El sol es una fuente de energía que podemos aprovechar para disminuir el consumo energético de nuestra casa. Pero la forma de aprovechar esa energía depende de la orientación de las fachadas de la vivienda. Debido a los movimientos que realiza la tierra con respecto al sol, la entrada de sol en los huecos de una casa no son los mismos a lo largo del día, pero tampoco en las distintas estaciones del año.
Movimientos Solares
La tierra tiene dos movimientos principales con respecto al sol:
– Uno de rotación sobre un eje inclinado, con un ciclo de 24 horas, que produce la distinción entre el día y la noche, con la cara iluminada por el sol como día y la cara opuesta como noche.
– Otro de traslación alrededor del sol, con un ciclo de 365 días aproximadamente, que produce la distinción entre las estaciones del año. En el solsticio de verano, el 21 de junio, es verano en el hemisferio norte, por la incidencia perpendicular de los rayos solares en el hemisferio norte, e invierno en el hemisferio sur, por la incidencia oblicua de los rayos solares en el hemisferio sur. Y al contrario sucede en el solsticio de invierno, el 21 de diciembre, es invierno en el hemisferio norte y verano en el sur.
Trayectoria del sol
Como consecuencia de los dos movimientos de la tierra con respecto al sol, tenemos distintas trayectorias del sol sobre el horizonte.
El sol siempre sale por el este y se pone por el oeste, tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur, debido a que la rotación de la tierra siempre es en el mismo sentido. Lo que cambian son las inclinaciones del sol con respecto al eje norte-sur:
En invierno, la trayectoria solar es mucho más inclinada, y el amanecer y el ocaso se producen debajo del eje este-oeste, por lo que una fachada orientada al norte nunca tendrá sol en invierno. En cambio en verano la trayectoria solar supera el eje este-oeste por lo que a primera hora y a última del día entrará sol por las ventanas orientadas al norte si ningún obstáculo se lo impide.
Estas inclinaciones y trayectorias solares son distintas para cada meridiano terrestre, que son las líneas imaginarias horizontales, de distinta latitud, que circundan la tierra. Las “cartas solares” definen las distintas trayectorias solares a lo largo del año, diferenciándose por la latitud. Este dato es importante a la hora de elegir la inclinación de las placas solares de cualquier vivienda con respecto al plano horizontal, porque la orientación de las placas siempre será la sur para el hemisferio norte y la norte para el hemisferio sur, al ser esta orientación la que más horas de sol recoge.
Orientación solar en arquitectura
A la hora de proyectar una casa, es muy importante tener en cuenta la orientación de ésta. La energía solar no sólo se puede aprovechar de forma activa con paneles solares, sino que la forma más económica de aprovecharla es de una forma pasiva, como en la arquitectura bioclimática, aprovechando las distintas inclinaciones del sol a lo largo del año, permitiendo entrar los rayos de sol en invierno que es cuando se necesitan y bloqueándolos en verano para no sobre-calentar las habitaciones.
¿Cual es la mejor orientación para una casa?
La mejor orientación para una vivienda, sin duda, es la orientación Sur para los que nos encontramos en el hemisferio norte, y por contra, la norte para los que se encuentran en el hemisferio sur. Es la orientación que permite una mayor entrada de sol por las ventanas orientadas en dicha fachada en invierno, que es cuando se necesita, y en verano, podemos evitarla con una simple cornisa. Esta forma de proyectar es propicia de climas templados donde existe una inclinación mayor de los rayos solares en invierno, y en cambio en verano los rayos son más perpendiculares.
Beneficios de la entrada de sol en una casa
El sol no sólo lo podemos aprovechar captando su energía con paneles solares, la entrada de sol directo en una habitación puede proporcionar una buena dosis de rayos infrarrojos. Los rayos infrarrojos tienen propiedades bactericidas, por lo que las habitaciones soleadas, previenen la formación de mohos y bacterias, que pueden proliferar en sitios oscuros dando lugar a casas enfermas.
Pero muchas veces no podemos elegir la orientación de las fachadas de la casa, y debemos conformarnos con la que nos viene dada, aunque siempre podremos sacar partido de cualquiera, conociendo sus virtudes y defectos:
Orientación norte
Hablamos de la orientación norte en el hemisferio norte y de la orientación sur en el hemisferio sur.
Ventajas de la orientación norte
Esta orientación puede captar mucha luz indirecta sin los inconvenientes del sol directo. Es ideal para iluminar despachos o zonas de trabajo en las que es mejor una iluminación difusa.
Es la mejor orientación para para climas cálidos o para el verano de climas templados, cuando tratamos de captar el mínimo de energía calorífica del sol, ya que únicamente entrará sol directo a primera hora del día y última de la tarde, por lo que se puede obstaculizar de forma sencilla.
