CAPTACIÓN DEL AIRE

La captación del aire se realiza a través de mecanismos que funcionan como aberturas diseñadas específicamente para permitir el acceso del aire exterior al interior de la edificación, también se puede incluir a las ventanas como captadores de aire. Esta función puede ser desempeñada por los siguientes sistemas:

  •   Captación por ventiladores: se capta el aire exterior a través de un tubo por el que circula el aire hasta nuestro edificio, el ventilador de baja potencia fuerza la circulación del aire hacia el interior de la edificación, en caso de que el resto de aperturas estén cerradas, esto provoca un aumento de presión en el interior lo que dificulta la entrada de aire exterior por infiltraciones.

 

Este sistema es utilizado cuando no hay suficiente aire o en los casos en los que se den direcciones de vientos cambiantes, que dificulten la captación para la utilización de una ventilación natural, también podemos encontrarlo en los sistemas de captación subterránea o algunos tipos de torre de captación como veremos más adelante.

  •   Captación por rejillas: en las zonas en las que hay viento constante, mediante la colocación de unas rejillas en la fachada sur y sus correspondientes rejillas en la fachada norte se genera una buena circulación del aire. Se debe tener en cuenta que el tamaño de estas rejillas será menor para la fachada que recibe más viento, debido a que cuanto mayor sea la exposición al viento, más presión habrá.

 

  •   Captación por ventanas: lo principal a tener en cuenta cuando utilizamos estos sistemas para ventilación es que las hojas de la ventana no impidan el paso del aire, para evitar este tipo de inconveniente y lograr la mayor superficie de ventilación la mejor solución sería utilizando las carpinterías en “librillo”.

 

En el caso de ventanas tradicionales, lo recomendable es usar una ventilación a través de aletas de vidrio móviles, dirigiendo de este modo el flujo de aire. Este flujo es recomendable que se dirija durante el invierno hacia la parte superior y hacia el suelo durante el verano. Es aconsejable de nuevo el uso de contraventanas ya que nos permiten captar el aire cuando sopla de manera oblicua.

  •   Captación por voladizos y salientes: ya habíamos mencionado el efecto que tienen estos elementos en la edificación, al modificar la forma compacta del edificio oponen más resistencia al viento lo que impide el adecuado movimiento del aire en las ventanas que se encuentran debajo de ellos. Sin embargo, si realizamos pequeñas hendiduras en los voladizos se consigue modificar el espacio de presión que se crea en su parte inferior. Al igualar la presión el aire que tendía a ascender vuelve a su circulación normal permitiendo ventilar la parte inferior de los locales.

 

  •   Captación subterránea: es utilizada para modificar la temperatura del aire exterior mediante la inercia térmica del terreno. Son sistemas que suponen un ahorro energético considerable por lo que su utilización es muy recomendable. También conocido como “pozo canadiense”, ya que está muy extendido su uso en el país. Se puede conducir el aire de cuevas ya existentes como en el anterior caso o utilizar conductos enterrados que captan el aire a una distancia considerable de la edificación, como mínimo 10 metros.

 

En el caso de utilizar tubos, el diámetro de los mismos debe ser de entre 15 y 25 cm, dependiendo claro está de la longitud de los mismos. Se debe colocar una rejilla o malla que evite que puedan introducirse animales o insectos, además de procurar llevar un mantenimiento del sistema para evitar posibles obstrucciones. La profundidad a la que se deben enterrar los tubos no debería ser menor de 2 metros ya que a mayor profundidad la eficiencia de este sistema mejora considerablemente.

El problema de este sistema se plantea cuando no es posible ejecutarlo de una manera continua, no deben existir grandes codos que puedan frenar la circulación del aire o procurar que sean de un diámetro reducido, además si la edificación no está hermética se puede anular la circulación del aire, para solucionarlo se deben evitar la infiltraciones y utilizar un ventilador que aumente la presión.

  •   Captación por torre: se trata de dispositivos de captación situados en la parte superior de las viviendas, este sistema constructivo consiste en la ejecución de elementos que sobresalen por encima de la edificación y recogen el aire exterior.

 

Dependiendo de las características de la zona, principalmente de los vientos dominantes podremos encontrar variaciones en su ejecución. En los lugares donde los vientos son erráticos los captadores están formados por separaciones diagonales que permiten la captación de los vientos con indiferencia de donde provengan, mientras que las torres que se utilizan en las zonas donde los vientos siempre tienen la misma dirección presentan una apertura dirigida a esa dirección para captar el aire e introducirlo en el edificio.

SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL Y ENFRIAMIENTO

Como ya sabemos, los sistemas de ventilación tienen la función de renovar el aire que se encuentra en el interior de las edificaciones y para lograrlo se introduce aire fresco. No debemos olvidar que la humedad y la temperatura varían del exterior al interior del edificio, por lo que es necesario calentarlo, enfriarlo o humedecerlo. Tal y como vimos en el apartado en el que tratamos las pérdidas de calor, para un funcionamiento adecuado de nuestro sistema de ventilación, no deben existir infiltraciones en la envolvente de manera que esté lo más estanca posible.

 

Por lo tanto, en la arquitectura bioclimática la función de la ventilación se resume en los siguientes usos:

  •   Renovación del aire: se mejora la salubridad del ambiente interior, eliminando el aire viciado.
  •   Climatización: mediante la circulación del aire, por convección, se consigue reducir la temperatura ambiente y arrastrar el calor que se pueda almacenar en los paramentos, es especialmente útil en las épocas de más calor.
  •   Infiltraciones: evitar la ventilación no deseada reduciéndolas en su totalidad, suponen perdidas energéticas en nuestro edificio.
  •   Confort: el movimiento del aire disipa el calor del cuerpo lo que supone una mejora considerable en el confort de los usuarios.

