Bienvenid@ a la Casa Solar Pasiva
Una forma sencilla de combatir el calentamiento global...
a la vez que se calienta la casa.
Apuntes de un superviviente de la aventura de la autoconstrucción
¿QUE QUIERE DECIR "SOLAR PASIVO"?
La arquitectura solar pasiva consiste en volcar el diseño del edificio hacia la captación de la energía solar por medio de la propia estructura - normalmente las paredes, las ventanas y los suelos. No hay nada mas que los elementos constructivos para conducir el calor solar hacia el interior del edificio- ni bombas, ni agua, ni electricidad. No hay ruidos ni circuitos. No hay patentes por medio, ni elementos de alta tecnología. Simplemente el ladrillo, el hormigón, la piedra o el adobe y la ventana. Al atravesar el cristal, la radiación solar se transforma de onda corta a onda larga, y no puede salir de nuevo- el efecto invernadero. Además, al ser una superficie de captación vertical, el ángulo solar es más directo (y así mas intenso) en el invierno, y más oblicuo (menos intenso) en el verano. Así pues, una vez construido, un edificio bien orientado recibe el máximo calor solar justo cuando más lo necesita. Pasivamente.
Prototipo Trombe-Michel (1962): arquitectura solar con muro acumulador. Odeillo
(Francia)
¿PORQUE LA ARQUITECTURA SOLAR PASIVA?
Energía: El consumo medio de energía de una casa en nuestra franja de latitud (35-45º N) se distribuye aproximadamente así: 57% en calefacción, 20% en electricidad y luz, 15% en calentamiento de agua y 8% en cocinar. Es evidente, pues, que para conseguir el mayor ahorro, debemos de concentrarnos en el tema de la calefacción. ¿Como? Las placas fotovoltáicas no se prestan a este tarea, ya que es extremadamente ineficaz convertir una energía de alta pureza (electricidad) en calor. El sistema de calefacción por suelo radiante (que normalmente funciona a unos 40ºC) sí se puede adaptar a una batería de placas de agua, pero una casa de unos 150 m2 necesitaría unos depósitos de varios miles de litros de agua para sobrellevar un día nublado, además de un desproporcionado numero de m2 de placas para calentarlos. También, cuanto más agua en movimiento, mayor el riesgo de fugas. Así, pues, nos quedamos con la propia fachada sur (en el hemisferio norte) como superficie de captación y acumulación.
Ahorro: Desde una perspectiva puramente egoísta, la arquitectura solar nos proporciona un gran ahorro, incluso hoy en día con los costes energéticos muy bajos (en nuestro propio caso, más de 6000 €/año). Teniendo en cuenta que al paso actual de explotación y consumo, se puede prever con toda seguridad la escasez y masivo encarecimiento de los productos petrolíferos dentro de los próximos 20 años, este ahorro será cada vez más grande. En nuestro caso, esto supone la amortizacíon del sobrecoste de la instalacíonen (aprox. 5,5% del coste total de la construcción) en menos de 8 años.
Independencia: Al minimizar nuestra dependencia de fuentes de energía compradas, nuestra tranquilidad se aumenta, a la vez que nuestro grado de libertad de tomar decisiones sobre la forma y la cantidad de trabajo remunerado que deseamos acometer. Este mayor libertad indudablemente se traduce en una subida de nuestra calidad de vida.
Solidaridad: Dado que el consumo de energía es el responsable de 70% del efecto invernadero, el limar al mínimo el 57% de ese consumo en la casa es un gigantesco paso adelante. En nuestro caso concreto, hemos constatado un ahorro anual de más de 1.650 Kg. de propano o 2.340 L de gasóleo, lo que equivale a 7,3 toneladas de CO2. También, cada edificio con estas características es un testigo irrefutable y fuente de inspiración para otros. En Odeillo (Francia), por ejemplo, mas de 20 apartamentos y casas aisladas han seguido el ejemplo del prototipo Trombe-Michel. Ojalá que este fuera el caso también en cualquier pueblo de la Peninsula Ibérica.
Apartamentos con muros acumuladores en Odeillo (Pirineo Frances)
1. Si vas a construir una casa aislada, seleccione la parcela con mucho cuidado. Con un solar bien orientado, ya tienes 50% de la batalla ganada. Si encima está en una ladera orientada hacia en sur, de forma que puedes enterrar la fachada fría (norte-oeste), aún mejor. El diseño óptimo es una casa alargada sobre un eje este-oeste, de forma que todas las dependencias importantes tengan ventanas mirando hacia el sur (en el hemisferio norte, evidentemente). Se puede localizar la despensa, el cuarto de baño, los pasillos y armarios etc., pegados a la fachada norte para formar una barrera más de protección. La cocina en el este resulta agradable para desayunar con el sol entrando por la mañana.
