Calefacción Solar. Sistemas pasivos de calentamiento 2. Captación solar directa.

Captación solar directa

Como hemos explicado en anteriores artículos, dentro de los sistemas calefacción solar o sistemas pasivos de calentamiento que se dan en arquitectura bioclimática, encontramos tres sistemas.

  • Captación solar directa.
  • Captación solar indirecta.
  • Captación solar independiente.

En este artículo trateremos de explicar uno de los tipos mas comunes de calefacción solar, la captación solar directa, que consiste simplemente en la utilización de la radiación solar que entra directamente por los huecos de fachada, para calentar las estancias.

En este apartado, el sistema más convencional e importante son las ventanas captoras, que serán ventanas con orientación sur, con un límite que establece Edward mazria en su libro “the passive solar energy book” de 25º hacia las orientaciones este y oeste, donde se podrá captar un 90% de la radiación solar que incide en la orientación sur.

Ventanas captoras
Ventanas captoras

El tamaño y tipo de carpintería de estas ventanas determinará la temperatura promedio de un espacio durante el día, desde este estudio, pondremos nuestro límite máximo de superficie de ventana captora, cuando en verano, debido a que este elemento será la parte más frágil de la envolvente, se pudiera sufrir sobrecalentamiento del edificio aun utilizando las estrategias pasivas de refrigeración.

Proceso de captación solar
Proceso de captación solar

Después de la captación de radiación solar por medio de los huecos acristalados, parte de esa energía se tendrá que almacenar en los paramentos de la vivienda, es por ello que necesitamos de la utilización de una inercia térmica alta, para su posterior utilización durante la noche.

 

En el proceso de acumulación y distribución la temperatura de estos paramentos fluctuara, y su misión será en la medida de lo posible, mantener una temperatura interior constante, para ello la distribución de la radiación dentro del local será crucial para mantenerse dentro de los limites de confort y no crear sobrecalentamientos.

 

En invierno durante la noche, se pierde aproximadamente un 65% de la energía, y durante el día aproximadamente un 35%, esto quiere decir, que si dimensionan los huecos para captar radiación solar que consiga abastecer las estancias durante 24 horas, será necesario almacenar un 65% de la energía captada para su uso en horario nocturno, si esta energía no llegara a almacenarse quiere decir que en algún momento del día se sufrirá sobrecalentamiento, y consiguientemente durante la noche no se alcanzara la zona de confort.

 

Edward mazria, en su libro antes citado, nos muestra un estudio donde da varios consejos para conseguir que se utilice toda la inercia disponible en la vivienda, y no solo donde llega a impactar la radiación solar.

 

  • Por cada m2 de captor solar, se necesitara un mínimo de 9 m2 de superficie de paramento con buena inercia térmica.
  • La inercia térmica debe estar compuesta por los suelos, las paredes y techos de la estancia a calefactar.
  • Para poder repartir la energía de la radiación solar, o bien se pueden colocar vidrios traslucidos que generen una luz difusa y reparta la radiación sobre los diferentes paramentos, o colocar vidrios trasparentes con la radiación solar incidiendo sobre un paramento de color claro, para que la radiación solar pueda dispersarse sobre todas las superficies disponibles.
  • El suelo de las estancias a calefactar podrá tener un tono más oscuro que el resto de paramentos, ya que propiciara que reciba más radiación y que por estar en la parte del local, este calor se perciba más confortable.
  • Los elementos que no posean inercia térmica como puedan ser falsos techos de escayola o cartón-yeso se pintaran con colores blancos para que reflejen la mayor parte de la radiación recibida.

 

Captación solar
Captación solar

Con los parámetros estudiados hasta ahora vamos a realizar una comparativa en una vivienda unifamiliar de caracteristicas estandar pero con gran inercia termica interior, dentro del ambito climatico de Salamanca.

Se van a modificar las superficies de los huecos de la fachada sur, y estas modificaciones se relacionaran con la superficie útil de las estancias a las que sirven.

En la siguiente gráfica se muestran los resultados obtenidos para los dos tipos de vidrios. un vidrio doble estandar, y un vidrio doble con camara de argon de 12 mm.

Análisis ventanas captoras
Análisis ventanas captoras

Para una vivienda que cumpla los requisitos del Código técnico de la edificación, y convenientemente sombreada y ventilada, aproximadamente a partir de una superficie de 0.28 m2 de ventana captora por m2 superficie útil, con ambos vidrios se corre el riesgo sufrir temperaturas por encima de la zona de confort, durante las épocas más calurosas, por lo que se intentara en la medida de lo posible no pasar de esta cifra.

 

Como podemos observar el ahorro que supone esta estrategia es considerable ya que podemos llegar a ahorros superiores al 65% de la demanda energética de calefacción frente a una vivienda sin captación solar, y un coste que no tiene porque ser superior a una vivienda convencional.

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