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.

PÉRDIDAS DE CALOR EN LA EDIFICACIÓN

Como hemos visto, en una edificación se producen pérdidas de calor de diversas maneras. El calor se acumula en los cerramientos por radiación y discurre por el interior por convección. Reiterando el concepto, el calor tiende a escapar de la edificación es por ésta razón por la que se debe impedir su salida mediante los aislamientos térmicos. Sin embargo hay pérdidas insalvables, algunas de ellas evitables provocadas por filtraciones en los puentes térmicos, por conducción a través de los distintos paramentos o inevitables como las producidas durante la renovación del aire, siendo esta ultima necesaria para dotar de mayor salubridad al interior de la edificación. Dotar a la edificación de una correcta ventilación y así lograr una renovación del aire adecuada, es necesario y exigido por normativa.

Los puentes térmicos se producen en los puntos de refuerzo o en las juntas de los cerramientos generalmente cuando existe una discontinuidad en el material que los conforma, en los que su colocación o su forma varían, lo que supone una discontinuidad en la capa aislante. Se deben tratar como puntos singulares. Pueden existir puentes térmicos en cualquier elemento constructivo en contacto con el exterior por el que se pierda energía, por ello trataremos de reducir la superficie de los cerramientos en contacto con el exterior sobre todo de los que no reciban demasiada radiación solar.

Habría que hacer especial hincapié en el caso de las cubiertas, tras realizar estudios de termografía se ha comprobado que es junto con las carpinterías donde se producen las mayores pérdidas energéticas en la edificación. Si en los sumideros o en las juntas de dilatación no está bien colocado el aislamiento se producen filtraciones y éstas generan patologías, además de permitir que escape el calor.

Como se ha mencionado al inicio, para que una edificación sea salubre requiere un ritmo adecuado de renovación del aire interior. Para renovarlo se necesita aire del exterior que se encuentra a una temperatura distinta a la del aire interior de nuestra edificación, lo que dependiendo de la época del año se traduce en pérdidas o ganancias caloríficas.

Una solución para evitar estos problemas es conseguir que la temperatura del aire que utilicemos para la ventilación sea constante, para lograrlo se pueden utilizar sistemas en los que teniendo en cuenta la dirección de los vientos dominantes, se recoja ese aire e impulsándolo a través de tubos enterrados por los que discurre el aire de renovación lleguen hasta la edificación. De este modo reducirán o aumentarán la temperatura gracias a la inercia térmica del terreno, que mantiene una temperatura constante durante todo el año. Este sistema geotérmico de tubos refrigerantes, en combinación con la chimenea solar genera un acondicionamiento natural excelente, siendo recomendable si se va a ejecutar en edificios de dimensiones considerables utilizar un ventilador que favorezca el movimiento del aire combinado con un sistema de domótica que controle el correcto funcionamiento o detecte posibles inconvenientes. La entrada del aire debe estar cubierta para evitar la entrada de insectos.

En el caso de no utilizarse este tipo de sistemas, para lograr una ventilación adecuada, desde el punto de vista energético, debe existir un equilibrio entre la ventilación que se requiere y las pérdidas admisibles.

Perdidas

Imagen: Porcentaje de pérdidas de calor en una vivienda. Fuente: todochimeneas.com

En la climatización tradicional el aire de un edificio se renueva completamente cada hora, pudiendo reducirse esa cantidad para evitar pérdidas de calor, sin embargo, aunque se reduzca al mínimo la ventilación o se utilicen estos sistemas, en las carpinterías las pérdidas de calor se incrementan cuando se producen vientos fríos, si hay una baja estanqueidad se producirán infiltraciones, el punto donde suelen producirse las mayores pérdidas suelen serlas cajas de las persianas. Se debe procurar utilizar aquellas que incorporen rotura de puente térmico y además asegurar una correcta ejecución de las juntas de cierre.

Es aconsejable incluso la utilización de doble carpintería, por ejemplo para la puerta de entrada, utilizar dos puertas sin que se encuentren una enfrente de la otra como un vestíbulo y en el caso de las ventanas, siempre y cuando la exterior tenga rotura de puente térmico y doble acristalamiento. En el caso de optar por utilizar un vestíbulo en la entrada sería aconsejable acristalarlo de manera que se genere una especie de invernadero o porche cubierto en el que se crea un clima intermedio entre la temperatura exterior y la interior. Otra solución que limita al mínimo el intercambio de aire con el exterior serían las puertas giratorias manuales, además no consumen energía.

Respecto a la exposición al viento, cuando la edificación tenga  una gran superficie de contacto con el exterior se produce un intercambio de calor mayor,  agravado por el fenómeno de convección forzada, el cual hace que los cerramientos exteriores pierdan calor a un ritmo mayor. Se debe tener en cuenta a la hora de realizar el diseño, reducir la superficie en contacto, enterrar o semienterrar la edificación y elegir la ubicación o utilizar barreras naturales como vegetación para lograr así que la resistencia que opone al viento el edificio sea menor. Otra solución es curvar la superficie de contacto de los cerramientos que estén orientados al norte para reducir el rozamiento o inclinar la cubierta hacia la dirección del viento de este modo los vientos se desplazan por encima.