En su texto seminal, Alexander dice, 'Bién orientado, un edificio y sus jardines serán sitios alegres, llenos de actividad y el sonido de las risas. Mal orientado, no hay nada en el mundo para evitar que sean lugares silenciosos y lugubres.'
2. Sobredimensionar las ventanas en la fachada sur, y dejar las del norte al mínimo para proporcionar algo de ventilación cruzada en el verano.
3. Si eliges los suelos y paredes como la superficie para absorber la radiación solar ("captación directa"), estos deben de tener un color más bien oscuro.
Captación directa
Casa con captacíon directa -Valle de Lozoya (Madrid)
4. Por experiencia, sin embargo, nosotros recomendamos el uso de la fachada sur misma para absorber el calor ("muro acumulador"): hormigón armado con 30-35cm. de grosor, o bien con los comunes bloques de cemento, puestos en hilada a un pie o "a tizón", con las cavidades boca arriba, llenas de cemento (bien vibrado). Al exterior de este superficie se aplica cualquier pintura plástica con una buen elasticidad, de color negro, azul o marrón oscuro, y se chapa con cualquier tipo de cristal, dejando 10-15 cm de cámara para que se circule el aire. También se deja unos orificios en la parte superior y inferior del muro para que este aire entre en la parte superior de la habitación, arrastrando el aire frío del suelo de la sala y así formando un bucle de convección. El muro caliente proporciona un 70% del calor, y la convección lo demás. Este fuerte grosor del muro produce un retraso de 9-10 horas en la llegada del calor- hasta el momento preciso cuando más se necesite el aporte(ver gráfico de temperatura) .
Captación indirecta o de acumulación.
Casa aislada con muros acumuladores en Odeillo (Pirineo Francés)
5. Los muros no captantes (O, E y N)
tiene que estar bien aislados, evitando cualquier puente térmico. También,
cuanto más masa constructiva por dentro, mejor. Así, la pauta
normal es de colocar una cara más delgada al exterior (ejem. medio
pie de ladrillo o "a soga"), luego una cámara continua llena de aislante*,
seguida por una cara interior más gruesa (ejem. un pie de ladrillo
o "a tizón"). Asimismo, es preferible el uso de bovedillas de hormigón
en el forjado. Estas pesan un 30% más que las de cerámica, y
de paso cuestan menos.
*Los puristas insisten en la necesidad de un aislante que 'respira'- corcho,
bolas o trozos machacados de cerámica, etc., más que el impermeable
(y CFC-causante) polispan.
Dimensionado: En nuestro caso, (centro de la Península Ibérica), conseguimos un resultado altamente satisfactorio con una relación de 0,13 m2 de ventanas (sur) y 0,22m2 de muros acumuladores por cada m2 de superficie útil de la casa.
Fórmulas: ¿COMO FUNCIONARÁ TU DISEÑO?
Ganancias:
Las ganancias de calor mensuales se pueden calcular usando
la fórmula: R x i x p
x m2 donde
R es la máxima cantidad de radiación (en kilocalorias)
que puede incidir sobre una superficie vertical en cada mes a nuestra latitud,
i es el porcentaje medio de ese máximo que realmente llega (normalmente
disponible en forma de datos sobre "horas de sol" tomados en el aeropuerto
mas próximo)
p es el porcentaje de ese energía que se transmite hasta el
interior del edificio (68% a través de doble cristal de ventanas, 36%
a través de un muro colector, y
m2 es la superficie del colector (ventana o muro acumulador).
Pérdidas:
Las pérdidas de calor mensuales, se pueden
calcular usando la fórmula: K x 
T
x 720 x m2, donde
K es el factor de pérdidas (en Kilocalorias), (2,6 para las ventanas, 0,8 para los muros E, O y N -suponiendo nula pérdida a través de los muros acumuladores del S- y 0,27 para los suelos,
720 son las horas del mes, y
m2 es la suma de la superficie de cada elemento (suelos, ventanas, o muros).Si quieres mas precisión sobre el funcionamiento del edificio, puedes hacer un cálculo individual para cada habitación, aunque una idea a grandes rasgos del comportamiento del sistema completo sería suficiente para dimensionarlo.
Pérdidas por Infiltracíon de aire: K
x r x T
x 720 x m2, donde
K = 0,29 Kcal,
r es el numero de renovaciones de aire por hora (0,6 para una casa con buenas materiales), y
m3 es el volumen de aire.
Estos cálculos nos dan unos resultados como las siguientes:
PERDIDAS y GANANCIAS (en KCAL para febrero)
| Suelo | Ventanas | Muros E, O y N | Infiltr. | Total |
| 130.000 | 251.600 | 108.700 | 210.500 | 700.800 |
| Ventanas Sur | Ventanas E y O | Muro acumulador | Total |
| 398.500 | 91.000 | 360.510 | 850.010 |
En resumen, esto indica que el aporte de la energía solar para este caso concreto sería teóricamente más que suficiente para mantener la casa a una temperatura agradable.
