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Cuaderno
Cuaderno Ecológicos nº 16
“Arquitectura
solar pasiva”,
uso eficiente de la
energía solar en
nuestros hogares
Consejos para proyectos
de viviendas y para
viviendas construidas
El uso más antiguo de la energía solar
consiste en beneficiarse del aporte directo
de la radiación solar, o lo que es lo mismo, el
aprovechamiento de la energía solar de
forma directa, sin transformarla en otro
tipo de energía para su utilización. Dicho de
otro modo, es usar la energía solar sin
recurrir a sistemas mecánicos ni aporte
externo de energía, aunque puede ser
complementada por ellos, por ejemplo para
su regulación. y es la llamada energía solar
pasiva.
Textos:
Joel LLorens
José Ramón Mendoza
Nuestro agradecimiento a Jaimie Benyei,
concejal de Guadalix de la Sierra y pionero de la
Arquitectira solar pasiva en la sierra madrileña.
Este ejemplar de Cuadernos ecológicos está
impreso en papel ecológico
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Cuadernos Ecológicos nº 16
¿Qué es la arquitectura solar
pasiva?
La “Arquitectura solar pasiva” es un término
que describe el uso eficiente de la energía
solar en los edificios, maximizando el bienestar
en su interior y minimizando el uso de sistemas
de climatización. Este tipo de arquitectura
ayuda a combatir el calentamiento global de
nuestro planeta.
El aprovechamiento eficiente de la energía
solar en nuestros edificios combate el
calentamiento global.
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La ubicación en el terreno, los materiales
empleados para la construcción, la morfología y la
orientación del edificio son algunos de los
aspectos que este tipo de arquitectura aborda.
Adoptando
unos
sencillos
consejos
podemos
lograr un importante ahorro energético.
La arquitectura solar pasiva determina
el
diseño de los edificios con el fin de que éstos
capten esta energía solar a través de la misma
estructura. No se trata de hacer grandes
inversiones, solo hay que hacer que nuestras
viviendas aprovechen al máximo la energía solar.
La arquitectura solar pasiva consiste en volcar
el diseño del edificio hacia la captación de la
energía solar por medio de la propia estructura normalmente las paredes, las ventanas y los
suelos. No hay nada mas que los elementos
constructivos para conducir el calor solar hacia el
interior del edificio- ni bombas, ni agua, ni
electricidad.
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No hay ruidos ni circuitos. No hay patentes por
medio,
ni
elementos
de
alta
tecnología.
Simplemente el ladrillo, el hormigón, la piedra o el
adobe y la ventana.
Al atravesar el cristal, la radiación solar se
transforma de onda corta a onda larga, y no
puede salir de nuevo, es el denominado efecto
invernadero. Además, al ser una superficie de
captación vertical, el ángulo solar es más directo
(y así mas intenso) en invierno, y más oblicuo
(menos intenso) en el verano.
Así pues, una vez construido, un edificio bien
orientado recibe el máximo calor solar justo
cuando más lo necesita y lo hace directamente,
sin tecnología intermedia.
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¿Qué logramos con la arquitectura
solar pasiva?
Ahorrar en nuestras facturas energéticas.
Teniendo en cuenta el incremento de presión a
la que sometemos a los recursos naturales,
desde un punto de vista de economía doméstica
interesa adoptar medidas de ahorro como es el
caso de este tipo de arquitectura. La presión
además es cada vez mayor (aumento de la
población mundial), con lo que es previsible que
los consumos y los costes de las energías se
incrementen progresivamente.
La pequeña inversión que hay que hacer en un
diseño solar pasivo (aproximadamente un 5% del
valor total de la construcción de un edificio
nuevo)
es
rápidamente
amortizada
con
el
consiguiente ahorro energético y de producción
de gases de efecto invernadero.
Así, desde una perspectiva puramente egoísta,
la arquitectura solar nos proporciona un gran
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ahorro, incluso hoy en día con los costes
energéticos muy bajos. Teniendo en cuenta que
al paso actual de explotación y consumo, se
puede prever con toda seguridad la escasez y
masivo
encarecimiento
de
los
productos
petrolíferos dentro de los próximos 20 años,
este ahorro será cada vez más grande.
