Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Arquitectura bioclimàtica

Arquitectura bioclimàtica

L'arquitectura bioclimàtica entra dins del que s'anomena energia solar passiva. Aquest tipus d'arquitectura utilitza elements naturals del lloc (el sol, el vent, l'aigua, sòl i vegetació) per aconseguir edificis tèrmicament eficients capaços de satisfer les exigències de confort tèrmic, independentment de l'ús de sistemes d'aire condicionat.

L'enfocament bioclimàtic està relacionat amb el principi de l'autosuficiència i la constatació que els principals fenòmens que incideixen negativament en el medi ambient són causats pel consum de grans quantitats d'energia no és renovable, combustibles fòssils o energia nuclear. La construcció és un sector altament contaminant perquè la majoria de les emissions de gas i CO 2 provenen dels sistemes d'aire condicionat i calefacció afavorint el canvi climàtic i l'efecte hivernacle.

L'objectiu de l'arquitectura bioclimàtica és el control del microclima intern, amb estratègies de disseny passives que, en minimitzar l'ús de sistemes mecànics, maximitzen l'eficiència dels intercanvis de calor entre l'edifici i l'entorn.

L'arquitectura bioclimàtica defineix les característiques geomètriques i estructurals de l'edifici, la seva ubicació i orientació de tal manera que s'adapti a les diferents condicions climàtiques.

En general, en les regions de clima temperat hi ha tres fases tèrmiques que corresponen a diferents requisits de construcció:

  • Hivern: cal fomentar la irradiació solar a les parets i finestres per escalfar l'interior; L'alt aïllament tèrmic del recinte també és necessari per conservar la calor acumulada.
  • Estiu: és necessari protegir l'edifici de la radiació solar amb sistemes d'ombra, tenir cobertes d'alta massa i, per tant, una alta inèrcia tèrmica, així com afavorir la ventilació natural de l'edifici.
  • Mitjana temporada: requereix la combinació de solucions de refredament i calefacció.

Tipus de captació d'energia en l'arquitectura bioclimàtica

En l'arquitectura bioclimàtica podem distingir tres tipus de captació d'energia: La captació directa, la captació indirecta i la captació separada.

captació directa

Es denominen sistemes passius de captació directa els sistemes arquitectònics que representen un aprofitament immediat i fàcil, per exemple, els habitatges orientats capten l'energia solar del sol directament; però aquest no és l'únic requisit per poder parlar d'habitatge solar. Aquesta forma d'aprofitament de la radiació solar és un clar exemple d' energia solar passiva.

Els sistemes directes han d'incloure, a més, components per controlar les pèrdues energètiques de les nits hivernals i les exagerades pujades de temperatura a l'estiu. Indubtablement, els sistemes passius directes de l'energia solar són propers als tradicionals.

captació indirecta

Es denominen sistemes passius de captació indirecta els sistemes arquitectònics en què, mitjançant un captador, es condueix la calor cap a l'interior de l'habitacle integrat dins la seva estructura.

Dels sistemes passius de captació indirecta, sobresurt l'anomenada paret Trombe, inventada per Michel Tromble: es tracta d'un vidre a sobre d'un mur massís negre mat que fa d'acumulador i de difusor de la calor a l'interior de la casa. Aquest simple dispositiu pot representar un important estalvi energètic.

En climes càlids, però, s'han de tenir en compte els problemes amb l'excés d'energia tèrmica que es pateixen a l'estiu, que també es poden solucionar amb la implementació d'uns alerons o para-sols que mantinguin el mur a l'ombra.

Un altre sistema consisteix a substituir una paret o el sostre amb bidons de metall negre plens d'aigua o captadors negres, respectivament. En tots dos casos, els dipòsits d'aigua escalfarien durant el dia, i durant la nit, aïllats de l'exterior, deixarien anar l'energia tèrmica a l'interior de la casa.

captació separada

Es denominen sistemes passius de captació separada els sistemes arquitectònics que, mitjançant un captador, condueixen l'energia tèrmica cap a l'interior de l'habitacle i que estan separats de l'habitatge, però no allunyats.