Inconvenientes de la orientación norte
Al no disponer de entrada de sol directo, en climas fríos o templados, no es una orientación aconsejable. El gasto energético en calefacción será muy superior a cualquier otra orientación.
Orientación sur
Hablamos de la orientación sur en el hemisferio norte y de la orientación norte en el hemisferio sur.
Ventajas de la orientación sur
En climas fríos y templados es la mejor orientación, es la que mayor número de horas al día capta energía del sol, pudiendo llegar a ser el único aporte de calefacción de una vivienda proyectada para ello, donde el aislamiento juega un papel fundamental. En cualquier caso el gasto energético en calefacción se reduce considerablemente.
Inconvenientes de la orientación sur
En climas templados durante el verano, el sol puede llegar a ser un inconveniente, pero dado que la inclinación de los rayos solares es mucho menor en verano que en invierno, llegando a ser prácticamente perpendiculares al terreno, resulta sencillo evitar la captación de energía del sol con aleros, cornisas y retranqueos de ventanas calculados para ello. La orientación sur tampoco es aconsejable en los casos en los que no queramos entrada directa del sol, por deteriorar los colores y estropear los muebles, o en lugares de trabajo donde es molesto, pero estos inconvenientes se pueden evitar con la colocación de protectores solares.
Orientación este
Ventajas de la orientación este
En la orientación este el sol entra por las mañanas. Si se elige para ubicar los dormitorios, es ideal para las personas a las que les gusta que les despierten los primeros rayos de sol. Es una buena orientación para el verano o para climas cálidos, puesto que el sol entra por las mañanas, que suelen ser más frescas que las tardes cuando el aire está más recalentado.
Inconvenientes de la orientación este
En climas calurosos, donde cualquier sol es excesivo, se aconseja protecciones solares en las ventanas, se puede aconsejar del tipo lamas, para permitir la entrada de luz sin sol directo.
Orientación oeste
Ventajas de la orientación oeste
La orientación oeste capta el sol durante la tarde hasta el ocaso, puede ser muy agradable en invierno, aunque en verano, es la peor orientación.
Inconvenientes de la orientación este
En climas templados o cálidos no es aconsejable esta orientación al sumarse el aporte de energía del sol, al aire caliente. Deberemos utilizar protectores solares como persianas, toldos o lamas. Los colores oscuros en las fachadas están completamente desaconsejados puesto que absorben mejor la radiación.
Efecto invernadero
Los rayos solares pueden atravesar materiales transparentes sin apenas pérdida de energía. Estos rayos calientan el aire y los materiales en los que inciden. Si cerramos un espacio detrás de una superficie acristalada, los rayos solares calentarán aire y paredes de detrás de los cristales, y como se trata de un espacio cerrado, el calor queda atrapado dentro con lo que la temperatura del interior tiende a subir.
A nivel planetario la atmósfera cumple la misma función que una superficie acristalada, no dejando salir el calor al espacio exterior y elevando paulatinamente la temperatura global. Algunos gases, los llamados de “efecto invernadero” como el CO2 o el metano, ayudan a que esto suceda más rápidamente.
El efecto invernadero, que tan perjudicial puede ser para el planeta y por el que se firmó el protocolo de Kyoto, es una ventaja a tener en cuenta a la hora de proyectar una casa. Bien utilizado, podemos disponer de un calentador solar gratuito para toda la casa, siendo el primer paso para disponer de casas autosuficientes.
Casa solar pasiva
Se denomina casa solar pasiva, aquella que de una forma pasiva, utiliza la energía solar para el acondicionamiento térmico de la vivienda, pudiendo no llegar a utilizar ningún otro sistema de climatización activo, es decir no solar.
Las casas solares funcionan principalmente en los climas templados, donde hay suficiente sol para calentar una casa y no hace demasiado calor que haga huir del mismo.
La energía solar se capta primero, después se almacena y por último se cede al ambiente de forma gradual.
La captación solar se puede producir por medio del efecto invernadero, colocando vidrios adecuadamente orientados para dejar entrar los rayos de sol. Para ello se tiene en cuenta la inclinación solar en cada época del año, muy inclinados en invierno, produciendo sombras muy largas, y muy perpendiculares en verano, produciendo sombras cortas.
La acumulación de la energía solar se produce por medio de la inercia térmica de materiales como el agua o la piedra que, igual que tardan mucho en calentarse, también tardan mucho en ceder el calor que han ganado.
La cesión de calor al ambiente se produce por las tres formas de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Conducción cuando la superficie calentada por el sol, cede su calor al aire en contacto con con esta. Convección cuando se produce una circulación de aire, por efecto del calentamiento de un elemento por el sol que hace que el aire en contacto con dicho elemento ascienda provocando una corriente circular en la habitación. Radiación cuando los paramentos calentados por el sol irradian calor a otros a su vez.
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