Esto supone la amortizacíon del sobrecoste de
la instalación en (aprox. 5,5% del coste total de
la construcción) en torno a los 8 años.
=
El ahorro energético en nuestros
hogares, además de ayudar a combatir
el calentamiento global, se traduce
rápidamente en un ahorro económico.
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También logramos una menor dependencia de
las fuentes de energía compradas, con lo que
aumentamos nuestra calidad de vida, un menor
coste de la vida supone en general un aumento
de aquélla y rebajamos nuestra dependencia de
las grandes empresas eléctricas.
Distribución del gasto energético doméstico
8%
15%
calefacción
electricidad
57%
20%
agua caliente
cocinar
Como se observa en este gráfico, la calefacción es el gasto
energético más importante que tiene un hogar en nuestra
franja de latitud.
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Finalmente y teniendo en cuenta que el consumo
energético a partir de combustibles fósiles
(petróleo,
carbón,
gas…)
es
el
principal
responsable del efecto invernadero en nuestro
planeta, el ahorro energético se transforma en
una cuestión de solidaridad.
Dado que el consumo de energía es el responsable
de 70% del efecto invernadero, el limar al mínimo
el 57% de ese consumo en la casa es un
gigantesco paso adelante. En un edificio de la
sierra madrileñas se ha constatado un ahorro
anual de más de 1.650 Kg. de propano o 2.340 l de
gasóleo, lo que equivale a 7,3 toneladas de CO2.
También, cada edificio con estas características
es un testigo irrefutable y fuente de inspiración
para otros. En Odeillo (Francia), por ejemplo, mas
de 20 apartamentos y casas aisladas han seguido
el ejemplo del prototipo Trombe-Michel. Ojalá
que este fuera el caso también en cualquier
pueblo de la Peninsula Ibérica.
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Cualquier pequeño ahorro en este sentido se
traduce en un gran paso hacia la protección de
nuestro planeta y hacia la protección también de
las generaciones futuras, puesto que heredarán
de nosotros un medio ambiente más sano, menos
contaminado. Se trata de una responsabilidad
colectiva que no podemos eludir.
¿Qué elementos tiene en cuenta la
arquitectura solar pasiva?
La elección del terreno o parcela: si tenemos
la posibilidad, debemos elegir un terreno en el
que no recibamos sombras de otros edificios o
elementos contiguos (en el caso de zonas muy
calurosas, sería el caso contrario, es decir,
podría ser interesante que otros edificios o
elementos contiguos proyectaran sombras sobre
nuestro edificio). Existe la posibilidad también
de jugar con elementos como árboles de hoja
caduca, que en verano nos ofrecerán sombra con
sus hojas y en invierno, cuando éstas caigan,
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permitirán que nuestra casa reciba el calor del
sol.
Por último, si nuestro edificio está resguardado
por
detrás
(no
por
la
fachada
principal
orientada al sur) por otro edificio o por un
accidente geográfico, nos puede proteger del
viento y por consiguiente ayuda a conservar el
calor de la casa.
La orientación del edificio: en el caso de
nuestro hemisferio y nuestra franja de latitud,
la orientación ideal es la que presenta un muro
principal o fachada con ventanales orientado al
sur. En el resto de fachadas del edificio -y
especialmente la norte- se disponen pocas
ventanas y de menor tamaño que las de la
principal, para evitar que por éstas se escape el
calor.
La morfología del edificio: el uso de aleros o
cornisas permiten un control selectivo de la
entrada del sol en nuestras casas. La radiación
no incide con la misma inclinación durante el año:
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en verano, cuando los rayos solares caen más
perpendiculares, los aleros o cornisas evitan la
entrada de esta energía al interior de la
vivienda.
Por el contrario, en invierno, cuando se hace
necesario que esta misma energía entre en la
vivienda y al incidir los rayos más inclinados
sobre la superficie terrestre, los aleros o
cornisas no afectan permitiendo que estos
mismos rayos entren por las ventanas verticales
y calienten los muros de la vivienda.