En el cas en que estiguessin allunyats, no es podrien anomenar passius, ja que es necessitaria un transport forçat i estaríem parlant d'escalfadors solars d'aire. En aquest sistema, la radiació solar es recull en una càmera de vidre, que es pot usar hivernacle agrícola, separada de l'habitatge per una superfície captadora.

Integració d'energies renovables

Els edificis als quals s'ha considerat una arquitectura bioclimàtica, a més de l'ús de l' energia solar passiva es solen instal·lar sistemes addicionals d'energia renovable.

Mitjançant la integració de fonts d'energia renovable, és possible que tot el consum energètic sigui de generació pròpia i no contaminant. En aquest cas, l'objectiu és construir edificis 0 emissions. Els edificis energia plus són aquells edificis generen més energia de la consumida.

Les fonts d'energia renovable més utilitzades d'energies renovables són l'energia eòlica, l'energia solar fotovoltaica, l'energia solar tèrmica i fins i tot l'energia geotèrmica.

Mètode de l'arquitectura bioclimàtica

L'arquitectura bioclimàtica es basa en tres eixos:

  • Capturar la radiació solar i aprofitar-la per a activitats domèstiques.
  • Transmetre l'energia solar i protegir-la.
  • Guardar l'energia o evacuar-la segons les necessitats.

Aquests requisits són essencials, especialment en regions més càlides (com les mediterrànies), ja que la captura i conservació d'energia a l'hivern sembla contradir la protecció i evacuació a l'estiu. Resoldre aquesta aparent contradicció és la base d'un disseny bioclimàtic ben entès.

Capturar i protegir de la calor

Les grans àrees de vidre sovint són útils en zones temperades.

La Revegetació és una tècnica per limitar el guany solar a l'estiu i reduir les pèrdues tèrmiques a l'hivern.

La Terra està inclinada sobre el seu eix respecte al pla de l'eclíptica en un angle de 23 ° 27 '. L'altura del sol a l'horitzó i el camí que recorre al cel varien durant les estacions.

A l'hemisferi nord, a la latitud d'Europa (al voltant de 45 ° de mitjana), a l'hivern, el sol surt al sud-est i es troba al sud-oest, mantenint molt baix a l'horitzó (22). ° en el solstici d'hivern). Només la façana sud d'un edifici rep la llum solar adequadament. Per capturar aquesta energia solar, és apropiat col·locar les principals obertures envidrades cap al sud.

El vidre deixa passar la llum, però absorbeix l'infraroig re-emès per les parets interiors que reben aquesta radiació solar, el que s'anomena l'efecte hivernacle. La radiació solar es converteix en calor per les superfícies opaques de l'edifici (parets, sostres i terres). És sobre aquest principi que es concep un edifici solar passiu: solar, perquè la font d'energia és el sol, passiva, perquè el sistema funciona sol, sense sistema mecànic.

Encara en l'hemisferi nord, a l'estiu, el sol surt al nord-est, es troba al nord-oest i està alt en l'horitzó al migdia (78 ° en el solstici d'estiu). Les façanes d'un edifici irradiat pel Sol es troben principalment els murs est i oest, així com el sostre. L'angle d'incidència dels seus raigs en les superfícies de vidre orientades al sud és alt. És aconsellable protegir aquestes superfícies de vidre mitjançant proteccions solars, dimensionades per bloquejar la radiació solar directa a l'estiu i deixar la màxima llum solar disponible a l'hivern.

En les obertures de les façanes est i oest, la protecció solar horitzontal té una eficàcia limitada, perquè els raigs solars tenen una incidència menor; Els protectors solars opacs (porticons), i fins i tot més vegetació decídua, són efectius en aquestes façanes. La vegetació persistent també és eficaç per a protegir els vents freds, sempre que no s'oposi al sol d'hivern.

