Casas inteligentes:

El último punto a tratar, anteriormente mencionado, es el de las casas inteligentes. La crisis energética pasa por mejorar los rendimientos de cualquier aparato, y a su vez ahorrar energía de cualquier forma posible, desde cerrar el grifo de la electricidad de vez en cuando a no perder calor o idear sistemas automáticos de iluminación y calefacción que no requieran un plus de energía.
sistemas refrigeradores: La refrigeración natural o pasiva tiene por objetivo fundamental el conseguir el enfriamiento de una vivienda actuando sobre el propio diseño arquitectónico del edificio, lo que representa un ahorro energético y económico importante en forma de aparatos condicionadores, y a la vez garantiza una mejora del confort térmico de las viviendas durante la época estival. La refrigeración pasiva depende del clima del país y de las diferencias térmicas entre las estaciones. El clima mediterráneo se caracteriza por diferencias térmicas poco importantes entre invierno y verano, hecho que requiere un doble diseño arquitectónico que combine sistemas de captación solar con sistemas de refrigeración. Sólo diseñando conjuntamente con los dos criterios, obtendremos un comportamiento térmico global del edificio eficiente durante todo el año. Al igual que los sistemas de captación, los sistemas de refrigeración se pueden clasificar en tres grupos: pérdida directa, indirecta y separada. La refrigeración por pérdida directa incluye el enfriamiento por sombra o protección solar, la ventilación así como todos los procedimientos que enfrían el ambiente en ponerse en contacto con una fuente fría como evaporación, radiación y absorción por la masa térmica. Los sistemas de sombra evitan la entrada directa de la radiación solar a las viviendas, lo que evita el sobrecalentamiento estival. Estos elementos pueden ser fijos o móviles como también pueden consistir en cristales reflectantes o absorbentes. La ventilación natural es el sistema más utilizado en la mayoría de climas cálidos y húmedos por su funcionalidad. El movimiento del aire facilita la disipación del calor convirtiéndolo en un sistema útil para aumentar el confort térmico en el interior del edificio. El sistema más conocido y utilizado es el de ventilación cruzada o inducida, que consiste en la facilitación de la circulación de aire dentro de los edificios con grandes oberturas de entrada y salida de aire y evitando interponer obstáculos entre dichas aperturas. Otros sistemas son la chimenea solar o la torre de viento. Existen otros métodos de refrigeración por pérdida directa como son los sistemas de evaporación y absorción por masa térmica. La evaporación consiste en disminuir la temperatura del ambiente utilizando fuentes de agua cercanas al edificio. La absorción del calor por la masa térmica consiste en diseñar edificios de manera que la masa del mismo edificio pueda absorber el calor del interior durante el día, y darla por la noche. El ejemplo mas conocido de esta técnica es el construir casas medio enterradas. La refrigeración por pérdida separada obtiene el aire fresco en una zona separada del edifico a refrigerar como la tierra o un volumen de agua. El procedimiento se basa en hacer circular el aire exterior por un tubo enterrado o que atraviese el agua, el aire se enfriará más como más largo sea su recorrido antes de ser introducido en el edificio.
Sistemas de iluminación Los motivos principales para incluir la iluminación natural dentro del diseño de la vivienda hacen referencia al ahorro energético relacionado con la reducción de las necesidades de luz artificial en los edificios y la contribución a mejorar el confort lumínico. Para hacer un buen uso de la luz natural dentro de los edificios los puntos clave que hay que remarcar son la introducción de luz natural, directa, o reflejada en todos los espacios habitados, la gradación de la luz en cada espacio de la vivienda en función de la actividad que se va a realizar, la protección de aberturas de manera que sea posible reducir la luz en caso de sobrecalentamientos, y de demasiada luz y la disposición de las aberturas de manera que se pueda captar la luz desde dos o más orientaciones diferentes, importante en verano cuando hay que sombrear aberturas orientadas al sur y al oeste, para no vernos obligados a utilizar luz artificial en pleno día.