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Verano
Invierno
Los elementos arquitectónicos como los aleros logran un
calentamiento selectivo del interior de nuestras viviendas.
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Como dato podemos recoger que el ángulo de
incidencia de la radiación solar en diferentes
estaciones del año en Madrid es:
Latitud
Madrid
40°,26
Incidencia
Incidencia
solar 21 de
solar 21 de
diciembre*
junio*
27º
73º
*Ángulo de incidencia solar a las 12:00 del mediodía
(hora solar)
Los materiales de construcción: para regular la
falta o el exceso de calor en la vivienda, es
necesario que los muros estén bien aislados. Los
muros acumulan calor durante el día y la van
desprendiendo progresivamente durante la noche,
a medida que baja la temperatura del interior de
la vivienda. Así pues los muros bien aislados
funcionan como “acumuladores de calor”. En días
calurosos, cuando el interior de nuestra vivienda
tenga temperaturas muy elevadas, los muros
absorberán este exceso de calor.
Cuanto mayor grosor tengan los muros, más
ayudarán
a
amortiguar
las
temperaturas
extremas.
¿Qué
elementos
podemos
utilizar
arquitectónicos
para
captar
energía solar?
Los siguientes elementos son algunos de los que
nos brinda la arquitectura solar pasiva con el
objetivo de captar energía solar.
Colocación
de
invernaderos
en
la
fachada
orientada al sur.
Adosando in invernadero a la fachada principal,
logramos captar y acumular gran cantidad de
calor. Este calor se irá distribuyendo por el resto
de la casa mediante convección.
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Muro calefactor en forma de nido de abejas.
Mediante unos muros de hormigón hexagonales se
logra una discriminación en la captación de
energía solar, según se trate de invierno o verano.
También debido al distinto ángulo de incidencia
de los rayos solares en las distintas estaciones,
estos muros hexagonales permiten la entrada y la
transmisión o no del calor.
Muro Trombe.
Se trata de un muro de color oscuro (en la
fachada orientada al sur) al que se le adosa un
cristal para crear un efecto invernadero con la
energía incidente. Tanto el muro como el cristal
tienen
unos
conductos
que
se
configuran
dependiendo de si sobra a falta calor, estos
conductos comunican cristal muro e interior de
vivienda; en verano, estos conductos generan
corrientes que refrescan el interior de la
vivienda y facilitan la renovación del aire. En
invierno, estos conductos generan corrientes
cálidas que entran en esta misma vivienda,
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aprovechando
que
el
aire
caliente
sube
y
desplazando el aire frío del interior de la vivienda
hacia el interior.
¿Qué podemos hacer si nuestro
proyecto de vivienda no se basa en
la arquitectura solar pasiva?
Con algunos consejos sencillos, podemos mejorar
la
eficiencia
de
nuestras
viviendas;
vamos
primero a analizar la orientación de nuestra
vivienda siguiendo unas pautas muy sencillas:
Como ya se ha visto anteriormente, lo ideal es que
las viviendas estén orientadas teniendo en cuenta
criterios geográficos (orientadas al sur), para
aprovechar al máximo la energía solar, pero no
siempre es así, muy a menudo, las construcciones
se
orientan
urbanístico,
en
la
base
a
criterios
disponibilidad
de
como
el
suelo,
o
simplemente los edificios se levantan en zonas
con una alta densidad constructiva, con lo que aún
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estando bien orientados, quedan escondidos por
construcciones ya existentes. Esto supone que los
edificios adyacentes proyectan sombras sobre
nuestra vivienda, con lo que se hace complicado
aprovechar esta energía solar.
Cuando la densidad urbana es alta, los
edificios más altos impiden que la energía
solar incida en otros edificios, haciendo
complicado el aprovechamiento de esta
misma energía.
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Como análisis de partida de la situación de
nuestra vivienda, podemos observar por qué
ventanas y a qué hora entra la luz solar dentro.
Podemos establecer las siguientes premisas:
•
Las fachadas orientadas al sur son las que
recibirán más horas de sol.
•
Por el contrario, las fachadas orientadas al
norte no recibirán luz solar directa en ninguna
estación del año.
