Cómo diseñar una casa solar pasiva

Publicado el 4/5/2016
Categorías: arquitectura, energía


Una casa solar pasiva bien diseñada tendrá temperaturas agradables constantes en el interior durante todo el año y hará un buen uso de la luz natural. Por lo tanto, requerirá menos energía para calentar, enfriar y alumbrar que una casa convencional.

 

Diseñando para tu zona climática

La tierra tiene varias zonas climáticas, y dependiendo de donde nos encontremos variará cómo una casa solar pasiva está diseñada. Una casa diseñada para Madrid puede no funcionar bien si se construye en Bogotá. Para hacer una simplificación dividiremos el mundo en cuatro grandes zonas climáticas: fría, templada, árida y tropical, cada una con sub-zonas. Hay ámbitos en los que estas zonas se solapan y no se ajustan a un conjunto de condiciones climáticas, pero en general estas zonas tienen determinados requisitos de diseño.

NOTA IMPORTANTE: a continuación se describen las características de las viviendas situadas en el hemisferio NORTE (donde la orientación hacia el sol es el sur). Para diseñar viviendas en el hemisferio SUR debemos invertir la orientación (el sol está hacia el norte).

 
1. Clima frío
– Debemos maximizar la exposición al sur
– Los espacios donde desarrollaremos nuestra actividad diaria deben estar en la zona sur de la vivienda
– Debemos poner gran cantidad de aislante en suelos, paredes y techos
– Reduciremos el número de ventanas y puertas que den al norte
– Incluiremos un muro trombe en la fachada sur
– Proteger la vivienda del soleamiento de verano no es prioritario, ya que en algunos lugares fríos es necesario encender la calefacción durante estos meses

Cómo diseñar una casa solar pasiva
Earthship diseñado para clima frío

 
2. Clima templado
– Al diseñar debemos prestar atención tanto a la refrigeración de verano como a la calefacción de invierno
– Debemos maximizar la exposición al sur
– Las Los espacios donde desarrollaremos nuestra actividad diaria deben estar en la zona sur de la vivienda
– Debemos poner gran cantidad de aislante en suelos, paredes y techos
– El sistema de ventilación debe ser diseñado para bloquear el viento caliente en verano y en invierno el viento frío. Esto se puede hacer con la colocación correcta de arbustos y árboles alrededor de la casa
– Las casas situadas en las zonas costeras deben hacer uso de los efectos de enfriamiento de la brisa marina
– Las casas situadas en las zonas interiores deberían considerar la posibilidad de refrigeración por evaporación, en donde el aire es impulsado a través de un filtro húmedo o sobre una lámina de agua y se enfría por la evaporación de la misma.
– Las ventanas al oeste y al sur-oeste deben estar a la sombra en verano (o protegidas por lamas abatibles)

Casa solar pasiva diseñada para clima templado
Casa solar pasiva diseñada para clima templado

 
3. Clima árido
– Es crucial para aprovechar las noches frescas la inercia térmica (la capacidad de almacenamiento de calor en un material) y el aislamiento en los espacios de la casa donde desarrollaremos la mayor parte de nuestra actividad
– Las habitaciones pueden ser bajas en inercia térmica
– La casa debería estar diseñada para maximizar la exposición al norte, y si es posible hacerla hermética al exterior y abrir las estancias hacia un patio interior (como en la arquitectura andaluza y árabe)
– Las viviendas subterráneas, las paredes de tapial (tierra apisonada), el adobe y la solera de hormigón (o piedra natural) son adecuadas para aprovechar la inercia térmica de estos materiales
– Las cubiertas verdes ayudan a estabilizar la temperatura interior
– Se debe aprovechar al máximo el potencial de la vegetación y el agua a la hora de diseñar el resto de la parcela
– El enfriamiento evaporativo se debe utilizar, ya que la humedad es baja y será más efectivo
– Las ventanas deberían ser pequeñas y altas, y sólo situarse en las fachadas norte y sur
– Las ventanas al sur deben estar a la sombra, así como cualquier ventana al este y oeste
– En las zonas al sur del Trópico de Cancer, las ventanas al norte también deben estar a la sombra, ya que en los meses de verano el sol puede entrar por ahí también
– Debemos considerar el medio local ¿Hay cerca de árboles o edificios que proyecten sombra sobre nuestro edificio? ¿De dónde viene el viento? ¿Cambia a lo largo del día o de las estaciones?

Arquitectura bioclimatica para clima desértico
Arquitectura bioclimática para clima desértico

 
4. Clima tropical
– Utilice ventiladores para circular el aire y crear un efecto de enfriamiento
– Se deben utilizar árboles y pérgolas para proporcionar sombra
– Hay que poner barreras de vapor en los muros debido a la alta humedad ambiental
– Hay que poner aislamiento reflectante (o pintura blanca) en todos los muros exteriores expuestos a la luz del sol
– Poner mucha inercia térmica y aislamiento en el techo
– El solado debe ser de losa de hormigón (o piedra natural)
– Debemos aprovechar la ventilación cruzada para refrigerar la casa
– Cuantas más puertas y ventanas tenga la casa, mejor será la ventilación natural

NOTA: Existe cierto debate sobre el valor de la ventilación en zonas tropicales. La ventilación es útil cuando tenemos una brisa marina, aunque ésta puede no darse en zonas urbanas o en el interior. Las viviendas pueden ser optimizadas bien para funcionar con un sistema de aire acondicionado, reduciendo su gasto o bien para mejorar el rendimiento de la casa en ausencia de aire acondicionado, pero no para ambas situaciones porque se utilizan principios de diseño distintos.

