PROTECCIÓN CONTRA LA RADIACIÓN SOLAR

Como es lógico, en las épocas de mayor radiación solar es necesario reducir los aportes energéticos producidos por la incidencia del sol en la edificación al mínimo. Como ya hemos estudiado algunas técnicas o soluciones constructivas como los aislamientos, son validos indistintamente de la época del año, sin embargo no es así en todos los casos, como en el caso concreto de los sistemas de captación solar pasiva, destinados a conseguir recoger la mayor cantidad de calor posible, más adelante estudiaremos estos sistemas.

Durante el verano, el sol se encuentra en una posición más alta que en invierno, esto evita que una gran parte de los rayos de sol penetren de manera directa por los huecos que se encuentran orientados al sur. Para conseguir evitar por completo la radiación se puede optar por diseñar voladizos o pantallas que proyecten sobra, dimensionándolos según la orientación  y teniendo en cuenta el recorrido solar anual. De este modo durante el invierno la radiación incide en el interior de la edificación mientras que en verano se impide la radiación directa.

El comportamiento de la carpintería también es importante, si colocamos vidrios aislantes o incluso reflectantes mejoraría el comportamiento del acristalamiento, que ya de por sí tiene un coeficiente de transmisión más bajo cuando la radiación es oblicua.

Acristalamiento

Imagen: Radiación, comportamiento de un buen acristalamiento. Fuente: cecalca.com

Aunque éstas soluciones pueden parecer definitivas a priori, se plantean una serie de inconvenientes que hacen que sea necesario reforzarlas.

El principal inconveniente es la posición del sol durante los días más calurosos del año. Generalmente suelen coincidir con los últimos días de julio y primeros de agosto, en los que tras pasar el solsticio de verano, va reduciendo su altura y de ese modo los rayos pueden penetrar mejor por los huecos de la fachada. Otro inconveniente son las horas de sol, son días más largos en los que no hay casi nubosidades y los aportes energéticos son mayores. Por esta razón se requiere de sistemas que proyecten sombra o impidan la radiación solar.

Entre las diferentes opciones que se pueden adoptar cabría destacar las siguientes:

  • Toldos, celosías y pérgolas: como se ha mencionado anteriormente son soluciones ajustables según las necesidades. También se pueden utilizar plantas trepadoras para las pérgolas.
  • Lamas direccionales, persianas o contraventanas: para que impidan que gran parte de la radiación solar atraviese, limitando  así su entrada a través de los huecos. Dependiendo del modelo pueden bloquear demasiada luz.
  • Aleros: ya sean fijos o con vegetación de hoja caduca. Los aleros con vegetación deben preferiblemente ser más largos y colocar una maya metálica que deje pasar la luz.

El ciclo vital de las plantas generalmente coincide con las estaciones de modo que al utilizar vegetación de hoja caduca, las hojas se caen en inverno permitiendo la entrada de la radiación solar, mientras que durante el verano la impiden.

  • Arboles y vegetación: Plantar árboles o vegetación de hoja caduca, frente a la fachada sur refrescará el ambiente de manera inmediata y proyectará sombra sobre nuestro edificio.

Además si se diseña el perfil de las jambas de las puertas y las ventanas a 90° con respecto al plano de fachada, se reduciría también la entrada de radiación solar.

Estas soluciones se pueden aplicar en distintas facetas de la edificación, siendo muchas de ellas perfectamente válidas para los cerramientos, como la utilización de la vegetación. Es recomendable utilizar colores claros que reflejen la luz solar. Como ya sabemos la cubierta y las fachadas este y oeste también reciben un gran índice de radiación solar a lo largo del día, por lo que se procurará limitar la entrada de luz destinando los escasos huecos existentes a la ventilación y a la iluminación natural.

APROVECHAMIENTO CLIMÁTICO DEL SUELO

Tal y como hemos visto anteriormente el suelo tiene una gran inercia térmica, esto se traduce en que la temperatura de su interior a una determinada profundidad sea constante a lo largo de todo el año, un ejemplo donde se puede apreciar este fenómeno es en las cuevas. La temperatura del suelo siempre va a ser más baja que la temperatura ambiente en verano y más alta en invierno, sin embargo dependiendo de la profundidad y de la composición del mismo esta amortiguación de la temperatura puede ser de mayor o menor magnitud.

