ENFRIAMIENTO PASIVO

Existen diversas tcnicas para evitar el sobre calentamiento de los espacios durante el perodo de verano. Entre estos se destacan: 1.- VENTILACION NATURAL

Esta es una de las estrategias ms antiguas de enfriamiento y uno de los puntos ms importantes a considerar por un arquitecto en sus diseos; como hacer que el aire se mueva en el espacio, para entregar la mayor confortabilidad a sus ocupantes.

Cmo hacer que se mueva, sin utilizar un medio mecnico o ventilador? El aire siempre se mueve fcilmente bajo una diferencia de presin. Las formas de crear diferencias de presin son bsicamente dos: - Usando la diferencia de presin que rodea al exterior del edificio causada por el viento. En donde es muy importante conocer los vientos predominantes del lugar en el que se proyectar. - Usando diferencia de presin que se produce en el interior del edificio. El aire caliente es menos denso que el aire fro, es decir los cuerpos de aire producen variaciones de presin, provocando que los cuerpos de aire caliente tienda a subir, mientras que fros tienden a bajar. Esto se conoce como stack effect o efecto chimenea.

Principios bsicos de ventilacin

Ventilacin Cruzada

La ventilacin Cruzada se produce en recintos, donde existen aberturas en muros opuestos, originando el flujo de aire ms ptimo a travs del espacio. A continuacin algunos ejemplos de ventilacin cruzada.

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Si las aperturas estn en murallas adyacentes, se puede mejorar la ventilacin con el uso de Wing walls (muros laterales). stos son paneles slidos verticales situados a un costado de las ventanas, perpendicular al muro en el que stas se ubican, en el sentido donde pega el viento en la vivienda. Estos muros laterales aceleraran la velocidad natural del viento, debido a las diferencias de presin originadas por su intervencin, lo que los hace muy efectivos cuando solo es posible ventilar los espacios a travs de un solo muro exterior.

Ventilacin de Enfriamiento Nocturno

Este es el proceso a travs del cual el calor es removido de la estructura del un edificio, dejando pasar el aire nocturno fri por las superficie del edificio, disminuyendo as la temperatura de paredes, suelos, cielos de las habitaciones.

Esta se utiliza en climas donde existen un gran delta de temperatura entre el da y la noche, ya que durante el da la construccin, particularmente conformada por materiales de alta densidad - muros anchos de baja transmitancia trmica (piedra, adobe u hormign), aslan el interior de las calurosas y extremas temperaturas durante el da, para luego ventilar durante la noche.

PROYECTO RESIDENCIAL EN DUBAI, FX Fowle Architects

Chimeneas Solares Trmicas Con el uso de chimeneas solares trmicas es posible incrementar el flujo convectivo del aire, aumentando las diferencias de temperatura dentro del sistema. Esto se logra empleando un colector de aire termosifnico, para temperar el aire despus de que es extrado desde los recintos habitables de un edificio. De esto modo, el aire calentado sube para ser expulsado desde una apertura superior.

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La estructura de este sistema es similar a la configuracin de una chimenea, de ah su nombre. Esta puede tener adems, una placa de metal negro que absorbe fcilmente el calor, situada en el interior, detrs de la placa vidriada, alcanzando altas temperaturas, por esto es importante aislarla del espacio interior. La chimenea debe sobrepasar la altura del la cumbrera. En la parte superior, puede tener un dispositivo metlico rotatorio, que se abre en el sentido opuesto del viento, permitiendo la salida del aire saturado sin que se devuelva.

Los efectos de las chimeneas solares, pueden integrarse en la vivienda en atrios, conservatorios y caja de escalas abiertas.

El principio de la Chimeneas Solares tambin puede ser aplicado a Sunrooms (conservatorios) o Muros Trombe. El exceso de calor generado en la fachada expuesta al norte, puede ventilarse por las aperturas inferiores conectadas con el espacio habitable, para ser liberado por las aperturas superiores, tal como se aprecia en las prximas imgenes:

Las ventilaciones superiores que conectan el Sunroom, con el espacio

habitable deben estar cerradas y el muro o masa trmica expuesta debe protegerse del sol, para no calentar interior.

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Ejemplos

CUPULA DEL REICHSTAG, Foster & Partners.

DIGITAL LIBRARY LOYOLA UNIVERSITY CHICAGO, Solomon Cordwell Buenz Achitects.

La oficina de arquitectos, desarroll un sistema de ventilacin natural cruzada, usando los vientos predominantes del este, a travs de la cortina de vidrio doble ubicada en el lado oeste.

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SOUTHERN CROSS STATION IN MELBOURNE, Grimshaw & Partners (Melbourne, Australia)

Los domos diseados para la estructura, aprovechan los vientos para inducir efecto chimenea Captadores de Viento Son ductos a travs de los que pasa el aire antes de llegar al espacio habitable, para reducir o incrementar la temperatura del aire que entra al edificio, ya que el aire que entra en los ductos puede ser mas fro o mas caliente que el que sale al espacio interior, tal como aprecia a continuacin.

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Captadores de viento en Yazd (Desierto central de Irn) 2.- EVAPORACION DE ENFRIAMIENTO Este procedimiento puede usarse para enfriar el edificio directamente por evaporacin o indirectamente por entrar en contacto con una superficie previamente enfriada por el mismo procedimiento. Esta estrategia es ideal para climas secos-calurosos donde la baja humedad produce altas ndices de evaporacin. - Evaporacin Directa: se produce cuando el aire relativamente seco pasa sobre una superficie hmeda Ej.: fuente, espejo o estanque de agua.

