Feature Descriptions

Se consideran puentes térmicos a las zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de la uniformidad de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, por penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc., lo que conlleva necesariamente una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos.

Los puentes térmicos son partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones superficiales, en la situación de invierno o épocas frías; y su consideración y estudio forma parte esencial en la configuración de las fachadas bioclimáticas.

2.4.16 Aislamiento térmico

El aislamiento térmico de cualquier material es la capacidad del mismo para oponerse al flujo de calor, y se cuantifica por la resistencia térmica. Se expresa en m2 · º K / W.

El aislamiento térmico de un elemento constructivo está vinculado a los tres mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación; y las soluciones constructivas de aislamiento en fachadas se clasificarán por ello en los siguientes cuatro tipos:

1. Aislamiento conductivo (materiales aislantes) 2. Aislamiento convectivo (cámaras de aire ventiladas) 3. Aislamiento radiante (superficies reflectantes)

4. Aislamiento orgánico (superficies vegetales absorbentes)

El aislamiento térmico tiene como objetivo el dificultar las transmisiones de calor del interior al exterior y viceversa, para evitar las pérdidas de calor en períodos fríos y a la ganancia del mismo en épocas cálidas. Es fundamental tanto en las fachadas como en los huecos acristalados.

2.4.17 Permeabilidad al aire

Es la propiedad de una ventana o puerta de dejar pasar el aire cuando se encuentra sometida a una presión diferencial. La permeabilidad al aire se caracteriza por la capacidad de paso del aire, expresada en m3/h, en función de la diferencia de presiones.

La permeabilidad de las carpinterías de los huecos y lucernarios de los cerramientos que limitan los espacios habitables de los edificios con el ambiente exterior se limita en función del clima de la localidad en la que se ubican.

La norma europea EN 12207 establece una clasificación de las ventanas en función de la cantidad de aire que las atraviesa en posición cerrada debido a un diferencial de presión (fuerza de viento), en 5 clases: 0,1,2,3 o 4, siendo la 4 la más estanca.

2.4.18 Efecto invernadero

El efecto invernadero se trata de un sistema pasivo de captación directa u aprovechamiento solar en invierno a través del uso del vidrio en la envolvente del edificio. Esta estrategia combina la ganancia solar con la inercia térmica, aprovechando las características ópticas del vidrio.

El vidrio es transparente (deja pasar) a la radiación de onda corta (radiación solar representada en color

amarillo en la figura 2.6, mientras que es opaco (no la deja pasar) a la radiación de onda larga (infrarrojo térmico representado en rojo) y que es mediante la cual se devuelve parte de la energía captada (calor) hacia el

exterior. Al incidir la radiación solar sobre un vidrio, ésta se ve transmitida en un porcentaje muy elevado, pasando al interior del espacio confinado e incidiendo sobre los elementos sólidos del mismo (paredes, suelo) que la absorben así mismo en un porcentaje muy elevado. Estos elementos aumentan su temperatura

emitiendo, a su vez, radiación de onda larga (devolviendo parte de la energía captada) la cual no puede escapar debido a que el vidrio es opaco a esta longitud de onda. Por tanto, la temperatura, en este espacio confinado, aumenta. La longitud de onda de la radiación solar que llega a la tierra se encuentra comprendida, en su mayor parte, entre 300 y 3500nm. Los vidrios, por su parte, son permeables a la radiación de onda corta, es decir, longitudes de onda menor de 2500 nm, lo que supone la mayor parte de la radiación, dado que sólo supera este valor el 3%. Hay que tener en cuenta que la transmitancia no coincide necesariamente con su transparencia, ya que algunos plásticos transparentes son opacos a la radiación solar.

Por el método de transmisión de la convección (flechas curvas de la figura 2.6.), el aire del espacio invernadero extrae energía de los elementos masivos (techos, suelo, paredes, etc.) aumentando su temperatura.