Aprovechamiento suelo

Imagen: Ejemplo de aprovechamiento de la inercia térmica del suelo. Fuente: vilssa.com 

Esta variación de la temperatura debido a la inercia térmica del terreno se puede apreciar en los locales inferiores de las edificaciones, en los sótanos por ejemplo la temperatura durante el verano es considerablemente más baja que en el exterior, sin embargo la humedad relativa es mucho mayor, así como la escasez de luz natural. Estos serían los dos grandes inconvenientes para realizar edificaciones totalmente enterradas.

Pese a las desventajas, esto no quiere decir que no sea factible.  Se pueden utilizar sistemas semienterrados en los que mediante una pendiente orientada al sur se permita mantener la fachada norte semienterrada o completamente enterrada. Añadiendo sistemas de ventilación adecuados y una superficie acristalada en la fachada sur podríamos conseguir la iluminación deseada y reducir la humedad.

A la hora de aplicar este principio podemos optar por diferentes soluciones constructivas que nos aporten una mejora en la eficiencia de nuestro edificio. Podemos enterrar parcialmente los cerramientos que no tengan suficiente radiación solar o colocar una capa de tierra sobre la cubierta que aportará un extra de aislamiento, esta sobrecarga deberá contemplarse en el dimensionamiento de la estructura.

CAPACIDAD CALORÍFICA E INERCIA TÉRMICA

La temperatura de un cuerpo está determinada por el aporte de calor que recibe el mismo. Pero este aumento de temperatura no es siempre igual, hemos visto los factores que influyen en el aumento y se ha podido constatar que no es igual en todos los casos. En el caso de los materiales esta variación es igual dependiendo de las características del mismo. Así pues podemos encontrarnos con materiales que aumentan rápidamente de temperatura o con los que tienen un aumento mucho más lento, estos últimos poseen una capacidad calorífica más elevada, siendo capaces de almacenar más calor por cada grado de temperatura que se le aporta.

Un concepto que debe se debe de comprender y tener presente es el de calor específico, viene definido por la cantidad de calor que se le debe suministrar a 1 Kg de masa para que éste eleve su temperatura en 1 °C y se mide en Kcal/Kg °C.

Ambos fenómenos son apreciables en una edificación si observamos el funcionamiento de los sistemas de calefacción tradicionales. Un radiador que ha necesitado un periodo de tiempo relativamente alto para conseguir alcanzar la temperatura de confort, una vez es desactivado la temperatura del local no baja de manera inmediata, reduciéndose de manera progresiva. A mayor escala, si nos fijamos en el comportamiento térmico de La Tierra, en dos fechas similares en cuanto a la posición con respecto al sol (los equinoccios) existe una diferencia de temperaturas considerable entre ambas debido a la acumulación de radiación solar en nuestro planeta, este fenómeno se conoce como inercia térmica y es clave en la concepción de los sistemas constructivos de este tipo de arquitectura.

En la arquitectura bioclimática, se utiliza este concepto para evitar que la edificación tenga una reacción rápida a la radiación solar, lo que se traduciría en un calentamiento rápido lo que sería beneficioso durante el día en épocas frías. Sin embargo, ésta reducida inercia térmica conlleva un enfriamiento de igual magnitud durante la noche.

Imagen: Temperatura exterior – interior de un material. Fuente: Barnacork.com

Si aplicamos un criterio de selección de sistemas constructivos que confieran a nuestra edificación una gran inercia térmica, este retardo aumenta, debido a que consiguen acumular el calor durante el día y deshacerse del mismo paulatinamente durante el periodo nocturno. Esto supondrá evitar cambios bruscos de temperatura y se mantendrá la temperatura de confort en el interior, con independencia de los valores externos de temperatura. Además, la variación de temperatura interior será menor que la que se produce en el exterior consiguiendo una amortiguación de la temperatura media en nuestra edificación.

CALOR DE VAPORIZACIÓN

Cuando un cuerpo pasa de estado liquido a gaseoso, necesita absorber una cantidad de calor, que adquiere de su entorno inmediato, enfriándolo. Por eso, los lugares donde hay agua están más frescos.

Las plantas están transpirando continuamente, eliminando agua en forma de vapor de agua lo que se traduce en que los espacios donde hay plantas estén más húmedos.

Calor de vaporización

Un ejemplo que puede servir para entender mejor este fenómeno sería el de un botijo, el agua permanece fresca a pesar de que haga calor, gracias a que el barro del que está fabricado es un material poroso y permite que atraviese el vapor de agua, por el fenómeno conocido como exhudación, la evaporación de parte del agua interior refresca la masa de agua del interior.Las partículas de agua con mayor inercia escapan del botijo, quedando en su interior las de una inercia más baja, reduciendo de este modo la temperatura media del agua que queda en el interior.