1. +
Energía solar
pasiva,
Arquitectura
Bioclimática.
Ingenieros en formación:
PABLO MEZA DE LEON
JAIME

2. +
Conceptos Básicos
Rendimiento: fracción de energía realmente aprovechada respecto a la que
incide
Retardo: tiempo que transcurre entre que se almacena la energía y es
liberada.
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 (suelos, paredes) donde incide la
radiación. Son los sistemas de mayor rendimiento y de menor retardo.
Semidirectos: Utilizan un adosado o invernadero como espacio intermedio
entre el exterior y el interior. La energía acumulada en el espacio
intermedio se hace pasar a voluntad al interior a través de un cerramiento
móvil.
Indirectos: La captación se realiza a través de un elemento de
almacenamiento (paramento de material de alta capacidad calorífica,
bidones de agua, lecho de piedras, etc.) dispuesto inmediatamente detrás
del cristal. El calor almacenado pasa al interior de la vivienda por
conducción, convección y radiación.

3. +
¿Qué es la arquitectura
bioclimática?
Es aquella arquitectura que tiene en cuenta el
clima y las condiciones del entorno para ayudar
a conseguir el confort térmico interior. Juega
exclusivamente con el diseño y los elementos
arquitectónicos, sin utilizar sistemas mecánicos,
que son considerados más bien como sistemas
de apoyo.

4. +
¿Es esto nuevo?
No. Se puede decir que gran parte de la
arquitectura tradicional funciona según los
principios bioclimáticos, en el tiempo en que
las posibilidades de climatización artificial eran
escasas y caras. Los ventanales orientados al
sur en algunos casos del mundo, el uso de
ciertos materiales con determinadas
propiedades térmicas, como la madera o el
adobe, el abrigo del suelo, el encalado de las
casas andaluzas, la ubicación de los pueblos...
no es por casualidad, sino que cumplen una
función específica.

5. +
¿Cuánto cuesta?
Una casa bioclimática no tiene por qué ser más
cara o más barata, más fea o más bonita, que
una convencional. La casa bioclimática no
necesita de la compra y/o instalación de
sistemas mecánicos de climatización, sino que
juega con los elementos arquitectónicos de
siempre para incrementar el rendimiento
energético y conseguir confort de forma
natural. Para ello, el diseño bioclimático
supone un conjunto de restricciones, pero
siguen existiendo grados de libertad para el
diseño según el gusto de cada cual.

6. +
Ejemplo Casa Bioclimática

7. +
¿Cuáles son sus objetivos?
 Lograr la calidad del ambiente interior, es
decir, unas condiciones adecuadas de
temperatura, humedad, movimiento y calidad
del aire.
 Tener en cuenta los efectos de los edificios
sobre el entorno en función de las sustancias
que desprendan:
 sólidas: residuos urbanos
 líquidas: aguas sucias
 gaseosas: gases de combustión vinculados
al acondicionamiento de los edificios.

8. +
El impacto que produzca el asentamiento: teniendo
en cuenta aspectos como el exceso de población,
las vías de acceso, aparcamientos, destrucción del
tejido vegetal.

9. +
Contribuir a economizar en el
consumo de combustibles, (entre un
50-70% de reducción sobre el
consumo normal).
Disminuir la emisión de gases
contaminantes a la atmósfera (entre un
50-70%)
 Disminuir el gasto de agua e
iluminación (entre un 30%-20%
respectivamente)

10. +
 Los consumos
que afectan al
desarrollo
sostenible del lugar:
el consumo de
agua o de otras
materias primas por
encima de su
capacidad de
renovación.

11. +
¿Qué criterios se deben utilizar en
la bioclimatización?
 La utilización de esta arquitectura se
efectúa a través de:
 Un equipo pluridisciplinar*
*Que concierne o engloba varias disciplinas
 Destacar la importancia del tratamiento
exterior de un edificio

12. +
¿Qué criterios se deben utilizar en
la bioclimatización?
 la orientación de la edificación y de las
superficies expuestas.
 La relación entre superficie exterior y
volumen interior (factor de forma).
 El color de los recubrimientos de
superficie.
 El tamaño, ubicación, orientación y tipo de
ventanas.

