Una casa con calefacción solar pasiva no necesita paneles solares para calentarla o enfriarla. Más bien, la energía utilizada para calentar y enfriar una casa procede directamente del sol a través de los tragaluces y las ventanas. Parte de esa energía se almacena en las paredes y suelos del edificio para utilizarla por la noche y en los meses más fríos.
Con un buen aislamiento y ventilación, materiales adecuados, y un diseño y ubicación de la casa bien pensados, es posible reducir los costes de calefacción y refrigeración parcialmente o, en algunos casos, completamente. Si se combina con una bomba de calor de fuente de aire alimentada por electricidad solar, la energía solar pasiva puede ayudar a los propietarios a alcanzar calefacción y refrigeración netas.
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Cómo funciona la calefacción solar pasiva
Una de las principales virtudes de una casa con calefacción solar pasiva es su carácter pasivo. Una vez creados los elementos de un sistema de calefacción solar pasiva, la casa se calienta sola, de forma silenciosa y con poca intervención humana. Aquí tienes algunas consideraciones importantes.
Eficiencia energética
La forma más barata de energía es la que nunca se utiliza. El primer paso para diseñar una casa con energía solar pasiva es invertir en eficiencia energética.
Las claves para mantener una casa con energía solar pasiva son puertas y ventanas bien selladas, ventanas de doble o triple cristal ventanas,%20electrodomésticos%20y%20calentadores%20de%20agua%20de%20alta%20eficiencia%20y un excelente aislamiento. Por sí sola, una casa bien aislada puede ahorrar hasta un 20% de los costes de calefacción y refrigeración de una casa. Una casa bien aislada es también una casa más limpia, más resistente a los contaminantes atmosféricos y acústicos, las plagas, los virus y las bacterias.
Buena ubicación, buenas ventanas
En el hemisferio norte, las ventanas orientadas al sur obtienen la máxima exposición al sol cuando no están obstruidas por árboles, edificios de varias plantas u otros edificios. (Trabaja con los vecinos en una servidumbre solar para aumentar tu exposición solar). Para la calefacción, se recomiendan seis horas de sol directo en las horas centrales del día. Para la refrigeración en los meses más cálidos, las persianas de las ventanas, los toldos u otras cubiertas ayudan a mantener la casa fresca.
En climas más fríos, donde la exposición al sol del sur es más limitada, los cristales inclinados en lugar de verticales (como en las claraboyas de un tejado inclinado) resultan más eficaces. Incluso en climas costeros, la radiación solar difusa creada por la nubosidad habitual puede proporcionar niveles significativos de calor que las ventanas bien inclinadas pueden captar.
Las ventanas de triple acristalamiento son cada vez más comunes, especialmente en la construcción de edificios nuevos. El espacio entre las capas de acristalamiento suele estar relleno de gases inertes e inocuos que minimizan la pérdida de calor.
Las ventanas especialmente tratadas también pueden aumentar la temperatura de las ventanas hasta 15 grados F en tiempo frío, reduciendo aún más los costes de calefacción. Por supuesto, también ayuda mantener limpias las ventanas y los tragaluces.
Buena circulación del aire
No hace falta entender la segunda ley de la termodinámica para saber que el calor fluye de lo caliente a lo frío. Al igual que los huracanes y ciclones se alejan del ecuador hacia los polos, el aire caliente circulará por la casa hacia las zonas más frías.
Las casas verdaderamente pasivas se limitan a dejar que la entropía siga su curso, sin utilizar dispositivos mecánicos o eléctricos para hacer circular el aire. Otras casas diseñadas con calefacción y refrigeración solar pasiva pueden utilizar ventiladores, conductos y sopladores. «Los «puentes térmicos», como las paredes de materiales de construcción altamente conductores, también permiten que el calor pase de una habitación a otra.
La circulación del aire también aporta aire fresco filtrado del exterior con una mínima pérdida (o ganancia) de calor. Una circulación de aire adecuada también es importante para reducir la condensación y mantener la casa libre de moho.
Almacenamiento de calor
Conocida como masa térmica, los materiales utilizados en la construcción de la casa (como las losas de hormigón, las paredes de ladrillo, los suelos de baldosas y los paneles de yeso, pero también los muebles de la casa) absorben el calor del sol y lo liberan en la casa por la noche o durante los meses fríos. Durante los meses más cálidos, la masa térmica absorbe y almacena el calor del interior de la casa cuando se necesita refrigeración. Los suelos o paredes de colores más oscuros absorben más calor que los colores claros.