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Patio central con un espejo de agua en evaporacin.

Captadores de viento usados en Cairene, Egipto. - Evaporacin Indirecta: separa el aire enfriado por evaporacin del aire acondicionado de la habitacin. Esta tcnica permite reducir la temperatura interior si incorporar humedad al ambiente; es especialmente adecuado para climas calurosos y hmedos. Habitualmente se realiza por un conductor que divide y hace las veces de intercambiador de calor; como se emplea un motor, el sistema no es netamente pasivo si no ms bien hbrido, tal como se aprecia en la figura de abajo.

Enfriadores de aire por evaporacin indirecta (circuito abierto y cerrado)

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3.- AISLACION La aislacin de la estructura, tanto muros, pisos y cubiertas que configuran la envolvente del edificio, es muy importante para evitar que este se sobrecaliente durante el da. sta puede complementarse con ventilacin de enfriamiento nocturno, para eliminar el calor emitido por trasmitancia durante la noche. 4.- BARRERAS DE PROTECCION SOLAR

Son ideales para climas mas templados que no requieren de mayor enfriamiento. Sombrear fachadas y espacios exteriores, reduce las temperaturas en verano, aumenta el confort y economiza energa. Las barreras de proteccin solar pueden bloquear el calor hasta en un 90% y generalmente se ubican en las fachadas Norte-Poniente.

Hoy en da, gracias a la tecnologa de nuevos materiales, podemos encontrar una variada gama de implementos de proteccin solar como celosas de diversos materiales, ya sea horizontal o vertical, vidrios reflexivos en variados tonos, adems de otros materiales o barreras que han sido diseadas por los mismos arquitectos y que no se encuentran en el mercado. stas pueden ser fijas o mviles (manuales o mecnicas). Barreras Fijas

Se recomienda espaciar (S) las celosas horizontales fijas a un 75% de su

ancho (W). Estas deben ser lo ms delgadas posibles para no bloquear el paso del sol en invierno. Las celosas horizontales fijas deben situarse en un en funcin del ngulo del sol de medioda en pleno invierno y espaciada correctamente, para permitir calefaccionar en invierno y sombrear en verano sobre todo en lugares con inviernos muy fros.

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Se pueden calcular ngulos de medioda en verano e invierno para diferentes lugares, usando la formula indicada, donde L es la latitud.

MIDWINTER AND MIDSUMMER NOON SUN ANGLES Midwinter noon sun angle = 90 (L+23.5) Midsummer noon sun angle = 90 (L23.5)

Equinox noon sun angle = 90 L

Barreras Mviles Las barreras de proteccin

solar ajustables, permiten al usuario regular y nivel de sombra deseado. Esto es muy prctico en primavera y otoo, donde los requerimientos de climatizacin son variables. A continuacin, algunos ejemplos:

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VIVIENDA PUBLICA SUSTENTABLE / Carabanchel 16), por Foreign Office Architects (FOA),MADRID.

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U.S. COURTHOUSE AND FEDERAL BUILDING, Central Islip, New York, 1993-2000 Richard Meier & Partners Architects.

MUSEO DEL MUNDO ARABE, in Paris France por Jean Nouvel.

A diferencia de los anteriores este sistemas es mecnico y esta

compuesto de aperturas ajustables, tipo diafragma que se abren o se cierran segn los requerimientos, adems de entregar un patrn geomtrico a la fachada.

SONY CENTER BERLIN; por oficina de arquitectos Murphy/Jahn

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ROLLS-ROYS MANUFAC. PLANT/GLAXO WELLCOME HOUSE WEST N.Grimshaw

GSW HEADQUARTERS, Berlin, Sauerbrunch Hutton Architects.

5.- TECHO JARDIN & FACHADAS VERDES

Techo Jardn

Reduce la demanda de calefaccin (agregando masa y resistencia trmica) y de enfriamiento (por evaporacin). Los terrarios vidriados al interior de los espacios tambin contribuyen como agentes pasivos de climatizacin.

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Ventajas de los Techos Jardn: - Proveen de espacios amenos a los usuarios de edificios. - Aumenta la vida til de la cubierta. - Reduce el cause de las aguas lluvias. - Proporcionan aislacin acstica. - Filtran los contaminantes y el CO2 del aire. - Reducen la demanda de calefaccin (agregando masa y resistencia trmica) y de enfriamiento (por evaporacin). -Reducen el efecto isla del calor urbano.

The ACROS Fukuoka, Japan, Emilio Ambasz & Associates. Fachadas verdes

Corresponden al uso de la vegetacin en las fachadas expuestas Nor-Poniente para proporcionar sombra. Generalmente la vegetacin utilizada es estacionaria u proporciona sombra solo durante el periodo de verano para permitir el paso del sol en invierno.

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EDIFICIOS CONSORCIO, Santiago y Concepcin, Enrique Browne.

Las Prgolas tambin son un elemento de diseo a utilizar, que impiden el paso del sol en verano. stas deben situarse a lo largo de la fachada norte, con el ancho apropiado o equivalente a la proyeccin de los paramentos verticales.

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Son ideales para climas mas templados que no requieren de mayor enfriamiento. Sombrear fachadas y espacios exteriores, reduce las temperaturas en verano, aumenta el confort y economiza energa. Las barreras de proteccin solar pueden bloquear el calor hasta en un 90% y generalmente se ubican en las fachadas Norte-Poniente. Barreras MvilesVVIVIENDA PUBLICA SUSTENTABLE / Carabanchel 16), por Foreign Office Architects (FOA),MADRID.