CONTROL DEL CLIMA POR MEDIOS CONSTRUCTIVOS.
-Modo de evitar las pérdidas de calor.
-Pérdidas de calor en edificios.
Calentamos las casas para no pasar frío, independientemente de la temperatura exterior. Es decir, si afuera hace más frío, la temperatura interior se mantiene igual, pero necesitamos más energía para mantener esta temperatura. Ello es porque la pérdida de calor es mayor a medida que aumenta la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, de manera que se pierde más calor y requerimos más energía para alcanzar una temperatura de confort al interior.
Ventanas
Las ventanas son responsables de hasta una cuarta parte de la energía total perdida, tanto a través de los cristales directamente como de pérdidas a través de cualquier agujero entre el marco de la ventana y la pared. Las ventanas con cristal (con un único cristal) son muy válidas porque permiten la entrada del calor desde una fuente cálida a una más fría. Cuanto mayor sea la ventana, más transmisión de calor se producirá; pérdidas de calor en invierno y beneficio solar en verano. Los cristales también pueden contribuir a la condensación durante el invierno ya que la humedad se condensa en la parte interior de la ventana. Se pueden ocasionar problemas de salud en caso de haber altos niveles de condensación, pues ello favorece les condiciones de proliferación de ácaros domésticos que pueden conducir a enfermedades de los bronquios como es el asma o alergias. Por ello, reducir los niveles de transmisión de calor a través de las ventanas tiene más de una ventaja.
Puertas
El número de puertas que dan a un balcón o al exterior es menor que el número de ventanas, de manera que su contribución en la transmisión de calor es menor. De todas maneras, se aplican los mismos principios tanto en puertas como en ventanas.
Paredes
Por las paredes es por donde se pierde más calor pues es el área más grande que se encuentra en contacto con el aire frío del exterior. Un ejemplo ilustrativo de la pérdida de calor es probablemente la pared de detrás de los radiadores de tu habitación. El radiador, que normalmente está muy cerca de la pared, emite calor no solamente hacia el espacio vacío de la habitación, sino también hacia la pared. Entonces la pared se calienta y el calor se pierde hacia fuera si no está bien aislada.
La pérdida de calor es mayor para una vivienda independiente (sol) porque tiene un mayor número de paredes exteriores y es menor para un piso porque éste forma parte de un bloque de pisos.
Tejado y suelos
Pueden ser responsables de hasta un 35% del total de las pérdidas energéticas. La cifra exacta depende de la tipología del edificio y de su nivel de aislamiento. La pérdida será menor en bloques de viviendas donde la mayoría de pisos tienen vecinos arriba y debajo con sistemas de calefacción y será mayor en casas unifamiliares.
-¿Cómo podemos evitar pérdidas de calor en climas frios?
Lo más habitual, es aprovechar al máximo la energía térmica del sol cuando el clima es frío, por ejemplo para calefacción y agua caliente sanitaria. Aprovechar el efecto invernadero de los cristales. Tener las mínimas pérdidas de calor (buen aislamiento térmico) si hay algún elemento calefactor.
Orientación
Con una orientación de los huecos acristalados al sur en el Hemisferio Norte, o al norte en el Hemisferio Sur, se capta mas radiación solar en invierno y menos en verano, aunque para las zonas más cálidas (con temperaturas promedio superiores a los 25 °C) es sustancialmente más conveniente colocar los acristalamientos en el sentido opuesto, esto es, dándole la espalda al ecuador; de esta forma en el Verano, la cara acristalada sólo será irradiada por el Sol en los primeros instantes del alba y en los últimos momentos del ocaso, y en el Invierno el Sol nunca bañará esta fachada, reduciendo el flujo calorífico al mínimo y permitiendo utilizar conceptos de diseño arquitectónico propios del uso del cristal.
Soleamiento y protección solar
Las ventanas con una adecuada protección solar alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menos radiación solar en verano, evitando el sobrecalentamiento de locales soleados.
Por el contrario, este efecto no es beneficioso en lugares fríos o durante el invierno, por eso, tradicionalmente, en lugares fríos las ventanas son más grandes que en los cálidos, están situadas en la cara exterior del muro y suelen tener miradores acristalados para potenciar la beneficiosa captación de la radiación solar.
Aislamiento térmico
Los muros gruesos retardan las variaciones de temperatura, debido a su Inercia térmica.
Un buen aislamiento térmico evita, en el invierno, la pérdida de calor por su protección con el exterior, y en verano la entrada de calor.
Ventilación cruzada
La diferencia de temperatura y presión entre dos estancias con orientaciones opuestas, genera una corriente de aire que facilita la ventilación.
Una buena ventilación es muy útil en climas cálidos húmedos, sin refrigeración mecánica, para mantener un adecuado confort higrotérmico. (ausencia de malestar térmico).
-Sistemas de refrigeración en climas cálidos.
Cuando hay una temperatura más alta de lo normal, recurrimos determinados sistemas de refrigeración.
Los sistemas de refrigeración actúan disminuyendo la energía térmica que está en forma de calor.