Arquitectura bioclimatica para clima tropical
Arquitectura bioclimática para clima tropical

 

Otras consideraciones locales

– La orientación del terreno disponible para construir tendrá un gran impacto en el diseño de la casa.
– Si la casa va a ser construida en un pequeño solar en el centro de la ciudad, puede haber limitaciones en la cantidad de sol del sur disponible. Los solares estrechos con orientación este-oeste no pueden imitar los diseños bioclimáticos habituales y deben ser cuidadosamente estudiados a fin de maximizar la exposición al sur.

 

Eficiencia energética

Con el fin de maximizar los beneficios de la energía solar pasiva y mantener la temperatura interior agradable hay varios elementos de diseño general que deben ser considerados.

Algunos materiales que pueden aportar inercia térmica son una losa de hormigón con un suelo de baldosas, ladrillos, muros de piedra o tierra (tapial, adobe, cob). Incluso los tanques de agua tienen inercia térmica. Cuando están bien situados dentro de la casa, los materiales con gran inercia térmica pueden almacenar calor durante el día en invierno, y liberarlo durante la noche. Durante el verano la inercia térmica debe estar protegida del sol y puede actuar como un disipador de calor y ayudar a refrescar el interior.

El aislamiento es vital para mantener las temperaturas, incluso en una casa solar pasiva. Ayuda a mantener el calor en el interior de la casa en climas fríos, y evita la entrada de calor exterior cuando es sofocante. Las ventanas son también una consideración importante. Si una casa está bien aislada en techos y paredes, las ventanas serán el punto débil. En los climas fríos, es obligatorio instalar grandes ventanas orientadas al sur para que entre el sol en invierno, pero hay que tener en cuenta que esas mismas ventanas dejan escapar el calor por la noche, por lo que debemos poner contraventanas, persianas o cortinas aislantes. El doble y triple acristalamiento deja pasar la misma cantidad de luz y aisla muchísimo más, pero es más caro.

 

Distribución de la vivienda

El diseño solar pasivo óptimo dependerá siempre del sitio donde se va a construir, aunque en general se aconseja que las salas donde estemos la mayoría del tiempo se sitúen en el sur y la cocina y baños en el norte. Este método aprovecha el calor del sol en las habitaciones donde más calefacción gasta durante el día.

 

Paisajismo

Las plantas pueden ser utilizadas con eficacia en todo el hogar para reducir el consumo de energía. Si plantamos árboles de hoja caduca en el lado sur de la casa bloquearán la luz del sol durante los meses más cálidos y perderán sus hojas durante los meses más fríos, lo que permitirá la entrada de luz solar.

Debemos tener en cuenta los pavimentos que colocaremos alrededor de la casa y protegerlos del sol si es necesario, ya que si, por ejemplo, ponemos adoquines o piedra pueden irradiar calor hacia el interior durante el verano.

 

Iluminación

Las viviendas solares pasivas también deben sacar el máximo partido de luz solar para reducir la necesidad de iluminación artificial. Las claraboyas y ventanas pueden ser posicionadas para proporcionar iluminación natural durante el día, aunque deben estar bien diseñadas y ejecutadas, ya que si no tendremos importantes pérdidas de calor en invierno y ganancias en verano que pueden hacer que el ahorro de energía en alumbrado sea inútil.

 

¿Qué pasa si ya vivo en una casa y no tengo intención de construir otra?

Si ya dispone de su propia casa, y no ha sido diseñado específicamente para utilizar la energía del sol, puede ser capaz de sacar el máximo partido de sus actuales funciones (sombra, cortinas y ventanas), o reformar la casa utilizando principios de aprovechamiento solar pasivo. Las siguientes preguntas pueden ayudarle a pensar en las reformas en su hogar:

– ¿Hay muros con orientación sur donde puedan abrirse huecos de ventanas?
– ¿Hay ventanas al sur que no estén protegidas por aleros?
– ¿Tiene habitaciones donde instalando claraboyas se podría reducir la necesidad de iluminación artificial durante el día?
– Si tiene previsto ampliar su vivienda ¿podría incluir masa térmica (una losa de hormigón en el suelo, paredes interiores de ladrillo, etc) para ayudar a regular la temperatura?
– ¿Podría añadirse aislamiento al techo, las paredes o al suelo para ayudar a mantener
la temperatura de la casa?
– ¿Se pueden sellar las ranuras de los marcos de las puertas y ventanas para evitar pérdidas?

 

¿Cuanto va a costar?

Muchos aspectos del diseño de una vivienda solar pasiva corresponden a principios básicos, no a la utilización de tecnologías caras. Por ejemplo, una casa solar pasiva puede tener tantas ventanas como una casa habitual, pero orientadas para captar la máxima cantidad de sol.

Muchos materiales que aumentan la eficiencia de la casa, como el aislamiento adicional, puede incrementar un poco el costo inicial, pero instalarlos dará lugar a la reducción de los costes de calefacción y refrigeración y la inversión se rentabilizará en poco tiempo. Otros elementos más caros, como el doble acristalamiento tendrán períodos de amortización más largo, por lo que su coste debe ser sopesado frente a alternativas como persianas aislantes, contraventanas y cortinas pesadas.

El precio de las reformas bioclimáticas de la vivienda varía mucho dependiendo de lo que es posible realizar en cada casa, pero si se hace correctamente dará lugar a una vivienda que es más habitable y que consuma menos energía.


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