Bioclimatismo y eficiencia energética: Aplicación de diversas estrategias a una vivienda unifamiliar

Comunicación Greencities&Sostenibilidad 2012/Comunicaciones Científicas/Edificaciones

Resumen:

Somos conscientes de que la arquitectura, como consumidora de recursos energéticos, debe alterar su propia estrategia constructiva con miras a conseguir una mayor eficiencia. Afortunadamente empezamos a estar acostumbrados a manejar herramientas que minimizan el consumo, tecnologías que ahorran energía, artefactos ingenieriles que consiguen hacer “eco” lo que aparentemente no lo era. Sin embargo seguimos teniendo un claro vacío: la aplicación de estrategias pasivas (consumo cero) o semi-pasivas (consumo algo mayor que cero) como primeras acciones encaminadas a conseguir reducir con contundencia el despilfarro energético. En este trabajo se pretende desarrollar algunas de ellas, ejemplificándolas a través del proyecto “Patio 2.12″ con el que el equipo Andalucía Team participó en el concurso Solar Decathlon Europe 2012.

1. Introducción

Desde hace años venimos trabajando en tres líneas de investigación: arquitectura, patrimonio y sostenibilidad. Particularmente David Moreno realizó su tesis doctoral bajo el nombre “Hacia una arquitectura para la vida: cuatro acciones/reacciones que permiten esbozar las nuevas condiciones de lo arquitectónico ante el problema de la sostenibilidad” sobre ésta última. Cuatro master oficiales cursados por el equipo redactor relacionados con las áreas temáticas. Uno de ellos secretario técnico del máster “ciudad y arquitectura sostenibles” de la Universidad de Sevilla. Docente tanto del departamento de “Historia, Teoría y Composición arquitectónicas” como del de “Construcciones Arquitectónicas I”, de la ETSA de Sevilla. Estudio profesional activo. Participación en múltiples proyectos de investigación, entre los que se encuentra el desarrollo del prototipo de vivienda unifamiliar “Patio 2.12″ (área de eficiencia energética) para el prestigioso concurso Solar Decathlon Europe 2012.

2. Objetivos

Plantear la relación entre las estrategias bioclimáticas y las líneas de acción encaminadas a conseguir una mayor eficiencia energética.

3. Metodología

A partir del bagaje conseguido gracias a investigaciones anteriores, se inicia un proceso de diseño bioclimático unido a constantes simulaciones informáticas que permiten no sólo apostar por determinadas intuiciones o verdades populares, sino corroborar y proponer alternativas gracias a la confrontación con los resultados numéricos.

4. Resultados

A continuación se numeran y describen las diferentes estrategias e investigaciones, a nivel medioambiental y bioclimático, que deberían ser tratadas en todo diseño de una vivienda unifamiliar y que han sido aplicadas al prototipo que Andalucia Team presentó para el prestigioso concurso Solar Decathlon Europe 2012.

El proyecto con el que se ejemplifica se trata de una vivienda unifamiliar de un dormitorio, salón,  cocina, y módulo técnico, con distribución en torno a un patio interior. Cada estancia se comporta de manera independiente, aunque su múltiple configuración permite una lectura integral de los espacios (Figura 1)

Figura 1: Perspectiva y planta del prototipo Patio 2.12 Andalucia Team- Solar Decathlon Europe 2012.

Las diferentes acciones pueden agruparse en: envolvente; orientación, tipo y tamaño de vidrio; distribución interior de los espacios; estrategias pasivas para calefacción; estrategias pasivas para refrigeración; sistemas semi-pasivos; diseño exterior bioclimático.

Envolvente

Reúne las estrategias encaminadas a responder a los aspectos biofísicos, tanto climáticos-térmicos, como a los acústicos. Donde se definirá el tipo y nivel de aislamiento, el grado de estanqueidad al aire, la inercia térmica, el color y la absortividad, así como la técnica de construcción empleada y el acabado con “efecto botijo” (una técnica pasiva que aúna tradición, cultura, economía y popularidad andaluza, aplicada por primera vez en un edificio).

Orientación de la carpintería, tipo y tamaño:

Que engloba estrategias bioclimáticas lumínicas, térmicas y acústicas materializadas en diversas estrategias, como la elección de una carpintería con rotura de puente térmico con vidrios de baja emisividad, con sombreamiento exterior; el control de la radiación solar; todo ello apoyado por el estudio del soleamiento, así como del grado de iluminación natural interior en cada una de las estancias y del patio, a lo largo de todo el año, asegurando un correcto confort visual al tiempo que minorando al máximo el uso de la iluminación artificial.

Distribución interior de los espacios:

Explicará acciones proyectuales como la zonificación de las estancias interiores, la creación de un espacio solar o la variabilidad del factor de forma.

Estrategias pasivas de calefacción:

Descripción de medidas adoptadas para favorecer el calentamiento de la vivienda de manera pasiva. Utilización de material PCM.

Estrategias de enfriamiento pasivo:

Se definen en este apartado las estrategias adoptadas para conseguir un enfriamiento pasivo de la vivienda. Entre los que se encuentran el preenfrieamiento evaporativo por evapotranspiración de la fachada, inercia térmica con ventilación nocturna, utilización de una chimenea solar por módulo o generación de una ventilación inferior de la vivienda ajustable.

Sistemas semipasivos:

Se describen en este apartado aquellas acciones que se han adaptado para maximizar los efectos de las estrategias pasivas consumiendo muy poca energía, tales como la utilización de compuertas automáticas de admisión de aire en la parte inferior de la cámara, o la utilización de pequeñas bombas de presión que permiten llevar el agua por goteo a toda la extensión de la fachada norte del módulo de la cocina y el módulo del salón para conseguir disminuir la temperatura del aire contenido en la cámara.

Diseño exterior bioclimático:

Para reducir el efecto de isla de calor y mejorar el microclima alrededor de la casa a través del diseño bioclimático de los espacios exteriores se han tenido en consideración aspectos como el viento y la brisa, el grado de reflexión exterior, la utilización de unos “árboles-nube” que pulverizan agua, así como el sombreamiento de los estanques situados más al norte de la parcela con idea de conseguir utilizar el agua de los mismos como pre-enfriamiento gratuito para la climatización activa de la vivienda.

4.1. envolvente

4.1.1. Aislamiento térmico

Dos de las condiciones principales biofísicas por las que se consigue el confort térmico, que la cantidad de calor producida por el metabolismo sea igual a la cantidad de calor cedida al ambiente y que en ninguna parte del cuerpo se perciba sensación de frío o calor, están directamente relacionadas con la envolvente del edificio.

El cerramiento se proyecta con una transmitancia térmica muy baja (entre 0,15 y 0,25 W/m2K), de acuerdo con los parámetros estándar del acondicionamiento pasivo de las viviendas. Para optimizar la delgadez de sus paredes el material aislante de lana mineral MW de alta densidad, que es introducido entre los elementos estructurales tanto en cubierta y suelo (11cm de espesor) como en fachadas (10cm).

El cerramiento exterior incluye un aislante reflexivo que permite expulsar el exceso de radiación procedente de la capa cerámica exterior durante los días de verano (Figura 2).

Hacia el interior una capa de PCM (material de cambio de estado) dota a la vivienda de una gran inercia térmica, al tiempo que suaviza los picos máximos y mínimos interiores de temperatura, permitiendo ahorrar bastante energía para su climatización.

4.1.2. Estanqueidad

Otro factor esencial a tener en cuenta para conseguir un gran ahorro energético es la estanqueidad de su envolvente (Figura3). Recientes investigaciones en viviendas VPO Andaluzas realizadas por la Universidad de Sevilla demuestran como más de un 60% del consumo energético producido para climatizar las viviendas viene como consecuencia de superar dichas cargas. Es por ello por lo que en la industrialización del prototipo se ha puesto especial tesón en controlar su ejecución para conseguir un perfecto ensamblaje entre sus diferentes componentes que garantice mínimas infiltraciones hacia los espacios interiores.

Las ventanas y las puertas de carpintería metálica con rotura de Puente térmica serán clase III según CTE para minimizar las pérdidas por filtración y la trasmisión de ruido, reduciendo de nuevo el gasto energético en la climatización del inmueble.