El Sistema de Refrigeración logra trasladar el calor de un lugar a otro, de esta manera, el lugar que tenia calor, al sustraerle el clima se enfría.
Los Sistemas de Refrigeración actualmente tienen muchas aplicaciones en los hogares como en las industrias y empresas buscando esencialmente la climatización, para alcanzar cierta temperatura que no se lograría sin estos sistemas.
-Captación de energía del entorno por sistemas.
-Evitar pérdidas de calor a través de los cerramientos.
Las perdidas de calor causan un gasto importante de calefacción, que puede evitarse claramente si atacamos el problema directamente. Uno de los lugares más frecuentes de perdida de calor son las ventanas. Aún en las mejores condiciones, el vidrio es un mal aislante.
Las soluciones posibles son varias. Una simple cortina mejora en mucho la situación. Claro que tiene que ser gruesa y permanecer cerrada.
Otra opción es colocar persianas exteriores y otro tipo de cerramiento adicional entre la ventana y el exterior. La mejora del aislamiento es evidente, además de que brinda privacidad.
Las dobles ventanas o las ventanas con cristales dobles son muy comunes en muchos lugares y aumentan claramente la eficiencia del aislamiento. La cámara de aire que queda entre los dos cristales puede ser sustituida en algunos casos por el gas argón, que tiene menor conductibilidad.
De acuerdo a nuestro presupuesto podemos optar por alguna de estas ideas, pero esta claro que es una inversión que tiene un retorno claro que el ahorro de calefacción.
-Evitar pérdidas de calor por ventilación no deseada.
A través de la carpintería: un modo sencillo para evitar filtraciones de aire por puertas y
ventanas es instalar carpinterías que garanticen un buen grado de hermeticidad. Esto no
solamente protege de las filtraciones de aire sino también del agua de lluvia.
-Puerta de entrada: Para evitar la excesiva ventilación a través de la puerta de entrada a
la vivienda, se debe hacer una entrada doble de modo que las dos puertas no se
encuentren una frente a otra.
- Hacer la entrada al edificio a través de un vestíbulo, invernadero o un porche cubierto
que generen un pequeño microclima a una temperatura intermedia entre el exterior y el
interior.
En el centro deberían de llevar a cabo estos procedimientos , ya que, hay una gran cantida, de ventilación no deseada debido a esto.
-Calentar el aire empleado para ventilación.
Aprovechar el calor de un elemento calefactor para calentar el aire. En el caso de disponer de suelos o muros radiantes resulta muy sencillo hacer pasar el aire de ventilación por dichas superficies para calentarlo. La ventaja de ventilar con aire caliente se compensa con el inconveniente de que nos supone un coste energético.
- Aprovechar el calor del subsuelo: calentando el aire de ventilación haciéndolo pasar por
tubos enterrados en el terreno, colocando los tubos de modo que el aire caliente, menos
denso, pueda subir. Los tubos deben ser de plástico para que la humedad del terreno no
haga descender la temperatura del aire. En terreno llano hay que colocar un pequeño
ventilador para favorecer la circulación del aire.
-Diseñar adecuadamente las superficies en contacto con el exterior, en especial las expuestas al viento.
La fachada es la primera barrera arquitectónica que protege el edificio de las agresiones externas, para ello debe tener aislamiento, ventilación e iluminación.
Con respecto a diseñar un edificio para las expuestas al viento debe tener los siguientes elementos:
- SOPORTE: Se apoya en la estructura del edificio y en lo que se denomina fachada de obra.
-SISTEMA DE ANCLAJE: Comprende tanto el anclaje de los perfiles al muro de fachada como el sistema de sujeción, ya sea visto u oculto, de las piezas a los perfiles.
-MATERIAL AISLANTE TÉRMICO: Suele ser proyectado de poliuretano y se realiza una vez instalado el sistema de anclaje.
-REVESTIMIENTO: Define la cara exterior del edificio. Se trata del conjunto de piezas que forman la fachada.
-CÁMARA VENTILADA EN TODA LA FACHADA: Se trata de una recirculación continua de aire en la cámara que se crea por la separación entre soporte y revestimiento, y cuya misión es impedir la penetración de agua de lluvia, evacuar la humedad y actuar como uno de los mejores aislamientos, tanto térmico como acústico.
MODO DE REFRIGERAR LOS EDIFICIOS.
-Ventilación y humidificación del aire.
En arquitectura se denomina ventilación a la renovación del aire del interior de una edificación mediante extracción o inyección de aire. La finalidad de la ventilación es:
- Asegurar la limpieza del aire no respirable.
- Asegurar la salubridad del aire, tanto el control de la humedad, concentraciones de gases o partículas en suspensión.
- Luchar contra los humos en caso de incendio.
- Dismunuir las concentraciones de gases o partículas a niveles adecuados para el funcionamiento de maquinaria o instalaciones.
- Proteger determinadas áreas de patógenos que puedan penetrar vía aire.
- Colaborar en el acondicionamiento térmico del edificio.
