Energía solar pasiva

Resumen de una casa solar pasiva

La arquitectura basada en el uso de la energía solar pasiva aprovecha el emplazamiento, el clima y los materiales de un edificio para minimizar el uso de energía. Una casa solar pasiva bien diseñada, reduce los consumos de calefacción y refrigeración de la vivienda mediante estrategias de eficiencia energética con energía solar.

Aún teniendo muchas ventas, es muy importante evitar el sobredimensionamiento de los ventanales orientados al sur y asegurarse de que éstos estén debidamente sombreados en primavera y verano para evitar el sobrecalentamiento y el aumento de las cargas de refrigeración en dichas estaciones.

La eficiencia energética es lo primero

Antes de añadir elementos solares al diseño de una nueva casa o a una existente, hay que recordar que la eficiencia energética es la estrategia más rentable para reducir las facturas de calefacción y refrigeración. Es un hecho que soluciones como la energía solar pasiva, o la activa con autoconsumo, ayudan mucho a reducir el consumo energético de la vivienda, pero siempre debe analizarse y dimensionarse en su justa medida.

Por ese motivo, recomendamos siempre elegir profesionales con experiencia en el diseño y la construcción de casas energéticamente eficientes y trabajar activamente con ellos para optimizar la eficiencia energética de su casa.

Si lo que nos planteamos es remodelar una casa ya existente, el primer paso es realizar una auditoría energética de la casa para priorizar las mejoras de eficiencia energética más rentables.

Selección del emplazamiento

Si estás pensando en construir una nueva casa con energía solar pasiva, la fachada sur de tu casa debe tener una "vista" sin obstáculos del sol. Hay que visualizar bien los posibles futuros usos que pueden obstaculizar esa fachada al sur, como por ejemplo:

  • Los árboles que ahora son pequeños se convierten en árboles altos en unos años.
  • Un futuro edificio de varios pisos puede bloquear el acceso de su casa al sol.

Cómo funciona un diseño de casa solar pasiva

En términos sencillos, una casa solar pasiva recoge el calor cuando el sol brilla a través de las ventanas orientadas al sur y lo retiene en materiales que almacenan el calor, conocidos como masa térmica.

La parte del consumo de calefacción de la casa que el diseño solar pasivo puede cubrir se denomina fracción solar pasiva, y depende de la superficie de acristalamiento y de la cantidad de masa térmica. Como es lógico, la proporción ideal entre masa térmica y acristalamiento varía según el clima y el emplazamiento de la vivienda.

Elementos básicos de una casa con energía solar pasiva

Para tener éxito en el diseño de una casa con energía solar pasiva, esta debe incluir algunos elementos básicos que funcionen juntos:

  • Ventanas bien orientadas: Normalmente, lo recomendable es las ventanas deben estar orientadas a menos de 30 grados de desviación respecto al Sur y no deben recibir la sombra de otros edificios o árboles durante la temporada de necesidades de calefacción, desde las 9 de la mañana hasta las 3-4 de la tarde cada día. Durante la primavera y el verano, las ventanas deben estar a la sombra para evitar el sobrecalentamiento. También es importante mantener limpios los cristales de las ventanas.
  • Masa térmica. La masa térmica de una casa solar pasiva -por lo general, hormigón, ladrillo, piedra y baldosas- absorbe el calor de la luz solar durante la temporada de necesidades de calefacción y absorbe el calor del aire caliente de la casa durante la temporada de refrigeración. Debemos siempre de asegurarnos de que los objetos no bloquean la luz solar sobre los materiales que actúan como masa térmica.
  • Mecanismos de distribución. El calor solar se transfiere, desde el lugar donde se recoge y almacena, a las distintas zonas de la casa por conducción, convección y radiación. En algunas casas, podemos encontrar incluso pequeños ventiladores que ayudan a distribuir el calor aunque no es la solución más eficiente. La conducción se produce cuando el calor se mueve entre dos objetos que están en contacto directo, como cuando un suelo calentado por el sol calienta los pies. La convección es la transferencia de calor a través de un fluido, como el aire o el agua, y las casas solares pasivas suelen utilizar la convección para trasladar el aire de las zonas más cálidas al resto de la casa. La radiación es lo que se siente cuando se está junto a una estufa de leña o una ventana soleada y podemos sentir el calor. Los colores más oscuros absorben más calor que los claros (como cuando vestimos ropas oscuras y notamos más calor), y son una mejor opción para la masa térmica en las casas solares pasivas.
  • Estrategias de control. Los voladizos del tejado de tamaño adecuado pueden dar sombra a las ventanas verticales del sur durante los meses de verano. Otros métodos de control son los dispositivos electrónicos de detección, como un termostato diferencial que indique el encendido de un ventilador, las rejillas de ventilación, las persianas de baja emisividad, las persianas aislantes y los toldos.