13. +
¿Qué criterios se deben utilizar en
la bioclimatización?
 los acristalamientos adosados tipo
invernadero.
 El tipo, colocación y uso de persianas y
cortinas.
 Los sistemas de penetración de luz y
control lumínico.
 El uso de sistemas de sombreo fijos o
móviles: aleros, toldos, pérgolas, etc.

14. +
¿Qué criterios se deben utilizar en
la bioclimatización?
 La distribución interior.
 Los huecos o patios interiores.
 Lacolocación y tipo de vegetación en el
exterior y en los patios.
 El uso de aguas en fuentes y estanques.
 El
espesor de los aislamientos y materiales de
construcción de cerramientos exteriores y su
posición relativa.

15. +
¿Qué criterios se deben utilizar en
la bioclimatización?
 El
establecimiento de rejillas y huecos para el
control de ventilación.
 El diseño de la trama y elementos urbanos.
 Los diseños específicos para la captación de
calor, refrigeración, ventilación, iluminación,
etc.

16. +  Ubicación
Determina las condiciones climáticas (macro- y micro-
climáticas) con las que tiene que "relacionarse" la
vivienda. Las condiciones macroclimáticas vienen
determinadas por la latitud y la región en la que se
ubique la vivienda. Estas condiciones vienen definidas
por las temperaturas (máxima, media y mínima anual),
pluviometría, radiación solar incidente, y dirección del
viento dominante. Las condiciones microclimáticas
están condicionada por la presencia de accidentes
geográficos locales que pueden modificar de forma
significativa las condiciones macroclimáticas.
A la hora de elegir la ubicación de una vivienda,
además de tener en cuenta las condiciones macro- y
micro-climáticas, es importante analizar también la
pendiente del terreno, la existencia de relieves
orográficos, la presencia de corrientes de agua, la
presencia de masas boscosas y la existencia de otros
edificios.

17. +
Implantación de sistemas para el
ahorro energético

18. + de la vivienda
Forma

La superficie de contacto entre la vivienda y el
exterior, condicionando las pérdidas o
ganancias caloríficas. Generalmente se busca
lograr un buen aislamiento, para lo cual deben
utilizarse los materiales más adecuados
teniendo en cuenta que la superficie de
contacto debe ser lo más pequeña posible.
La resistencia al viento. Por ejemplo, la altura
del edificio va a resultar determinante, ya que
una casa alta siempre ofrecerá mayor
resistencia que una casa baja. Esto es bueno
en verano, ya que incrementa la ventilación,
pero es contraproducente en invierno ya que
incrementa las infiltraciones. Otro ejemplo lo
constituye la forma del tejado y la existencia de
salientes de diversas variedades. Por ello
resulta importante conocer las direcciones de
los vientos predominantes.

19. +  Orientación del edificación
Captación solar.Cuanto más energía
solar se capte, mejor, ya que en una
vivienda bioclimática es la principal
fuente de climatización en invierno. En
verano se utilizan sobreamientos y
otras técnicas para evitar al máximo la
incidencia de los rayos del Sol. En  Vientos dominantes.La
latitudes medias, conviene orientar la
superficie de captación (acristalado) ventilación y en las
hacia el Sur. La forma ideal sería una infiltraciones.
vivienda de planta rectangular
(alargada y compacta), cuyo lado
mayor esté orientado E-O, en el que
se dispondrá el mayor número posible
de dispositivos de captación (fachada
S), y cuyo lado menor se oriente N-S.
Es importante reducir la existencia de
ventanas en las fachadas N, E y O,
puesto que no son útiles para la
captación solar en invierno y evitar la
pérdida de calor a su través.

20. +
Efecto Invernadero
 Las ventanas protegidas mediante persianas,
alargadas en sentido vertical y situadas en la cara
interior del muro, dejan entrar menos radiación solar
en verano, evitando el efecto invernadero.
 Por el contrario, este efecto 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
el efecto invernadero.

21. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA
TIERRA
 La tierra tiene un movimiento de rotación en torno a
un eje y otro de translación de forma elíptica
alrededor del sol (fig. 1). El primero de estos
movimientos hace que un punto sobre ella se vea
iluminado de forma periódica por el sol, originando
el día y la noche, el segundo movimiento hace que
los tiempos de exposición al sol sean variables
originando las estaciones. Esta variación en los
tiempos de exposición es debido a que el eje de
rotación de la tierra permanece prácticamente
siempre paralelo a si mismo con un ángulo de 66º
33` respecto al plano de la elíptica (plano que
contiene a la trayectoria de la tierra).

22. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA
TIERRA

23. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA
TIERRA
Llamamos declinación (&) al ángulo formado por la
línea que une los centros de la tierra y el sol y su
proyección sobre el ecuador E.
Cuando la tierra esta en A la declinación tiene su valor
máximo positivo disminuyendo hasta ser igual a 0 en
B (23 de setiembre). En C la declinación toma el valor
de -23º 27` Y va aumentando hasta anularse en D.

24. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA
TIERRA
 Para cualquier día del año podemos determinar la declinación
(&) con la siguiente formula
= 23,45º x sen [ 360º (284+n)/ 365 ].
Siendo
 23,45º declinación máxima en notación centesimal
 360º los grados de una circunferencia
 n numero del día que se esta calculando ( por ejemplo 20 de
febrero n =51

25. + POSICIÓN SOLAR
 A la hora de estudiar la inclinación más adecuada con la que
se debe orientar los generadores fotovoltaicos, es necesario
precisar la posición del Sol en cada instante para optimizar su
rendimiento. El sistema más apropiado para definir cada una
de estas posiciones es la de coordenadas polares. En este
sistema el origen está situado en la posición del receptor. El
plano fundamental es el horizontal, tangente a la superficie
terrestre. La perpendicular a este plano en dirección a la
semiesfera celeste superior define la posición del ZENIT del
lugar o zenit local. En la dirección opuesta, a través de la
Tierra, se sitúa el NADIR. Las direcciones principales sobre el
plano horizontal son la Norte-Sur, intersección con el plano
meridiano del lugar, y la perpendicular a ella Este-Oeste,
intersección con el plano denominado primer vertical.

26. + POSICIÓN SOLAR
la posición del Sol se define mediante los siguientes parámetros:
- LATITUD DEL LUGAR (l): Es la complementaria del ángulo formado por la
recta que une el zenit y el nadir con el eje polar. Es positivo hacia el Norte y
negativo hacia el Sur.
- MERIDIANO DEL LUGAR: Circulo máximo de la esfera terrestre que pasa
por el lugar, por el zenit y por el nadir.
- DISTANCIA ZENITAL(qzs): Es el ángulo formado por el radio vector punto-
Tierra y la vertical del lugar. Es positivo a partir del zenit.
- ALTURA SOLAR (gs): Ángulo que forman los rayos solares sobre la
superficie horizontal. Ángulo complementario de la distancia zenital.
- ÁNGULO ACIMUTAL (Ys): Ángulo formado por la proyección del Sol sobre el
plano del horizonte con la dirección Sur. Positivo 0º a 180º hacia el Oeste y
negativo hacia el Este 0º a -180º.
- HORIZONTE: Lugar geométrico de los puntos con altura 0.

27. + POSICIÓN SOLAR

28. + RADIACIÓN SOBRE SUPERFICIES

29. + PENETRACION, INCIDENCIA SOLAR Y
SOMBRAS
Podemos usar métodos matemáticos, o metros gráficos si
trabajamos a escala sobre el papel.
Los instrumentos más útiles para la determinación de las sombras
son la trigonometría y las tablas de posición solar, así como
conocimientos de dibujo y perspectiva.

30. + 1. SOMBRAS PRODUCIDAS POR UN
ELEMENTO VERTICAL

31. + 2. SOMBRAS PRODUCIDAS POR UN
OBJETO VERTICAL PROLONGADO Y
DESVIADO RESPECTO DELEJE NORTE-SUR

32. + 3. LONGITUD DE UN ALERO O SOPORTAL
PARA CONTROLAR LA PENERTACION
SOLAR Y EL SOMBREO DE LA FACHADA

33. + 4. PENETRACION SOLAR POR UNA
VENTANA

34. + 5. INCIDENCIA SOLAR SOBRE TEJADOS Y
FACHADAS

35. + 6. ANCHURAS DE LAS CALLES

36. + 7. SOMBRA DE UNA EDIFICACION SOBRE
OTRA

37. +
Gracias