4.1.3. inercia térmica

Dado que el uso de la vivienda es considerado estable y extendido en el tiempo, los espacios se consideran de baja carga interna  y largo periodo de uso. Es por ello que una capa de alta inercia térmica situada hacia el interior, protegido de las oscilaciones diarias térmicas por aislantes en capas más exteriores supone una solución óptima a nivel de eficiencia energética en una construcción.

 

En este sentido Patio 2.12 (prototipo de Andalucia Team) incorpora una superficie de terminación con un PCM interno (Figura 4), un material de cambio de estado (en torno a los 23ºC) que ayuda a simular el efecto de una capa interior de gran masa térmica, pero de gran delgadez. Al mismo tiempo el prototipo incorpora un suelo flotante cubierto con 8 cm de cerámica que sirve como almacenamiento de calor sensitivo gracias a su alta densidad (Figura 5).

4.1.4. Ventilación pasiva.

La ventilación pasiva no sólo consigue aclimatar la estancia interior en determinados momentos del año, sino que, además supone controlar en cierta medida la calidad de aire de la sala.

La estrategia de ventilación de las condiciones interiores de los espacios combina la renovación de aire por salubridad in cumplimiento con CTE HS3 y la configuración en módulos individuales (Figura 6). Ello permite su resolución de manera independiente en cada estancia, atravesando los cerramientos exteriores (con aireadores en las carpinterías), y extrayéndolos gracias a la chimenea solar inclinada situada en la cubierta de cada unidad.

Ello permite compatibilizar estrategias de ventilación pasiva con el cumplimiento de dicha normativa, tanto en condiciones de invierno como de verano.

Figura 6: Esquema de ventilación pasiva de la vivienda (verano día –imagen superior- e invierno día -inferior)

4.1.5. ventilación de la fachada activa.

La terminación de los módulos de la vivienda se realiza mediante una fachada ventilada cerámica. La solución constructiva añade rejillas ajustables que son capaces de cambiar la tasa de ventilación de la cámara intermedia entre la cubierta y los interiores de los módulos (Figura 7).

Durante los días de calor, en las zonas de la fachada expuesta al sol se tienen estas compuertas abiertas, favoreciendo la circulación del aire en la cámara, favoreciendo la disipación del exceso de radiación (que produce el aumento de la temperatura de las piezas cerámicas).

En estaciones frescas esta cámara permanecería lo más estanca posible, cerrándose las rejillas, favoreciendo el mantenimiento del calor acumulado en las piezas de cerámica por radiación solar, y disponiendo una nueva capa de aislamiento adicional gracias a la resistencia térmica proporcionada por la cámara de aire poco/nada ventilada.

En los módulos de la cocina y del salón, esta ventilación activa de la fachada se ve reforzada por el efecto de evapotranspiración generado tras las piezas cerámicas de la fachada norte, tal y como se explicará en el apartado de estrategias de enfriamiento pasivo.

4.1.6. Color y absortividad

Aunque no exista innovación alguna en esta estrategia, como técnica tradicional de regulación del grado de absorción solar, también es utilizada en el proyecto para conseguir mejorar la eficiencia energética de la vivienda.

4.1.7. Aislamiento acústico

Entre las estrategias bioclimáticas de la envolvente también se encuentra el estudio acústico del edificio. La envolvente del edificio no sólo asegura el efecto pasivo de la vivienda, sino que, por el tipo de aislante instalado, también asegura una fuerte absorción acústica a ruido aéreo y de impacto, cumpliendo sobradamente con el CTE HR.

Además se ha tenido especial hincapié en situar los elementos de mayor producción de ruido interno a la vivienda en un módulo independiente (el módulo técnico), asegurando mayor confort a los habitantes.

En cuanto a la reverberación, que podía ser un problema en una vivienda de un diseño interior con mobiliario situado fundamentalmente en el perímetro a modo de armario y con pocos elementos decorativos adicionales, queda sobradamente solucionada con la elección del material de acabado interior: el corcho. Ello permite dejar los diferentes habitáculos más “pulcros”, asegurando un correcto confort acústico interior.