Figura 2.6. Esquema del efecto invernadero en construcción [11] 2.4.19 Ventilación natural

Como se verá más adelante, la ventilación aparece como una estrategia bioclimática de múltiples aplicaciones en condiciones de verano, motivo por el cual, ha sido objeto de utilización y empleo a lo largo de todos los tiempos.

La ventilación natural es aquélla que se obtiene mediante técnicas naturales, sin necesidad de emplear ningún dispositivo mecánico. La diferencia de temperatura, la diferencia de densidad, que ésta provoca, y la velocidad y presión del viento son los mecanismos que se emplean solos o combinados para mover el aire.

Directa Ventilación natural pura

Cruzada

Recalentamiento en fachada Recalentamiento en cubierta Chimenea solar

Ventilación forzada natural

Chimenea de viento de una boca Ventilación inducida

Chimenea de viento de múltiples bocas Tabla 2.3. Técnicas de ventilación natural [14]

Figura 2.7. Esquema tipos de ventilación [14]

En los edificios, la ventilación cubre un conjunto de exigencias higiénicas y de bienestar necesarias para hacer más saludable y agradable la estancia en un espacio abierto o cerrado, mediante la renovación del aire viciado o molesto, o mediante la recirculación del aire-sin necesidad de sustituirlo- para reducir la sensación de calor en ambientes sobrecalentados al favorecer la evapotranspiración.

Por tanto, se trata de una estrategia bioclimática de refrigeración pasiva que suele utilizar ambas técnicas combinadas.

No hay que olvidar que pese a la sostenibilidad de esta técnica de climatización, la ventilación natural también trae consigo ciertos problemas: descontrol, al no poderse cuantificar la cantidad de aire renovado; ruido, al ser necesario abrir el edificio al exterior; introducción de polvo, polen y olores, al no disponer generalmente de dispositivos de filtración; y frío o calor excesivos, cuando el edificio se encuentra situado en climas extremos. 2.4.20 Radiación solar

La radiación solar es la energía que recibe la Tierra procedente del sol en forma de ondas electromagnéticas, y medida en vatios por metro cuadrado (w/m2).

La energía solar incidente en una superficie terrestre se manifiesta de tres maneras diferentes: - La radiación directa es, como su propio nombre indica, la que proviene directamente del sol.

- La radiación difusa es aquella recibida de la atmósfera como consecuencia de la dispersión de parte de la radiación del sol en la misma. Esta energía puede suponer aproximadamente un 15% de la radiación global en los días soleados, pero en los días nublados, en los cuales la radiación directa es muy baja, la radiación difusa supone un porcentaje mucho mayor. Por otra parte, las superficies horizontales son las que más radiación difusa reciben, ya que "ven" toda la semiesfera celeste, mientras que las superficies verticales reciben menos porque solo "ven" la mitad de la semiesfera celeste.

- La radiación reflejada es, como su propio nombre indica, aquella reflejada por la superficie terrestre. Esta energía es evacuada en una longitud de onda distinta a la recibida, por lo que, al no encontrarse dentro del rango visible, se dificulta la percepción de este fenómeno.

Cuando la superficie de cualquier material recibe radiación solar, una parte de la misma es reflejada (RS: reflectividad o coeficiente de reflexión, ú albedo) y la restante es absorbida (A: absorbicidad o coeficiente de absorción) y emitida en forma de energía calorífica (E: emisividad o coeficiente de emisividad).

El balance final de este intercambio será igual a cero, de forma que la energía incidente será igual a la energía emitida, ya que en caso de no ser así, la temperatura tendería a subir o a bajar por la diferencia de energía. Este concepto es importante dentro de las aplicaciones bioclimáticas puesto que supone la base de algunas estrategias bioclimáticas como el calentamiento pasivo por ganancias solares o el enfriamiento por radiación.

Figura 2.8. Diagrama de los intercambios energéticos en la superficie terrestre [16]

2.5. MÉTODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR