#8 Diseño Bioclimático: Orientación y protección solar
#8 Diseño Bioclimático: Orientación y protección solar
El sol brilla para todas/os.
El sector de la construcción implica grandes consumos de energía. Por ello la importancia de construir en armonía con el clima del lugar.
Justamente esa es la búsqueda del Diseño Bioclimático.
Generar espacios que se acerquen a las condiciones de confort de una manera natural. Priorizando la calidad ambiental, salud y bienestar. Aprovechando los recursos naturales y cuidando nuestro gran hogar: nuestro planeta.
Esta semana escribe como invitado Juan de la Cruz, ingeniero civil que desde hace varios años se encontró con la especialidad de arquitectura y sustentabilidad.
Desde aquel momento ha seguido capacitándose en diseño y construcción bioclimática aplicando diversas técnicas en esta línea en sus obras.
Compartimos con Juan, y otros técnicos, en la red de profesionales especializados en bioconstrucción “Bioconstrucción Futura”.
Juan conoce muy bien este tema y recientemente ha lanzado a la red un curso online sobre orientación y protección solar, llamado “Desafío Bioclimático”.
Espero este artículo te ayude a introducirte en este indispensable tema, que si lo analizas bien, tiene mucho de sentido común.
El primer paso en el Diseño Bioclimático es reconocer que no es lo mismo construir en una parte del planeta que en otra.
Debemos estudiar el clima de la región: soleamiento, humedad, precipitaciones, temperatura, viento, orografía y vegetación.
A partir este análisis, encontraremos estrategias de diseño favorables para ese sitio en particular.
La bioconstrucción tiene como una de sus referencias los métodos ancestrales de construcción, destacándose su sencillez, la adaptación al clima de lugar y el uso de los recursos disponibles en cada lugar.
El Diseño Bioclimático toma estas técnicas, las estudia, mide y modela para comprender la esencia que hay detrás de ellas. De este modo, valorarlas, pulirlas y aplicarlas con la tecnología con la que contamos hoy en día.
Para tomar dimensión de la importancia de las estrategias del Diseño Bioclimático podemos considerar que:
Con una adecuada orientación podemos alcanzar un 30% de ahorro energético.
Una correcta aislación térmica, un ahorro de un 50%.
Con la incorporación de sistemas pasivos de climatización un 90% de ahorro energético.
Estos valores se traducen directamente en el ahorro de los servicios, pero sin duda, los beneficios no son únicamente económicos, sino que lo más preciado, es que nos permiten generar ambientes donde se respira salud, alegría y bienestar.
Formación recomendada.
Curso práctico sobre orientación y protección solar para proyectos con enfoque y estrategia de diseño bioclimático.
Módulo 1: Introducción al diseño bioclimático.
Módulo 2: El sol y la tierra.
Trayectoria solar diaria y anual. Vista geocéntrica y heliocéntrica. Duración del día y la noche en distintos puntos del planeta. Inclinación de los rayos solares según el momento del año.
Módulo 3: Medio día solar.
Diferencia entre hora local y hora solar. Experimento de campo para determinar medio día solar y norte geográfico. Norte magnético y verdadero.
Módulo 4: Carta solar.
Variación de la latitud solar a lo largo de las estaciones. Trazado de una carta solar según la ubicación donde nos encontramos. Aplicación el el diseño bioclimático.
Módulo 5: Vivienda en dos niveles.
Ubicación geográfica. Planimetría. Detalles, recorrido interior de la vivienda. Estudio de las estrategias de orientación y protección solar incorporadas.
Módulo 6: Aleros y trayectoria solar.
Trayectoria solar en 3D. Tipos de protecciones solares. Estudios de sombras. Diseño paso a paso de un alero. Método del equilibrio.
Módulo 7: Vivienda bioclimática.
Planos y detalles. Gestación del proyecto. Orientación de habitaciones y fachadas. Captación solar. Calefactores solares. Pérgola bioclimática.
Módulo 8: Protección solar tipo “pico”.
Estudio de una cabaña ya construida. Análisis inicial y condiciones a mejorar. Asoleamiento y disenõ de protección solar en 3D usando la carta solar.
Módulo 9: Protección solar tipo “pantalla”.
En qué orientación conviene utilizarla. Cómo dimensionarla. Ejemplo de aplicación con carta solar.
Módulo 10: Cabaña bioclimática
Estrategias adoptadas: aislación, calefacción solar, paneles fotovoltaicos, termotanque solar y estufa de masa térmica.
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Cómo beneficiarnos de la posición del sol
Una de las herramientas más importantes del Diseño Bioclimático es el cambio de posición que va teniendo el sol durante el año.
Para poder beneficiarnos de este movimiento, debemos comprender su trayectoria a lo largo de las estaciones.
Para ello, es importante conocer la rotación y traslación de la Tierra, y de esta manera entender el movimiento cíclico del sol que disfrutamos a diario y entender la sucesión de amaneceres, atardeceres, solsticios y equinoccios.
Vemos como la inclinación de la Tierra sobre su propio eje produce que lo días y las noches no duren lo mismo, y que los rayos inciden con distintos valores angulares en distintos días y épocas del año.
Puede ver este vídeo donde se explica esto en detalle.