A l'hemisferi nord, en latitud europea, una construcció bioclimàtica es caracteritza per:

  • Grans obertures al sud, perfectament protegides del sol d'estiu.
  • Molt poques obertures al nord
  • Poques obertures cap a l'est, excepte per a quarts d'ús d'hora, com cuines: sol del matí.
  • Algunes obertures cap a l'oest, especialment per a les habitacions, per protegir-se del sol ponent a l'estiu.

En un enfocament bioclimàtic, aquestes generalitats han d'adaptar naturalment segons l'entorn (clima, medi ambient, ...) i el ritme de vida dels usuaris de l'edifici.

Transformar / difondre la calor

Una vegada que es capta la llum solar, un edifici bioclimàtic ha de saber com convertir-lo en energia tèrmica i distribuir-la on sigui útil.

La transformació de la radiació sonar en calor es realitza a través d'un cert nombre de principis, per no deteriorar el confort interior:

  • Mantenir un adequat equilibri tèrmic.
  • No degradar la qualitat lluminosa.
  • Permet la difusió tèrmica pel sistema de ventilació i la conductivitat tèrmica de les parets.

En una construcció, la calor tendeix a acumular-cap amunt dels locals per convecció i estratificació tèrmica. La conversió a la calor de la llum s'ha de fer principalment a nivell del sòl. A més, l'absorció de llum per una paret la fa fosca i limita la seva capacitat per difondre aquesta llum. Aquesta absorció no ha d'evitar la dispersió de la llum en les àrees menys il·luminades, i no ha de generar contrastos ni reflexos.

Per tant, és important afavorir sostres molt clars per difondre la llum a les habitacions sense enlluernament, enfosquir els pisos per afavorir la captura d'energia en aquest nivell i utilitzar tons variables en les parets segons la prioritat que es doni a la difusió de la llum o la captura d'energia solar, i segons la necessitat de calor o frescor del local en qüestió.

Les tonalitats que més probablement converteixen la llum en calor i absorció són fosques (idealment negres) i més aviat blaus, les que són més capaços de reflectir la llum i la calor són clares (idealment blanques) i bastant vermelles. Així, un pot, mitjançant un simple joc de colors, dirigir la llum i després la calor cap a les zones que ho requereixen. Els materials mat amb una superfície granular (en particular els materials naturals) també són millors per capturar la llum i convertir-la en calor que les superfícies llises i brillants (efecte mirall, aspecte metàl·lic o lacat, etc.).

També es pot aconseguir una bona difusió de la calor (o frescor) mitjançant mètodes de ventilació adequats.

Sota un clima temperat, una construcció bioclimàtica dissenyada òptimament des d'un punt de vista tèrmic requereix pocs o cap sistema de calefacció o aire condicionat, per mantenir una temperatura interior d'entre 20 ° C a l'hivern i 25 ° C a l'estiu, dia i nit.

Mantenir la calor / frescor

A l'hivern, un cop capturada i transformada, l'energia solar s'ha de conservar dins de l'edifici perquè pugui utilitzar-se de manera oportuna. A l'estiu, és la frescor nocturna (que es detecta fàcilment amb una bona ventilació) que s'ha d'emmagatzemar de manera duradora per limitar el sobreescalfament durant el dia.

El mètode més simple és emmagatzemar aquesta energia en materials de construcció pesats, sempre que siguin accessibles i, per tant, no estiguin coberts amb aïllament tèrmic, d'aquí la importància de l'aïllament. Des de l'exterior, o possiblement l'aïllament distribuït.

L'emmagatzematge d'energia en els materials i el període de retorn utilitza el seu calor específica, el seu volum total, però també altres característiques físiques per determinar el seu rendiment energètic. Certes tècniques permeten millorar dinàmicament el període de retorn.

Valorant el medi ambient

El medi ambient (turons, boscos, ...), així com la vegetació plantada al voltant de la construcció també tenen un paper protector: com tallavents, optarem per les fustes toves al nord i les fustes dures al sud; Protegeixen de la radiació solar a l'estiu, però deixen passar la llum a l'hivern. Un punt d'aigua al davant de l'edifici, al sud, també proporcionarà una actualització d'un o dos graus a l'estiu.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 5 de febrer de 2019