Ganancia de Calor solar a Través de Ventanas

Arquitectura Bioclimatica

Esta herramienta calcula la Ganancia de Calor Solar a Través de Ventanas verticales en latitudes templadas. Por favor, lea las instrucciones importantes, notas y páginas de preguntas frecuentes antes de utilizar esta herramienta. http://www.susdesign.com/windowheatgain/

Ganancia Directa Difundida

Arquitectura Bioclimatica - Ganancia Directa

Cuando hablamos de Difundida es Extender la Radiación (propagación de energía) ganada por el espacio en todas las direcciones. El Uso de vidrios difusores, traslúcidos tendrá el efecto de difundir la radiación solar incidente a través de toda la habitación.

 De este modo el acumulador térmico principal puede ubicarse sin las limitaciones impuestas por los sistemas de ganancia directa no difundida.

Esta uniforme distribución de la energía solar dará por resultado temperaturas de superficie mas baja de la masa térmica y entonces reducirá las fluctaciones de la temperatura del aire dentro de la habitación.

Se requiere un coeficiente de absorción en techos, paredes y piso alto de 0.9 a 0.8

Coeficiente de absorción o de atenuación se define como el cociente entre la energía absorbida y la energía incidente por una superficie o sustancia.

En Síntesis: La energía entra de bajo la forma de luz solar desde una fuente de 5700ºK, (  0°C = 273.16ºK ,si aumentamos 1°C, aumentas 1ºK, o sea 1°C = 274.16ºK), atraviesa el vidrio y contacta sobre el acumulador primario ( sea superficie de piso y paredes) hasta la altura de la pared a que llegue la radiación solar, se calentará y se propagará en onda térmica por conducción.

Materiales de Construcción

Ganancia Directa

Arquitectura Bioclimatica 

SISTEMAS SOLARES PASIVOS

 La ganancia Directa: Es un espacio habitable con una cara orientada al sol

Tiene tres partes y un sistema de Control

1. Una Colectora
2. Una acumuladora
3. Una que Restituye
4. el sistema de Control ( Usuario) 

 Ganancia Directa No Difundida : Es la tipología mas simple. 

La luz del sol entra al espacio a acondicionar a través de un gran ventanal orientado al sur.
La radiación cae directamente en el acumulador de calor principal, donde es absorbida, se acumula en forma de calor sensible, durante las horas de sol, y se descarga para calentar el lugar durante la noche.

Para actuar efectivamente como masa térmica principal 

Debe estar asoleada la mayor parte de un día típico de invierno. El acumulador principal puede tener varias ubicaciones: en el suelo, en masas sólidas libres ubicadas dentro del cuarto o en paredes internas o externas. ( Ver Muro Trombe)

Cuando el acumulador está  por una pared externa debe estar asilado exteriormente. Las grandes áreas vidriadas que se requieren en los sistemas de ganancia directa puede se la causa de disconfort tanto por la pérdida de calor que produce como por el deslumbramiento al que puede dar origen. Es necesario pués, agregar protecciones a las vidrieras tanto para frenar la entrada de radiación, cuando así se requiera, como para evitar pérdidas indeseadas.
Se debe colocar no menos de dos vidrios para evitar pérdidas durante el día en que debe quedar descubierto.  Ver Calculo de Superficies Acumuladoras

Desventajas de Vidrio simple y Vidrio Doble

Vidrio Simple

• La radiación transmitida es mayor
• Son mayores las pérdidas nocturnas
• Puede haber condensación superficial
• Es menos costoso y de fácil reemplazo en caso de rotura

Vidrio Doble

• La radiación transmitida es menor
• Las pérdidas nocturnas son menores
• Si el sellado no es perfecto pude haber condensación en la cámara de aire
• El costo es mayor como la colocación.

Superficie Acumuladora

Cuando construimos nuestras casas autosuficente siempre hay que tener en cuenta que existen dos tipos de superficies que trabajamos:  la que almacena  ( muros de masa y muro trombe), y las que utilizamos para generar visuales, ventilación,etc, osea las ventanas. Estas superficies nos pueden ayudar a perder nuestra ganancia:

Primero sepamos: que la capacidad de acumulación dependerá del material y del espesor. El espesor deberá ser el lógico para que haya aumento de temperatura superficial.

