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El concepto bio-climático, fué establecido por Grecia en el pasado, la metrópoli griega estaba edificada pensando en el sol, esta técnica de edificación fue adoptada por los romanos a finales del imperio, mas tarde la civilización árabe por sus trazados urbanos, a mediados del siglo XIX con el carbón y la industria se dejó de pensar en el sol, a mediados del siglo XX la abundancia de petróleo, gas y electricidad, la construcción estaba supeditada al consumo exponencial de recursos energéticos, hemos llegado a principios del siglo XXI y de tanto quemar hemos calentado el planeta, acabando con la mitad del petróleo y gas existente, alterando seriamente la dinámica ambiental en la que estamos inmersos.
Las previsiones descritas para los próximos años por los expertos en climatología, indican que la mitad sur de España sufrirá un acentuado y persistente déficit hídrico, así como incremento de la temperatura en la época estival, acentuándose más en el interior que en la costa.
La situación climática cambiante, representa un notable incremento de la insolación anual para volver a pensar en el sol, que darán paso a nuevas urbanizaciones bio-climáticas con criterio autosuficiente, mediante energía renovable.
Finalmente la producción mundial de petróleo y gas ha llegado a su cenit, con un declive continuo e irreversible hasta su fin, la rapidez con que llegue a su final, depende de nosotros al cambiar a otra fuente de energía no agotable, como es la que el sol nos ofrece, repensando las técnicas pasadas para su utilización, antes de que la naturaleza nos imponga razonamientos mucho más severos, que en estos momentos inciden implacablemente y progresivamente, sobre la sociedad que otros han diseñado persiguiendo fines lucrativos.
La mayor parte de la energía que consumimos, se utiliza para calentar agua, (calefacción, procesos industriales diversos y agua caliente sanitaria) estas necesidades requieren pequeñas variaciones de temperatura.
Es un despilfarro termodinámico, utilizar una fuente de energía concentrada como el petróleo o gas, para estas aplicaciones en zonas de notable insolación como el 70% del territorio Español.
La fuente energético-solar es gratuita, limpia e inagotable y su utilización permitirá reducir notablemente nuestra dependencia energética de los combustibles fósiles.
España por su situación geográfica dispone de una media de 2.800 horas de sol anuales equivalentes a 1.600 Kw/h/m2 de energía.
La disposición actual de las unidades de colectores, permite captar solamente la radiación solar proyectada sobre el colector, las reducidas horas de sol en invierno (7 horas) que es cuando más falta hace, al contrario de lo que ocurre en verano con (13 horas) de sol, esta característica que el sol presenta, da lugar a sobredimensionar las unidades de colectores para satisfacer parte de la demanda térmica en invierno, mientras que en verano las necesidades térmicas son muy reducidas, produciendo sobrecalentamientos tan perjudiciales en los circuitos.
El proyecto descrito supone una notable innovación para viviendas familiares de nueva construcción, en el suministro de calefacción, refrigeración y agua caliente sin tener que depender de electricidad, gas o gas-oil, el diseño compensa el déficit de radiación solar en invierno, con el superávit en verano, de manera que la captación solar del sistema dispuesto, permite multiplicar por (2 veces) la energía obtenida en invierno y en verano la energía se utiliza para enfriar la vivienda, al final de la primavera y verano la energía del sistema es aprovechado para prolongar la utilización de la piscina, quedando así el sistema balanceado térmicamente y aprovechada toda la energía producida por el sistema de captación.
Este sistema permite reducir a la mitad, la superficie de los actuales sistemas de colectores solares para calefacción, agua caliente y piscina, reduciendo considerablemente la superficie de la cubierta y por su configuración la unidad solar no es visible desde el exterior.
Cosechando correctamente el sol podemos obtener sobradamente, las necesidades derivadas de calefacción, refrigeración y agua caliente que día tras día utilizamos en nuestros hogares.
El proyecto piloto que se describe, supone un reto técnico y esta basado en criterios bio-climáticos y autosuficiencia en energía (utilizando únicamente el sol), para su aplicación a edificaciones familiares de nueva construcción, en zonas soleadas de nuestro país, sin sobrecostos que incidan en el precio final de la construcción y poder disponer del confort solicitado en cada estación climática, sin que ello afecte a la estética de la edificación.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL EDIFICIO
El diseño que se pretende, está constituido por un edificio de dos plantas de constitución rectangular, orientado el eje longitudinal (E-O), con una superficie media construida por apartamento de 70 m2, la planta de cubierta es plana a modo de terraza con faldones periféricos y el consiguiente drenaje de pluviales, el cerramiento está constituido por ladrillo de medio pié, en la cara interior, aislamiento de poliestireno y tabicón enfoscado en el exterior, esta disposición permite mantener la suficiente inercia térmica en el interior del recinto, adecuando las superficies acristaladas, para obtener un Km=0,50 Kcal/h/m2.
El sistema de captación solar se constituye en la planta de cubierta, mediante colectores solares térmicos de tipología plana, asistidos en sus laterales superior e inferior por superficies especulares (condensadores de radiación estáticos), cuyo dimensionado y configuración permiten obtener el efecto multiplicador energético estacional que se persigue.
En invierno la proyección del sol en su movimiento diurno aparente y en nuestra latitud describe un ángulo máximo de 30º, en primavera y otoño el ángulo es de 45º y en verano de 78º, las horas de radiación solar efectivas en invierno son la mitad que en verano y para obtener las necesidades térmicas requeridas por la vivienda, necesitaríamos disponer una superficie de captación muy superior a la planta de cubierta que dispone la edificación, que afectaría sensiblemente la configuración y la estética del conjunto, desafortunada técnica utilizada en la actualidad.
La configuración del sistema de colectores en la terraza permite captar prácticamente la totalidad de la radiación solar que incide sobre la superficie de la edificación, con una muy notable reducción de la superficie de colectores solares, reduciendo sustancialmente el costo de este componente.
El almacenamiento térmico es efectuado por un acumulador central de la capacidad adecuada, en función del sistema de captación y que permite disponer de varios días de suministro energético de calefacción y agua caliente para días de nula o reducida insolación.
Para el suministro de agua caliente se dispone de un depósito de capacidad suficiente para abastecimiento de varios días sin insolación, también el suministro de agua caliente puede ser efectuado a través del acumulador central.
El suministro de calefacción es mediante suelo radiante, la aportación térmica es efectuada a través del acumulador central.
La piscina amplía su periodo de disfrute, desde mayo hasta septiembre y en función del microclima de ubicación (valle o montaña).
El sistema de refrigeración es del tipo compresor termodinámico (1), la energía térmica es aportada por el acumulador central y la unidad condensadora es la masa de agua de la piscina.
La energía eléctrica es producida por una unidad fotovoltaica, dimensionada para las necesidades del usuario.
Compresor termodinámico (1) Sistema termo- mecánico para impulsar fluidos mediante la energía térmica del sol a (60ºC), captada por colectores solares de tipología plana, el cual ha sido concebido en orden de obtener notables ventajas respecto a otros sistemas de impulsión, que utilizan la energía del sol, el principio está basado en un fluido motor en estado de vapor, con bajo punto de ebullición sometido a la temperatura generada por el sol en el foco caliente y temperatura ambiente en el foco frío. La sociedad y el medioambiente se podrán beneficiar al disponer de unidades individuales de potencias comprendidas entre 2 y 10 KW, posibilitando y potenciando nuevas instalaciones que actualmente por su emplazamiento no son viables o bien soportan elevados costes de infraestructura energética como tendidos eléctricos, generadores diesel, así como reemplazar las unidades de producción de frío eléctricas en hostelería y viviendas.