4.1.8. Economía constructiva, durabilidad y tradición

El pensamiento bioclimático introduce la idea fundamental del aprovechamiento de los recursos naturales, de una manera consciente y lógica, por ello propone la utilización de recursos locales. En este sentido el proyecto aboga por una economía constructiva, basada en estudios del patrimonio andaluz, que es llevado al presente mediante un lenguaje arquitectónico contemporáneo en la apuesta por la durabilidad y versatilidad, al tiempo que reciclabilidad.

De ahí que de la tradicional casa-patio andaluza, y del efecto bioclimático más popular  andaluz: la evapotranspiración del botijo (recipiente de barro cocido poroso, diseñado para beber y conservar fresca el agua), surge una lectura transversal de reinterpretación que es traducida en Patio 2.12.

Ello nos permite tomar las mejores cualidades de cada una de ellas, pero tecnificándolas hacia el presente, haciéndolas más ecoeficientes (Figura 8).

4.1.9. Gráficos comparativos de temperatura exterior, interior y de confort

A continuación se presentan los resultados de las simulaciones térmicas realizadas con el prototipo Patio 2.12, indicando, a lo largo de una semana en el mes de diciembre y otra en el mes de junio, las gráficas de temperatura prevista en el exterior e interior del módulo de sala de estar y del patio. Puede observarse el grado de amortiguamiento y el carácter pasivo del proyecto.

4.2. Tipo de vidrio utilizado

4.2.1. vidrio de baja emisividad (low-e).

Las carpinterías utilizadas todas tienen rotura de puente térmico con un vidrio 8+12+4+12+8 de baja emisividad, consiguiendo una transmitancia 0.7 W/m2K. Se ha buscado un valor medio que permite aislar lo suficiente en verano de la radiación solar, al tiempo que permita el paso de los rayos solares durante el invierno. Asimismo aparecen diferentes técnicas de sombreamiento de los huecos que han sido estudiados y simulados con el software avanzado de Autodesk ECOTEC, optimizando las dimensiones de los mismos para conseguir unos niveles de iluminación natural óptimos para cada actividad en los diferentes módulos minimizando el consumo energético en la utilización de la iluminación artificial.

 

4.2.2. Control de la radiación solar

El patio contiene una doble cubierta que permite regular las condiciones climáticas del corazón de la vivienda, influyendo directamente sobre las condiciones higrotérmicas de las diferentes estancias.

La primera cubierta es de vidrio, y permite que se dé el efecto invernadero cuando se desee en este espacio. La segunda está formada por una “parra artificial” que da sombra al patio y cuya inclinación puede ser regulada por domótica.

 

Radiación exterior

El estudio de la radiación exterior en las fachadas se tiene en cuenta para la evapotranspiración. Ya que para que este proceso sea lo más efectivo, se debe llevar a cabo en aquellas fachadas donde la radiación solar sea la menor posible.

Luxes interiores

Los huecos tienen hacia su exterior unas contraventanas formadas por la propia cerámica de la fachada, pero perforada, y colgada de unos postigos que permite su abatimiento de manera que en función de los requerimientos lumínicos y visuales, éstas pueden permanecer abiertas o cerradas, con independencia de que la ventana, situada en la cara interior, lo esté.

Esto admite tener un adecuado nivel de confort lumínico y visual (Figura 11). Mientras que en días de invierno podemos tomar la suficiente iluminación del patio, puesto que las lamas se orientan para recibir la máxima iluminación, no sería necesaria la apertura de estas piezas de cerámica. Sin embargo, en días de verano cuando las lamas se colocan de manera que el patio esté lo más sombrío posible, se realiza el abatimiento de dichas piezas logrando mantener un nivel de luxes en el interior de similares características.

Incidencia solar en huecos

La radiación solar en el interior de los módulos se tiene en cuenta para la apertura de huecos, buscando tener una entrada mayor y más directa en los meses de invierno y menor en los meses de verano (Figura 12).

 

Además de la incidencia de los rayos de sol, se realiza un estudio del espacio interior en referencia al soleamiento y sombras interiores que se producen. Esto se lleva a cabo mediante el uso de la proyección estereográfica que nos indica la posición del sol en cada momento y la percepción interior del espacio que tenemos si nos situamos en el centro del mismo. De esta forma, controlamos ambos aspectos. Asimismo, nos permite saber en qué instante aparecerá el sol a través del hueco (Figura 13).

4.3. Distribución interior de los espacios

4.3.1. Zonificación. El patio como habitación.

La organización espacial de la vivienda se realiza de manera compacta en torno a un patio abierto y acristalado como elemento de conexión y  relación con el resto de unidades que albergan los distintos usos  y funciones de la casa. De esta manera se pueden establecer unas condiciones diferentes de confort a las habitaciones y al corazón central (no equipado por sistemas artificiales).

El mantenimiento de las condiciones de temperatura y humedad del patio se confía a su envolvente, con gran capacidad de regular la ventilación y la radiación solar incidente. El resto de dependencias, a excepción del cuarto técnico, contarán con sistemas activos de renovación para mantener el ambiente interior dentro de los niveles de confort cuando los sistemas pasivos no sean suficiente.

La zonificación reduce los espacios de climatización sin renunciar al espacio aportado por el patio, lo que significa una menor demanda y un consume menor de energía. Es este llamado “patio” un espacio híbrido entre exterior e interior, siempre presente en nuestra cultura Mediterránea durante siglos, utilizado como elemento de tránsito o de relajación entre el interior doméstico  y el exterior; y que se incluye aquí como fuente moderna para mejorar la eficiencia energética del edificio.

4.3.2. Factor de forma

El uso del patio como un espacio abierto o cerrado permite cambiar la superficie acondicionada, y por lo tanto el factor de forma del edificio (la relación entre la superficie de su envolvente y su volumen) entre 1,4 y 1,0, en verano e invierno respectivamente, llegando a los ideales de los climas cálidos y los climas fríos (Figura 14). Un factor de forma más elevada permite una capacidad de cambio más alto y disipación de calor en los climas cálidos, mientras que un factor de forma menor reduce al mínimo la pérdida de energía durante el invierno.

4.4. estrategias pasivas de calefacción

4.4.1. espacio solar

La configuración flexible de la pared de cerramiento acristalado del patio permite su transformación en un espacio cerrado, como un invernadero, o en un espacio de cubierta acristalada, pero ventilado en sus lados, e incluso ventilado en algunos puntos de su techo. El patio acristalado se convierte en un invernadero potencial durante el día de invierno, un colector de energía solar térmica convertido en sistema pasivo de calefacción que beneficiará a todas las habitaciones adyacentes (dormitorio, cocina, salón y módulo técnico). Sin embargo, el techo del patio tiene algunos lamas orientables para el control de la cantidad de radiación (evitando el exceso no deseado y el sobrecalentamiento que podría producirse incluso en la temporada de invierno). Durante la noche en estaciones frías, el patio invernadero se utiliza como un espacio intermedio dispuestos como un cojín de aire o de barrera entre los espacios interiores acondicionados y el entorno exterior. Las lamas orientables se doblan durante la noche de invierno para reducir el intercambio radiante desde el interior hacia el cielo nocturno.

Las lamas del patio optimizan las estrategias pasivas, ya que dependiendo de su orientación se consiguen los requerimientos necesarios para situaciones de invierno o verano. En el primero, buscando la mayor entrada de radiación solar, y en el segundo caso, la menor.

 

4.4.2. Funcionamiento cohesionado bioclimático para calefacción

Muchas de las diferentes estrategias ya enunciadas entran en juego como herramientas pasivas de calefacción. A continuación se pretende describir el funcionamiento completo integral que dota al edificio de un fuerte componente bioclimático pasivo para calefacción (Figura 15).

En días fríos la ventilación de la cámara de aire inferior se anula, haciéndose estanca gracias al cierre perimetral de unas bandas neumáticas hinchables, funcionando entonces como capa aislante. De igual modo las compuertas que permiten la ventilación perimetral de la cámara de aire de la fachada se cierran, quedando herméticamente cerradas y evitando el puente térmico gracias a la inclusión de aislante de vacío en la propia lama abatible. La evapotranspiración de la fachada norte se anula. Con todo ello, junto con el material propiamente aislante tanto de cubierta como de fachada y suelo, así como con el material de cambio de estado, se consigue un gran amortiguamiento y gran inercia térmica, que es traducido en temperaturas interiores menos alterables, con menores saltos térmicos respecto el exterior y menor oscilación térmica entre los picos máximos y mínimos. Además se consigue, dada la inercia, que durante la noche el suelo y las paredes irradien calor, gracias al calor sensitivo almacenado por la propia composición constructiva.