Arquitectura bio-climática. En el mundo de la arquitectura, el aprovechamiento de las condiciones climáticas y de los recursos naturales existentes, en especial la energía solar, para minimizar el consumo energético de un edificio se conoce como arquitectura bioclimática. La arquitectura bioclimática, también arquitectura solar pasiva, hace referencia a las aplicaciones en que la energía solar se capta, se guarda y se distribuye de forma directa, es decir sin mediación de elementos mecánicos. Se trata de diseñar y aportar soluciones constructivas que permitan que un determinado edificio capte o rechace energía solar según la época del año a fin de reducirla según las necesidades de calefacción o refrigeración o de luz. En estos casos el aprovechamiento de la radiación que llega al edificio se basa en optimizar la orientación y la definición de volúmenes y aberturas de los edificios, seleccionar materiales apropiados y utilizar elementos de diseño específicos y adecuados. Los principios de esta arquitectura están en el mismo diseño:
El entorno climático la forma, orientación y distribución del edificio los cierres, el aislamiento y la inercia térmica
El entorno climático El entorno climático, por su influencia directa con el confort térmico, es el primer factor a tener en cuenta a la hora de concebir un proyecto de arquitectura bioclimática. El entorno físico está directamente relacionado con el climático y hace referencia al emplazamiento de la vivienda. Los principales factores son: Altitud: La temperatura atmosférica disminuye entre 0,5 y 1ºC cada 100m Distancia al mar: El mar hace de regulador térmico, eleva el nivel de humedad y crea regímenes especiales de vientos denominados brisas marinas y de tierra. Orografía: Los sitios más elevados están más ventilados, reciben más radiación solar y tienen menos humedad que los valles y depresiones. Proximidad a vegetación: Para la acción del viento, hace de regulador térmico, actúa como filtro de polvo etc., el ruido y los contaminantes. Emplazamientos urbanos: Presencia de microclimas con aumento de temperatura, aumento de contaminación y posibles obstrucciones de la insolación entre las diferentes construcciones vecinas.
Forma, orientación y distribución: La forma de un edificio interviene de manera directa en el aprovechamiento climático del entorno a través de dos elementos básicos: La superficie y el volumen. La superficie de la vivienda por los intercambios de calor entre el exterior y el interior de un edificio, a mayor superficie más capacidad para intercambiar calor entre exterior e interior. El volumen del edificio está directamente relacionado con la capacidad para almacenar energía. Como más volumen, más capacidad para almacenar calor. Una manera de cuantificar la relación entre la forma de un edificio y su capacidad para intercambiar calor con el exterior es el factor de forma, que es el cociente entre la superficie del edificio y su volumen. Para climas fríos conviene un factor de forma pequeño entre 0,5 y 0,8; y para climas cálidos conviene uno grande, superior al 1,2. Otro aspecto que interviene en el mecanismo de intercambio energético entre la vivienda y el exterior es el color de la fachada, los colores claros en la fachada de un edificio facilitan la reflexión de la luz natural y por tanto ayudan a repeler el calor de la insolación. Por contra los colores oscuros facilitan la captación solar. La orientación determina la exposición del edificio al sol y a los vientos. La orientación sur del edificio es la más favorable en los climas mediterráneos.
Cierres, aislamiento térmico e inercia térmica: La principal función de los cierres de un edificio es preservar las condiciones interiores independientemente de las exteriores. Una de las maneras de conseguirlo es disminuyendo el intercambio de calor entre el interior y el exterior, de forma que los muros ejerzan una función de aislamiento térmico:
El grosor del material Las dimensiones del cierre Las propiedades termofísicas de los materiales que lo componen.
La transferencia de calor a través de los materiales se puede realizar mediante los siguientes mecanismos de conducción, convección y radiación. El efecto conjunto de los tres mecanismos de trasferencia de calor se expresa mediante el coeficiente global de pérdidas de cierre (K), que expresa la cantidad de energía calorífica disipada por un cierre por segundo, por metro cuadrado de superficie y por cada grado centígrado de diferencia entre la temperatura exterior y la interior, como más pequeña, más aislado estará. La masa de un edificio tiene la capacidad de almacenar energía en forma de calor, ésta puede ser liberada nuevamente al ambiente cuando la temperatura del entorno es menor a la temperatura de los materiales, así se consigue evitar las variaciones de temperatura dentro del piso. A eso se le llama inercia térmica, la capacidad de realizar eso; y se mide a partir de la capacidad térmica (C) a partir de la cantidad de calor que puede almacenar un elemento por unidad de masa en incrementar su temperatura un grado centígrado, como mayor, mejor: como más inercia térmica tienen, más ayudan a aislar el edificio y a mantener una temperatura constante en el interior.
Combinando un buen diseño, de sistemas de iluminación naturales con las formas de aprovechar el calor solar y las posibilidades reguladoras de muchos materiales y aislando bien todo el hogar, conseguiremos, con la incorporación de paneles solares en los edificios y casas, ser completamente autónomos energéticamente y además de no enviar energía calorífica a la tierra y así tampoco se va a calentar. Cuando todas las casas y edificios del planeta se construyan con estos criterios, entonces habremos ganado nuestra propia batalla contra nosotros mismos en busca de la energía verde perfecta.
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