¿POR QUÉ HUMIDIFICAR?.
Una baja humedad relativa tiene efectos nocivos tanto sobre las personas como sobre los objetos. Durante los meses de invierno a medida que disminuye la temperatura exterior también disminuye abruptamente la humedad relativa interior al calefaccionar los ambientes.
La única forma de evitar estos problemas es estabilizando el ambiente o controlando la humedad relativa. Esta es una de las razones por las cuales el control de la humedad relativa se está convirtiendo en una parte muy importante de la calidad del aire interior. Esto quiere decir deshumidificar cuando el aire es muy húmedo y humidificar cuando se seca demasiado.
-Diseñar el edificio creando microclimas frescos.
Una forma de conseguir microclimas frescos en la casa es con los jardines verticales no sólo otorgan un valor estético, sino que añaden multitud de ventajas ambientales.
El jardín vertical consiste en tapizar muros y tejados con plantas que crecen sin ningún tipo de suelo, como hacen las epifitas, musgos... también llamadas plantas epifitas que usan de soporte a otras especies en lugar de enraizar al suelo. Para ello empleamos fibras sintéticas específicas adosadas a bastidores.
Una de las características más destacables de los jardines verticales es la ligereza de su peso, así como su óptima instalación en el exterior de edificios, incluso sometiéndose a diferentes climas.
De la mano de los jardines verticales, se confeccionan superficies vegetales que sirven de filtros de aire y reguladores térmicos, reduciendo hasta 8 grados la temperatura exterior y hasta 10 decibelios la contaminación acústica.
Aquí te dejamos un video donde explican como se hacen estos jardines verticales: http://www.youtube.com/watch?v=qv6w3cRW_Fs
Si el esto no se ha extendido más es debido al problema que a veces se genera cuando la planta enraíza en el muro o el tejado, socavándolos e incluso destruyéndolos.
Radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol.
-Modos de captar energía del entorno.
La posibilidad de acceder a la electricidad radica en el aprovechamiento de energías: solar, eólica, geotérmica y biomasa.
Estas energías alternativas tiene la capacidad de no contaminar el medio ambiente y no afectan por lo tanto a la sociedad.
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
Son fuentes de obtención de energías sin destrucción del medio ambiente, renovables,
que han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las últimas décadas.
Algunas de ellas son :
Eólica: producida por el movimiento del viento. La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire.Se obtiene a través de una turbinas eólicas son las que convierten la energía cinética del viento en electricidad por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico.
Solar : utiliza la radiación solar. La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.
Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Así mismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectores solares para generar electricidad.
Geotérmica : Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo. La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
Parte del calor interno de la Tierra (5.000 °C) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar.
El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que destacan el gradiente geotérmico y el calor radiogénico. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra"; y de thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".
Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos. La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.
Hidráulica: del aprovechamiento de la energía cinética y potencial de la caída del agua. La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad.
Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero para la que se necesita construir infraestructuras necesarias que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condiciones climatológic
La energía marina: energía renovable producida por las olas del mar, las mareas, la salinidad y las diferencias de temperatura del océano.
El actual modelo de desarrollo esta soportado por uso de energía convencional (hidráulica y combustibles fósiles no renovables).
-Captación solar pasiva.
La energía solar es la fuente principal de energía que ingresa en una edificación. Su captación se realiza aprovechando el propio diseño del edificio, y sin necesidad de utilizar sistemas mecánicos. La captación hace uso de efecto invernadero, según el cual la radiación penetra a través de vidrio, calentando los materiales dispuestos detrás suyo; el vidrio no deja escapar la radiación infrarroja emitida por estos materiales, por lo que queda confinada entonces en el recinto interior. Los materiales, calentados por la energía solar, guardan este calor y lo liberan, posteriormente, atendiendo a un retardo que depende de su inercia térmica. Para un mayor rendimiento, es aconsejable disponer de sistemas de aislamiento móviles (persianas, contraventanas, etc.). Los sistemas de captación pueden ser definidos por dos parámetros: rendimiento, o fracción de energía realmente aprovechada respecto a la que incide, y retardo, o tiempo que transcurre entre que la energía es almacenada y liberada. Hay varios tipos de sistemas:
• Sistemas directos. El sol penetra directamente a través del acristalamiento al interior del recinto. Es importante prever la existencia de masas térmicas de acumulación de calor en los lugares (suelo, paredes) donde incide la radiación. Son los sistemas de mayor rendimiento y de menor retardo.
• Sistemas indirectos. La captación la realiza directamente un elemento de almacenamiento dispuesto inmediatamente detrás del cristal (a unos pocos centímetros). En nuestro clima tropical no es conveniente utilizarlo. En el diseño de estos sistemas es importante considerar:
La existencia de suficiente masa térmica para la acumulación del calor dispuesta en las zonas de incidencia de radiación (si es que se desea), es necesario para nuestro clima utilizar elementos que eviten la captación solar
La orientación, obstáculos y sombreamientos de los espacios de captación, de tal manera que se minimice la captación de energía en invierno.