La masa térmica es lo que estabiliza las temperaturas dentro de una casa. A diferencia de las casas que queman una cantidad importante de combustible para elevar la temperatura de una habitación en una mañana fría de 63 a 69 grados F, las habitaciones de una casa solar pasiva tienen menores fluctuaciones de temperatura. Es mucho más eficiente energéticamente subir o bajar la temperatura de una habitación un grado que seis, por supuesto, así que mantener una casa dentro de un rango de temperatura estable consume mucha menos energía.
Controles de temperatura
La temperatura en el interior de las casas con calefacción solar pasiva depende tanto de la temperatura exterior como de la cantidad de radiación solar que entra. Un día soleado de invierno puede ser más cálido en el interior que un día nublado a finales de la primavera. Del mismo modo, un día soleado a principios de la primavera puede ser más caluroso en el interior que un día nublado a mediados del verano.
Los controles de calor ayudan a moderar estas diferencias: Una rejilla de ventilación en el tejado puede disipar el exceso de calor, mientras que una pérgola o un toldo sobre las ventanas expuestas al sur pueden proporcionar sombra estacional. Asimismo, los arbustos altos utilizados como seto de privacidad pueden bloquear los vientos invernales. Una planificación inteligente significa que la mayoría de estos controles se autorregulan y necesitan poca intervención humana.
Limitaciones de la calefacción solar pasiva
Aunque la calefacción y refrigeración solar pasiva funciona mejor en algunos lugares que en otros, su eficiencia y sencillez hacen que funcione en más sitios de los esperados. Aun así, hay límites.
Calor sostenido, no inmediato
Las casas solares pasivas funcionan manteniendo un espacio vital confortable, no proporcionando calor instantáneo a demanda. Aunque las casas bien diseñadas en ubicaciones privilegiadas a veces pueden depender únicamente de la calefacción solar pasiva, la mayoría de los sistemas solares pasivos actúan como calefacción de carga base, mientras que los sistemas mecánicos (bombas de calor, calefacción eléctrica, estufas de leña, etc.) se utilizan para proporcionar calor a demanda.
Ubicación, ubicación, ubicación
Como todo en el sector inmobiliario, la ubicación es importante. Mientras que para calentar una casa en invierno en latitudes septentrionales puede ser necesaria una calefacción suplementaria, para enfriar una casa en verano en latitudes meridionales puede ser necesaria una refrigeración suplementaria. El diseño del edificio debe adaptarse al clima.
En las latitudes septentrionales, sin embargo, las viviendas suelen tener tejados inclinados, lo que aumenta su exposición a la radiación solar de las partes superiores del cielo. Un tejado en forma de V invertida puede captar más horas de luz solar directa que un tejado plano.
Costes iniciales y plazos de amortización
Construir o adaptar un edificio puede ser caro, pero no tanto como se podría pensar. Construir una casa nueva con energía solar pasiva sólo supone entre el 3% y el 5% del coste de la construcción. En Estados Unidos, cada año se construyen 1,4 millones de viviendas nuevas, por lo que siempre hay un gran mercado potencial para la calefacción y refrigeración solar pasiva.
Dado que la mayor parte de los beneficios de una casa con calefacción solar pasiva se producen en el diseño y la construcción del edificio, es más difícil (y más caro) adaptar una casa a la energía solar pasiva que empezar desde cero.
El rendimiento de la inversión se obtiene al reducir las facturas de calefacción y refrigeración, dependiendo de la cantidad de exposición al sol que tenga el edificio y del precio, a menudo variable, de la calefacción y la refrigeración. En un clima septentrional, con un edificio readaptado que redujo su consumo de energía en un 45%, el retorno de la inversión fue de tan sólo 7,7 años. En un clima meridional, en una vivienda nueva que redujera su consumo energético en un 30%, el periodo de recuperación de la inversión era de 10 a 13 años.
En cualquier caso, los beneficios a largo plazo superaron los costes.
Perspectivas de la tecnología solar pasiva
La tecnología utilizada para la calefacción solar pasiva sigue mejorando, con nuevos materiales de vidrio, procesos de acristalamiento, aislamiento más eficiente, herramientas digitales para medir la radiación solar, el rendimiento de las ventanas, y el uso de la energía, lo que facilita la planificación y el diseño de un sistema de calefacción solar pasiva con éxito. Llegar a una casa de red cero es cada vez más fácil».