Habrá que tener en cuenta que la capacidad de los muros (Materiales en que están hechos), de manera tal que almacene el calor suficiente para restrituirlo durante la noche pero evitando el sobrecalentamiento en períodos prolongados de ganancia.

La capacidad de acumulación estará dada por la relación 1:3 a 1:6, es decir que cada 1m2 de vidrio necesitaremos de 3 a 6 m2 de acumulación. El m2 de vidrio se calcula descontando carpinterías y sombreros.

La acumulación puede ser primaria que es aquella donde el sol incide directamente, secundaria, es aquella que se calienta indirectamente por conducción, radiación, etc. 

Los m2 de acumulación deben estar distribuidos de la siguiente manera:

1m2 de vidrio --- 3 m2 de pared

1 m2 acumulador primario

2 m2 acumulador secundario

1 m2 de vidrio ----- 6 m2 de pared

1 m2 acumulador primario

4 m2 acumulador secundario

Es mejor contar con 6m2 de acumulación que con 3m2 porque produce menos oscilaciones de temperaturas y menos pérdidas.

Recordemos que acumulador secundario puede estar alejado de la ventana pero debe poder recibir radiación de onda larga que es multidireccional.

En síntesis: Ganancia directa es un espacio habitable con una cara orientada al sol. Y tiene tres partes y un sistema de control.

1. Una colectora
2. Una Acumuladora
3. Una que restituye
4. El sistema de Control, que es el usuario.

La energía entra bajo la forma de luz solar desde una fuente ( sol), atraviesa el vidrio y contacta el acumulador primario ( superficie de piso y paredes) hasta la altura de la pared a que llegue la radiación solar. La superficie se calentará y ese calentamiento se propagará al interior del muro o piso bajo la forma de onda térmica de conducción. 

Pero lo que entra por un lado se vaya por el otro. Así que deberíamos implantar en el diseño de nuestras casas bioclimaticas aislantes térmicos que hagan mínimas las perdidas al darle los espesores adecuados, pero siempre habrá perdida, así que no se rompan la cabeza.

Cuando el acumulador primario tenga temperatura superior a la del aire comenzará a emitir por Radiacción de oda larga hacia las personas y otros objetos.

Si la radiación de onda larga llega a una superficie vidriada, ésta se calentará y perderá hacia afuera. Por lo tanto el vidrio doble es lo que se impone porque pierde la mitad.

Fotos de Casas Cuevas Modernas

La gente ha estado viviendo en cuevas durante muchos miles de años. 

En ciertas partes del mundo, era más fácil para los hombres prehistóricos a labrarse espacios cálidos y secos, que utilizar otros métodos de construcción . 

Arquitectura troglodita

Las Casas Cuevas se cortan en acantilados de arenisca suave en varias partes del mundo como:

Las casas enterradas de China y Oriente Medio, América, Europa. Si bien muchas de estas antiguas estructuras se mantienen en pie, y algunos todavía están habitadas por los residentes actuales, también hay personas que experimentan con los beneficios de la vida moderna en una cueva. Y lo que puede sorprender es que muchas de estas casas están bien equipadas, con modernas comodidades, buena ventilación e incluso vistas espectaculares, y cuestan menos que una vivienda convencional.
Como cualquiera que haya visitado una cueva natural, espacios subterráneos, sabe que son naturalmente tranquilos y mantienen una temperatura constante, fresca en verano y cálida en invierno. Además, su estructura principal es un material totalmente natural.

Palacio Acantilado de los Indios Puebla

Las Casas Cuevas ciertamente no están disponibles en todas partes y no puede ser para todos

Pero son un buen recordatorio de lo que es posible cuando se piensa fuera de la caja tradicional planteada en este sistema económico.

Nuestras Casas con Energías Renovables

La Casa Natural
 con Energías alternativas

Es mas bien una casa pensada con un Diseño Sustentable. Pero no se piensa muy bien a la hora de conocer las Energías Renovables para el Consumo Energético. Y a su vez que encendemos una bombilla estamos colaborando en el consumo de recursos naturales ilimitados.

Así que mencionaremos los no limitados:

Energía Solar   (  Solar Termica): esta Energía se utiliza para calentar el agua sanitaria y en algunos casos para la calefacción. Son los que vemos en las terrazas o techos de las casas, llamados Colectores Solares o Capatadores. Siempre orientándolos al sur o al norte según la latitud que se encuentre, están fabricados con materiales que se calientan fácilmente con la luz solar y almacenan ese calor con una circulación del agua antes de almacenarse en un deposito.