Cuando salimos a caminar en la mañana, el largo de la sombra varía de ser, varias veces nuestra altura, para luego, prácticamente desaparecer a medida que nos acercamos al medio día.
Basándonos en este cambio de posición, aplicamos un experimento usando un simple bastón, con el que determinamos el “medio día solar” y la orientación Norte-Sur.
Esta orientación trazada, vemos que no coincide exactamente con el Norte magnético, pero que para usos aproximados podemos aplicarlo en campo de una manera muy sencilla y eficaz.
Estudiamos la diferencia entre “hora local” y “hora solar”, y cómo surgen los husos horarios para ajustar el desempeño de nuestros días a partir de una hora de referencia global.
Carta solar: qué es y cómo se usa
En Diseño Bioclimático contamos con una herramienta que nos permite determinar, para cada día del año, la posición que va adoptando el sol a medida que pasan las horas y las estaciones.
Este diagrama se llama “CARTA SOLAR”.
Una vez más viajamos al espacio para comprender cómo varía la trayectoria solar según la ubicación en la que nos encontramos y cómo influye este cambio de posición en la forma de la gráfica.
Vemos de qué manera obtener y descargar el diagrama correspondiente a nuestra zona de residencia y así contar con una herramienta práctica para el diseño de nuestras obras.
Es posible estudiar paso a paso distintas aplicaciones de la Carta, basándonos en proyectos concretos, comenzando por el diseño, materialización y finalmente analizando la trayectoria solar del modelo adoptado.
Cómo lograr confort de una manera natural
¿Podemos decir que una determinada orientación es favorable? No a priori.
Si nos encontramos en un terreno frente al mar, indudablemente la orientación para abrirnos y disfrutar del paisaje será hacia el océano.
Si hablamos de captar energía solar, la orientación buscada será la que mire hacia ecuador, ya que es la que cuenta con mayor cantidad de horas de sol durante el día.
Es muy importante entender la diferencia entre una “fachada principal” y una “fachada óptima”. Estas no siempre coinciden y de cara a un diseño bioclimático debemos privilegiar la “fachada óptima”.
Por otro lado, dependiendo del uso de la habitación dentro de la vivienda, será el horario en que generalmente lo habitamos.
No es lo mismo un dormitorio, un comedor, una cocina o una oficina.
Sentir el sol en invierno al despertar, al desayunar, en las tardes al jugar, estudiar o trabajar; mejora visiblemente nuestro rendimiento, armonía y felicidad.
Basándonos en el Diseño Bioclimático, estudiamos la incidencia solar en cada una de las orientaciones.
Es importante entender porqué es tan buscada la fachada que mira al ecuador para ubicar los dispositivos de captación solar, el escaso asoleamiento en el este y oeste y la particularidad de la cara ubicada en dirección opuesta al ecuador.
Disponemos incluso de incluso de programa de diseño para dibujar un bloque en tres dimensiones y determinar las orientaciones en las que es necesaria la incorporación de protección.
Al ir variando la geometría y ubicación de los aleros comprendemos rápidamente los beneficios de una protección solar bien dimensionada.
En algunas latitudes es necesario evitar el ingreso de la radiación durante todo el año, en otros sólo en determinados meses y en otros el clima es tal, que buscaremos abrirnos permanentemente para maximizar la ganancia solar.
De esta manera, en lugares con marcados inviernos y veranos, logramos que el sol ingrese durante los días fríos para calefaccionar (posición baja sobre el horizonte), y luego en los días con mayor temperatura, la misma protección proyecta sombra cubriendo la totalidad de la abertura. (Sol con elevada inclinación).
Ejemplos concretos de aplicación
El Diseño Bioclimático nos permite ir variando en simultáneo la geometría de las aberturas y la protección solar y conseguir armonía en estética y funcionalidad.
El requerimiento de protección para ventanas horizontales y verticales varía significativamente.
En los casos de poca altura, prácticamente es suficiente con el mismo dintel, y en los más esbeltos el vuelo necesario es considerablemente mayor.
Estudiamos el caso de una cabaña que ya estaba construida. Evaluamos la situación inicial de asoleamiento, y por medio de la carta solar diseñamos una protección tipo “pico”.
En otro proyecto, analizamos una abertura con orientación Oeste.
Del mismo modo, de la mano de la Carta, determinamos la ubicación y geometría de una protección tipo pantalla.
Para estudiar el resultado, filmamos el recorrido solar y vemos como la sombra se va desplazando hasta cubrir completamente la abertura. Interesante el juego de luces y sombras que se genera, semejante al paso de un eclipse solar.
No se trata de diseñar un proyecto y después ver qué orientación elijo o de qué manera me protejo del sol. Debemos trabajarlo en conjunto, desde la gestación, consiguiendo de este modo, que sea parte integral de la casa.
Existen muchas estrategias para protegernos del sol.
Dependerá del clima del lugar, de los recursos con los que contemos, de los hábitos de las personas, del destino de la construcción, de la impronta estética que queramos darle… ¡Sin dudas el límite es la imaginación!
Desde Desafío Bioclimático queremos ayudarte a descubrir este apasionante mundo del Diseño Bioclimático, donde se encuentran clima, diseño y construcción.
¡Nos vemos en el Curso!