservación de las internas.
Los techos pintados de color blanco, y aun mas los techos verdes benefician en la incidencia del sol contra la estructura.

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