Construcción de Generador Eólico casero

Energía Eólica: Los aerogeneradores o los menos conocidos los savonius. Estos, serían una escala más pequeña que pueden cubrir una parte de las necesidades de energía en la casa  y pueden complementar y hacer más rentable una instalación fotovoltaica.


Energía  fotovoltaica  (calcula tu Instalación) : Se trata de los paneles solares que aprovechan la energía del sol a través de los paneles fotovoltaicos. Y está energía producida en el momento se almacena en bacterias ( Energía Continua). Y éstas a su vez alimentan de forma permanente u ocasionalmente según su capacidad.

Como alternativas:  están las medidas de ahorro y la instalación de estas energías, para satisfacer por completo nuestro proyecto de autosuficiencia energética

Ahorro Energético

Como ahorrar luz?

Sabemos que el uso de la energía eléctrica no es barata, no es un problema local sino global, y sabemos que detrás de todas estas compañías eléctricas hay cortinas de humo que no muestran claramente nuestro consumo, y la tal cuota fija. Esta cuota es la que encarece realmente nuestro recibo de luz y sigue subiendo cada mes según la subasta energéticas que no son publicas; haciéndonos imposible el entendimiento del recibo de pago; es como si estuviera escrito en chino.

 Este recursos es uno de los mas importantes que tiene la humanidad para poder vivir de la manera en que vivimos, en el super consumo, y sabes que es unos de los ítems como la gasolina que nunca van a bajar su precios, haciendo que la vidas sea un poco más difícil por la dependencia a este recurso que debería ser libre, y nuestro consumo diario baja por la idea de ahorrar; pero mentira te sigue subiendo más por la potencia contratada, mas la cuota fija y otros impuestos. ( Aquí esta la trampa). Esta es la ironía de la vida, el de dejarnos meter estos golazos.


 Espero que los que lean esto, sepan que existió un señor llamado Nicolas Tesla que dio a conocer al mundo la oportunidad de tener energía libre por todo el planeta, pero como todo filántropo fue disminuido y desprestigiado en su momento por los interés de algunos cuantos. Esta es la historia de la humanidad, unos cuantos jodiendo al resto.

El ser autosuficiente energéticamente es lo que debemos aspirar, desligarse inmediatamente no es difícil si no hay que tener medios económicos suficientes ( no hablamos de millones) y el conocimiento que gracias a Dios existe Internet para poder ascender a ello. Y Colocar ganas y empeño a un proyecto, es lo que realmente necesitamos y mas sinos toca nuestro bolsillo. Pero como todo es un proceso comencemos con lo básico:

POTENCIA CONTRATADA Actualmente
El primer paso es revisar el consumo energético de nuestra casa a través de los aparatos eléctricos que poseemos y utilizamos diariamente, esto quiere decir ver la potencia de los aparatos (La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).)

Vamos hacer un ejemplo:
Haremos un recorrido por nuestra casa y haciendo una lista de los aparatos eléctricos que utilizamos. Cada aparato suele indicar el consumo en una placa usualmente en la parte posterior o en el manual. Hay que tener en cuenta que los aparatos electrónicos son consumidores constante de energía sean prendidos o apagados, que curioso no! ; pero siempre y cuando estén enchufados a los tomas. Los denomina los Vampiros energéticos, están diseñados para chupar, como si todo fuera un complot, entre las compañías energéticas y los fabricantes de estos aparatos.
Teniendo en cuenta las potencias utilizadas en la Cocina y en la zona de Ropas podremos tener un estimativo de la potencia a contratar, la suma de todas las potencias dividida aprox, entre 2 o 3 partes, por  el uso diario, esto es subjetivo, pero podemos tener una cifra estimada del consumo de energía. Luego haremos un ejercicio del consumo de potencia por hora, que es más preciso a la hora del gasto diario. Pero por ahora veremos las potencias que tenemos en estas 2 zonas, sin contar las salidas de luz:

Unidades
Watt = potencia eléctrica
Amperes = corriente eléctrica
Volts = voltaje eléctrico (220 V)
watt= amperios x voltios
amperios= watt / voltios
voltios=watt / amperios

1- Cocina

• Microondas = 800 watt.
• Nevera = 750 watt.
• Cafetera = 800 watt
• Lavavajillas = 1000 watt
• Freidora = 2000 watt

Total = 5450 watts

Ya ven , en nuestra casa no hay ni Horno y estufa eléctrica.