Los estanques exteriores quedan poco sombreados en invierno por los edificios, permitiendo la reflexión de la luz del sol. El vidrio de baja emisividad evita la disipación de calor interior mientras que el cierre perimetral del patio permite disminuir el factor de forma al tiempo que se consigue el efecto invernadero durante el día gracias a su cubrición transparente. Ello dificulta la pérdida de cargas hacia el exterior, favorecido por los vientos dominantes, ya que el conjunto edificado se convierte así en un todo construido. El patio se transforma en un captador de energía diario, tal y como se ha explicado en el punto anterior, que permite calefactar gratuitamente las estancias perimetrales, mientras que por la noche es un colchón térmico que minimiza las pérdidas térmicas.

Figura 15: Estrategias pasivas de calefacción. Invierno noche (a), y día (b)

 

4.5. Estrategias de enfriamiento pasivo

4.5.1. Pre-enfriamiento del aire por evapotranspiración (verano)

El acabado cerámico del prototipo añade un sistema de riego capilar que consigue que ésta se enfríe y humidifique gracias a un proceso de evaporación del agua contenida (transpiración natural como en los botijos tradicionales). La solución constructiva de la envolvente permite tomar esta ventaja de las fachadas sin exposición directa solar (especialmente la norte y posiblemente la este) para enfriar la cámara de aire situada entre la pieza cerámica exterior y la capa interior del recinto. El acabado interior de estas piezas impide que la cámara se sature de humedad, dando cumplimiento a la calidad del aire, pero consiguiendo una temperatura cercana a la de rocío.

Este aire frío de la cámara, de entre 5 y 10 grados en comparación con el exterior, es canalizado hacia el interior a través de algunos aireadores motorizados colocados en la base del cerramiento de la pared, que cuentan con unos sensores de temperatura tanto en el interior de la vivienda como en el exterior, permitiendo programar mediante domótica cuándo deberán permanecer abiertos o cerrados para producir la condición de free-cooling que disminuye claramente los gastos energéticos por refrigeración.

Ésta es una solución sujeta a patente.

Sistema de riego

Se propone un sistema de humectación de la cerámica de la fachada ventilada que debe tener en cuenta su integración en la fachada así como la forma de humedecer la cerámica, de manera que permita empaparla sin aumentar la humedad de la cámara ventilada.

Se trata de una pieza para construir una fachada ventilada con paneles cerámicos a los que se les acopla un sistema de riego por goteo en su cara interior y una membrana líquida elástica que cubre toda esta cara interior e impide que la humedad de la pieza cerámica regada se transfiera al interior de la cámara.

El panel cerámico a emplear será tipo terracota, el cual tiene una porosidad que permite que el agua goteada desde su cara interior evapore por su cara exterior. Esta evaporación provoca un enfriamiento de la pieza cerámica y por tanto de su cara interior. Con la membrana impermeable adherida a la cara interior de la pieza cerámica se consigue que no se traspase humedad a la cámara de aire con lo que el aire de esta cámara se enfría sin incremento de humedad. De esta forma, si se comunica este aire enfriado de la cámara con el interior del edificio, se consigue un enfriamiento sin aumento de humedad lo cual constituye una forma de refrigerar sin consumo energético.

Para conseguir la humectación, han de adherirse a la cara interior del panel cerámico unas tuberías de riego por goteo con goteros del tipo “sin presión” y en el contacto de estos goteros con la cerámica hay que interponer una pieza de fieltro que distribuye la gota que sale del gotero por la superficie de la cerámica.