•
Las fachadas orientadas al este recibirán sol
sólo por las mañanas.
•
Las orientadas al oeste recibirán sol por las
tardes.
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Una vez analizada la ubicación y la
orientación
de
nuestra
vivienda
¿qué podemos hacer para mejorar
la captación de la energía solar?
En Invierno. En aquellas ventanas de nuestra
casa en las que entre luz solar, conviene abrir las
cortinas para captar el máximo de energía
calorífica. Por el contrario, en aquellas ventanas
en las que no entre el sol, conviene cerrar
cortinas para evitar que se escape calor de la
vivienda.
Para facilitar la acumulación en forma de calor,
conviene hacer uso de decoración de colores
oscuros (los colores oscuros absorben más calor
que los claros). Por ejemplo, para almacenar calor,
podemos colocar sillones, tresillos, mesas, cerca
de las ventanas por las que entre el sol (para que
incida sobre ellos directamente), de esta manera
y a través de sus masas funcionarán como
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depósitos
de
calor,
progresivamente
a
el
cual
medida
irán
que
soltando
baje
la
temperatura del interior de la vivienda.
Por
las
noches.
estaciones
más
Por las noches y en las
frías,
conviene
cerrar
las
ventanas con persianas y colocar cortinas, esto
evitará la pérdida de calor por los cristales, que
son muy buenos transmisores del calor y por los
cuales solemos tener las mayores pérdidas de
nuestra casa.
En verano. Conviene hacer lo contrario que en
invierno: cerraremos las cortinas para evitar al
máximo la entrada de radiación solar, incluso
podemos cerrar las persianas de la fachada
orientada al sol.
Al contrario que en invierno, con una decoración
de colores claros evitaremos la acumulación
excesiva de calor. Los colores claros reflejan más
las radiaciones solares que los oscuros.
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Como evitar el sobrecalentamiento de verano
En teoría, el ángulo solar en Julio-Agosto es tan
oblicuo a la fachada sur que apenas incide sobre
ella. Sin embargo, si se nota que cualquier aporte,
por mínimo que sea, aumenta la temperatura
ambiental dentro de la casa. La solución es muy
sencilla: tapar los muros acumuladores; por
ejemplo colocando malla sombreadora de color
oscuro (verde o negro) por encima de estos muros
en Junio, solucionando un problema con un coste
muy bajo (unos 4€/m2), y un efecto visual
prácticamente inapreciable.
Otras soluciones incluyen una 'parra vírgen',
lamas esbeltas de madera o de metal y toldos.
Para que el alero o toldo de una casa eche una
sombra sobre toda la fachada en el solsticio del
verano (22 Junio) en la latitud 40º, necesita un
vuelo horizontal equivalente al 33% de la altura
del muro que se quiere sombrear. Así, un muro de
dos plantas (6m) requiere un vuelo de 2m para
sombrearse completamente.
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Alguna bibliografía
Aburto Baselga, R. Proyecto de Vivienda Solar
Aislada. Colegio de Arquitectos de Madrid, 1993
Alexander, C, et. al. A Pattern Language Oxford
University Press, Nueva York, 1977
Comite D'Action Pour le Solaire. Maisons SolairesMaisons D'Aujourd'hiu. AFME, Paris, 1990
Mazria, E. El Libro de la Energía Solar Pasiva. G.Gili,
Barcelona, 1985
McPhillips, M. Viviendas con Energía Solar Pasiva. G.
Gili, Mexico 1985
Yañez, G. Arquitectura Solar. MOPU, 1988
Algunas direcciones de Internet interesantes
para ampliar información sobre arquitectura
solar pasiva y otros temas relacionados:
http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_solar_pasiva
http://www.solarpedia.es/index.php/Arquitectura_Solar_Pasiva
http://passivesolar.sustainablesources.com/
http://www.sitiosolar.com/arquitecturasolarpasiva.htm
http://www.mma.es/portal/secciones/cambio_climatico/
http://ec.europa.eu/environment/climat/home_en.htm
www.benyei.org/Solar/trombe.htm#TARGET3
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