2- Zona Ropas

Lavarropas = 2350 watts

El consumo de Potencia  en estas 2 zonas de mi casa es de 7700 W.  Lo dividimos entre dos= 3850 W. Osea que un aproximado seria 3500 watts, si estuvieran todos los aparatos encendidos. Osea que una potencia contratada mas real serian 3.4 kW

Veamos las Potencias contratadas

 La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa en vatios, si son de poca potencia, pero si son de mediana o gran potencia se expresa en kilovatios (kW) que equivale a 1000 vatios. (Un kW equivale a 1,35984 caballos de vapor.)

2.3kW Estudio sin climatización

3.4kW Apartamento pequeño sin climatización con pequeños electrodomésticos.

4.6kW Apartamento medio con climatización en algunas habitaciones + pequeños electrodomésticos

5.75kW Apartamento medio con climatización + uso medio de electrodomésticos (horno, secadora)

>6kW Apartamentos medios/grandes con climatización y uso importante de electrodomésticos.

Aislamiento Acústico para el Estrés

Un mal aislamiento acústico, es una de las causas mas comunes de generar estrés dentro de las casas. Podemos solucionar el confort térmico, que es otra molestia más, pero el ruido es uno de los causantes de irritación y debilita la capacidad de concentración.

Efectos de una mala insonorización:

Los efectos pueden ser de tipo mental o físico. Bajo los efectos del estrés, nuestro cuerpo se desequilibra porque diversas funciones se aceleran inútilmente. Ello provoca una mayor demanda de vitaminas y minerales, la cual debe cubrirse. De lo contrario, se genera una carencia que en un principio se caracteriza por nerviosismo, irritabilidad, cansancio, falta de concentración y mal humor depresivo.

Para impedir las molestias sonoras, hay que respetar dos principios:

• impedir la transmisión favoreciendo el aislamiento mediante la compra e instalación de unos buenos paneles acústicos.
• impedir la reflexión favoreciendo la absorción del ruido tomando las medidas necesarias para insonorizar las paredes.

Aislamiento Acústico en el Diseño Arquitectónico:

Tratar el ruido en su origen es más bien aislar el ruido que aislarse del ruido. La onda sonora es una vibración medible a partir de una presión ( unid. pascal) y en tiempo ( periodo). La frecuencia es el número de ciclos por segundo de vibración y se expresa en hertzios ( Hz).

 La intensidad del sonido se mide en decibelios (dB), pero como la percepción varía según las frecuencias de emisión, las cifras en dB están en función  de los intermedios agudos. Para simplificar los cálculos, las cifras vienen en el valor medio llamado decibelios ponderados A, o abrevido dB (A). El dB es una medida sin dimensión y no se suma, pero sus valores son comparativos, ejemplo:

 dos veces 55 db = 55 + 2= 57 dB aproximadamente. ( ver más)

Para tenerlo más claro estas son mas o menos las impresiones sonoras en dB (A)

• silencio absoluto = 0
• murmullo = 20
• calle tranquila = 50
• voz humana media (500 Hz) = 55
• vestíbulo de estación = 80
• taller ruidoso = 95
• motor a reacción = 130
• umbral del dolor = 140

El nivel de recepción que no debe superarse en una viviendas es de 35 a 38 dB (A)

Y 80 es el nivel de emisión que no debe superarse desde una vivienda . En la actualidad, España junto a Japón son los países con mayor índice de población expuesta a altos niveles de ruido. Casi 9.000.000 de españoles, soportan niveles medios superiores a 65 dB.

Diseño del Aislamiento Acústico en Arquitectura:

 A la hora de diseñar nuestra casa o edificio, o lo que usted quiera, recuerde siempre esto:

La transmisión de los ruidos en un edificio se produce esencialmente por dos vías: la aérea que es por reflexión del emisor al receptor atravesando los obstáculos ya sea paredes, pisos, muebles , etc. Y trasmisión materiales de construcción osea impactos como los ruidos de pasos, caídas de objetos, las tuberías con su golpe de ariete en el interior de las paredes.