 

4.5.2. Funcionamiento cohesionado bioclimático para refrigeración

En días calurosos se repliegan las bandas elásticas perimetrales de neumático, permitiendo la ventilación de los 30cm de la cámara inferior sobre la que se asientan los cuatro módulos y el patio (Figura 16). Asimismo, las compuertas situadas en la parte baja de la cámara de aire del cerramiento se abren, activándose la evapotranspiración de la fachada norte del módulo de la cocina y del salón, produciendo un enfriamiento de la temperatura del aire que se sitúa en la misma. La compuerta de cada chimenea solar se abre, permitiendo la ventilación transversal de los módulos. El material propiamente aislante tanto de cubierta como de fachada y suelo, así como con el material de cambio de estado, consigue un gran amortiguamiento y gran inercia térmica, que es traducido en temperaturas interiores menos alterables, con menores saltos térmicos respecto el exterior, y menor oscilación térmica entre los picos máximos y mínimos. La composición del vidrio de baja emisividad minimiza la entrada de radiación solar directa durante el día, a lo que se suman las protecciones solares.

Los estanques exteriores quedan completamente sombreados por la propia edificación, sirviendo como intercambiador de un preenfriamiento gratuito para los aparatos de climatización. El patio se abre, permitiendo ventilar mucho más la casa, disipando mucho más el calor almacenado, al tiempo que el factor de forma aumenta considerablemente. La protección solar del patio se activa durante el día, el vidrio se repliega evitando que se produzca el efecto invernadero favoreciendo la ventilación completa del patio y de los módulos.

 

 

4.6. Sistemas semipasivos.

4.6.1. Compuertas automatizadas de admisión de aire con rotura de puente térmico.

La regulación de entrada de aire de la cámara de aire al interior de las estancias para la ventilación pasiva se realiza domóticamente mediante una compuerta motorizada. En función del grado de humedad, del contenido de CO2, así como de la temperatura tanto interior como exterior, dicha compuerta de polietileno al que se le adhiere un  material aislante al vacío gira gracias al uso de un pequeño motor eléctrico de muy bajo consumo.

4.6.2. Ventilación ajustable inferior

La vivienda se eleva 30 cm sobre el terreno. Esta cámara permite la libre circulación de aire durante el verano, que beneficia a la disipación de calor a través de un suelo permanentemente ventilados. La presencia de estanques exteriores próximos a la casa contribuye a refrescar esta cámara de aire.

Sin embargo, un sistema neumático automatizado instalado en todo el perímetro de la vivienda (Figura 17) permite limitar esta ventilación en invierno, convirtiéndose en un espacio semi-estanco aislante inferior.

 

4.7. Diseño exterior bioclimático

4.7.1 viento y brisa

El prototipo presenta un perfil aerodinámico muy irregular en su perímetro, con entrantes y salientes, que favorecerá la aparición de zonas de sobrepresión y depresión en contra del viento (Figura 19). Esta diferencia de presión entre los diferentes tramos de las fachadas ayudará a la renovación del aire interior del patio, y como consecuencia, del resto de los espacios que están en contacto con ella. Las paredes acristaladas del patio se proyecta a través de carpinterías practicables para permitir que el flujo de aire a través de ellos. Los sistemas de protección solar se incorporan al mismo nivel para regular la radiación solar, mientras que los estanques junto a estas aberturas humidifican y enfrían el aire que pasa a través de estas paredes.

Zona de estancia exterior al norte

La zona de estancia exterior, se dispone al norte de la casa, donde la incidencia del sol es menor gracias a la sombra que proyectan los módulos de la casa (Figura 20)

ESTANQUES EN EL EXTERIOR

Se disponen 3 estanques en el exterior, con surtidores de agua, para refrescar por evaporación del agua el ambiente exterior. El efecto del surtidor, también hace el agua del estanque no se caliente en exceso.

Se ha dispuesto el estanque de mayor dimensión al norte, donde se garantiza el mayor número de horas de sombra. Este estanque, que también cuenta con surtidores para mantener fresca el agua, sirve como intercambiador de un sistema de enfriamiento gratuito diseñado para la climatización activa de la casa. Según el sistema diseñado, unas baterías de enfriamiento, se colocarán delante de cada fancoil, haciendo pasar por ellas el agua enfriada gratuitamente mediante el estanque norte. El aire, antes de llegar al fancoil se “pre-enfriará” gratuitamente.

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