Viviendas Solares. Arquitectura, Pautas Básicas de diseño

Las viviendas solares son edificios que utilizan la energía solar para ganar energía térmica, calentar agua y producir electricidad. La casa solar esta formada por un núcleo aislado térmicamente y capaz de acumular calor. Se orienta hacia el norte (para el hemisferio sur) o hacia el sur (para el hemisferio norte) una galería de vidrio, también llamada invernadero o jardín de invierno. Esta práctica genera una ganancia térmica entre 30 al 40% de las necesidades de calefacción.

Para construir una casa solar es imprescindible la orientación adecuada y evitar o eliminar barreras que impidan la correcta incidencia de los rayos solares. Las principales funciones del edificio se desarrollan en el núcleo. Los espacios calefaccionados se deben agrupar en las fachadas norte y este (en el caso del hemisferio sur). Los locales de servicio, escaleras, pasillos, baños y aseos se sitúan en la zona trasera.

Metodología de diseño y cálculo aplicada en Arquitectura Solar

Objetivo: Optimizar la relación entre el comportamiento energético del edificio, el destino final del mismo y el clima del lugar, de modo que la edificación mantenga con un mínimo o nulo aporte de energía exterior las condiciones de confort.

Metodología de la Arquitectura para una Vivienda Solar

1. Análisis de lugar: Deberá tenerse en cuenta:
   1. Latitud y altitud de la zona de emplazamiento.
   2. Duración en intensidad de radiación solar.
   3. Temperatura y variabilidad del aire exterior.
   4. Temperaturas medias anuales.
   5. Humedad relativa.
   6. Precipitaciones.
   7. Intensidad, frecuencia y dirección de vientos.
   8. Grado de nubosidad y frecuencia.
2. Pautas de diseño: Deberá tenerse en cuenta
   1. Orientación, para aprovechar la acción de vientos, luz e intensidad de radiación solar.
   2. Planeamiento de los volúmenes en relación con las dimensiones de los muros, puertas, ventanas y la altura e inclinación de los techos.
   3. Color y textura de los materiales y revestimientos interiores y exteriores.
   4. Complementos para regular el clima interior de las viviendas solares, como ventanas, persianas, cortinas, aleros, etc.
   5. Uso del follaje y planta para filtrar parcial o totalmente la insolación y atenuar los efectos del viento en las viviendas solares.
3. Características constructivas: Deberá tenerse en cuenta
   1. Almacenamiento del exceso de calor en la masa del edificio.
   2. Enfriamiento del edificio durante la noche por efecto de radiación y convección del aire exterior.
   3. Movimientos anuales de las sombras proyectadas por los cuerpos circundantes, ya sean naturales o artificiales.
   4. Temperatura de las superficies interiores para regular el intercambio térmico por la radiación del cuerpo humano, así como la adecuación de la temperatura para lograr confort.
4. Parámetros de diseño: Deberá tenerse en cuenta
   1. Forma de captación. (directa o indirecta).
   2. Forma de transmisión de calor. (activa o pasiva).
   3. Acumulación.
   4. Restitución.
   5. Conservación.
5. Balance térmico

En términos generales, las condiciones térmicas de un edificio dependen de la magnitud de las pérdidas y ganancias de calor que está teniendo en un momento dado. La vivienda solar tenderá a calentarse cuando las ganancias de calor sean mayores que las pérdidas, y a enfriarse en la situación contraria. En cualquiera de los dos casos se puede llegar a condiciones interiores de disconfort, las cuales, en situaciones extremas, exigirán sistemas de climatización artificial (refrigeración y/o calefacción) para ser contrarrestadas.

De acuerdo al método de la ecuación del balance térmico el equilibrio térmico de un edificio ocurre cuando la suma de las pérdidas y ganancias de calor es igual a cero.