Perfeccionar el diseño

Aunque sea conceptualmente simple, el éxito de una casa solar pasiva requiere que se equilibren una serie de detalles y variables. Un instalador experimentado puede utilizar un modelo informático para simular los detalles de una casa solar pasiva en diferentes configuraciones hasta que el diseño se adapte al emplazamiento, así como al presupuesto, las preferencias estéticas y los requisitos de rendimiento del propietario.

Algunos de los elementos que un diseñador de casas solares pasivas serían:

  • Aislamiento y sellado del aire
  • Ubicación de las ventanas, tipo de acristalamiento y sombreado de las mismas
  • Ubicación y tipo de masa térmica.
  • Sistemas auxiliares de calefacción y refrigeración.

El instalador encargado del diseño de la vivienda, tendrá que aplicar estos elementos utilizando técnicas de diseño solar pasivo que incluyen ganancia directa, ganancia indirecta y ganancia aislada.

Ganancia directa

En un diseño de ganancia directa, la luz solar entra en la casa a través de las ventanas orientadas al sur e incide en los suelos y/o paredes, que absorben y almacenan el calor solar. Cuando la habitación se enfría durante la noche, la masa térmica libera el calor en la casa.

Existen otras opciones, menos frecuentes, como por ejemplo la colocación de recipientes llenos de agua situados en el interior de la vivienda para absorber y almacenar el calor solar. Aunque el agua almacena el doble de calor que los materiales de mampostería por pie cúbico de volumen, el almacenamiento térmico de agua requiere un soporte estructural cuidadosamente diseñado. Una ventaja del almacenamiento térmico de agua es que puede instalarse en una vivienda existente si la estructura puede soportar el peso.

Ganancia indirecta (muro Trombe)

Ejemplo Muro Trombe

Una casa de ganancia indirecta tiene su almacenamiento térmico entre las ventanas orientadas al sur y los espacios habitables. El método de ganancia indirecta más común es el muro Trombe.

El muro trombe consiste en una pared de mampostería  en el lado sur de una casa y, una capa simple o doble de vidrio montada delante del muro de color oscuro que absorbe el calor solar, y que se almacena en la masa del muro. El calor circula a través de la pared y se irradia al espacio habitable.

Ganancia aislada (espacios solares)

El diseño más común de una casa solar pasiva con ganancia asilada es un espacio solar, que puede cerrarse, de la casa con puertas y ventanas. También conocido como cuarto de sol, habitación solar o solárium, un espacio solar puede incluirse en el diseño de una casa nueva o añadirse a una casa existente.

Los espacios solares no deben confundirse con los invernaderos, diseñados para cultivar plantas. Los espacios solares cumplen tres funciones principales: proporcionan calor auxiliar, un espacio soleado para cultivar plantas y una agradable zona de estar dentro de la vivienda.

Conclusiones:

Una casa solar pasiva es una excelente solución para un ahorro energético y uso eficiente de los recursos energéticos afines a una vivienda. Pero siempre debe ser realizado por diseñadores especializados en técnicas solares pasivas, debido a que requiere un estudio concienzudo de cada caso y con soluciones también particulares dependiendo si se trata de viviendas nuevas o remodelaciones.

José Alfonso Alonso Lorenzo

José Alfonso Alonso Lorenzo

Profesional Fotovoltaico desde 2006.

  • Ingeniero técnico Industrial por la Escuela Politécnica de Ferrol.
  • Experto en Solar Fotovoltaica por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de Madrid en 2009-2010.
  • Experto Profesional en Energía Fotovoltaica, por la UNED 2010-2011.
  • Gerente y Responsable de Compras en SunFields Europe desde 2010.
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