Dispositivos de Control Solar

VIVIENDA MÍNIMA DISPOSITIVOS DE CONTROL SOLAR PARA VIVIENDAS

ELABORADO POR: CARMEN YAHOSKA CASTILLO RAYO. DOCENTE: ARQ. MIRNA MENDOZA. 6 SEPTIEMBRE 2013

Es común pensar que los dispositivos de control solar son elementos que se agregan a las ventanas con el fin de resolver el problema de asoleamiento, sin embargo, los dispositivos deben diseñarse como parte integral de la edificación.

INTRODUCCIÓN

Se debe recordar que los rayos solares contienen dos componentes: la térmica y la lumínica, de tal manera que el diseño de los dispositivos deben considerar ambos factores (además de la consideración del viento). Cuando se diseñan estos dispositivos hay que tener presente el equilibrio entre luz y calor. Este trabajo pretende describir los principales elementos considerados útiles a la hora de proteger una vivienda de la incidencia de rayos solares.

 Presentar diferentes modelos de dispositivos de control solar y su clasificación.

OBJETIVOS

 Explicar en que consiste cada uno de dichos elementos.

 Mostrar, mediante imágenes, el funcionamiento de cada dispositivo.

El concepto de control solar es la propia forma, configuración y orientación del proyecto: Dependiendo de la ubicación geográfica y condicionantes climáticas y ambientales se definirán las diferentes estrategias de diseño.

DISPOSITIVOS DE CONTROL SOLAR:

Definición

Por ejemplo en un clima frío es lógico elegir una configuración compacta con el fin de ofrecer la menor área expuesta a las inclemencias del medio ambiente, con aberturas muy pequeñas al norte pero de mayor tamaño al sur para propiciar la captación solar. Del mismo modo sucede en un clima cálido-extremoso, en donde el concepto será compacto y cerrado hacia el interior. Y en donde se tratará de crear un microclima a través de un patio interior. En este caso las ventanas abrirán principalmente hacia el patio evitándose los vanos hacia el exterior. Por el contrario en un clima cálido húmedo, la estrategia será abrirse y extender el esquema de diseño para permitir un máximo de ventilación. Aquí, las ventanas deberán ser amplias para permitir el paso del viento, pero protegidas a todo asoleamiento.

 Alero, Volado o Voladizo:

CLASIFICACIÓN:

Horizontales

El volado o voladizo se refiere a cualquier elemento horizontal que sobresale del paramento vertical o de la fachada, mientras que el alero normalmente se forma por la extensión de la techumbre (alero continuo) que rebasa los muros.

Los aleros o volados se construyen con fines de protección, tanto de las fachadas como de los andadores o banquetas, ya sea para proteger del sol o de la lluvia. El alero o volado también puede ser un elemento independiente de la techumbre a manera de cornisa (alero de mesilla) o en la parte superior de las ventanas.

Alero, Volado o Voladizo Ejemplo: Mercedes Benz, Stuttgart –Renzo Piano.

 Pórtico: Se llama pórtico al espacio o galería cubierta sostenida por arcadas o columnas, ubicado a lo largo de una fachada. El pórtico forma un espacio de transición entre los espacios abiertos y cerrados y puede ser un espacio de circulación o utilitario.

Pórtico Ejemplo: Stansted Airport, London –Norman Foster

Repisa: La repisa se refiere a los elementos volados a manera de ménsula. Como dispositivos de control solar son elementos horizontales ubicados dentro del claro de la ventana y lo que hacen es dividir el ángulo de protección en dos, disminuyendo la dimensión del volado. Generalmente estas repisas se utilizan también como dispositivos de iluminación natural y que reflejan los rayos solares hacia el plafón.

Repisa Ejemplo: Centro de Cómputo UAM-Azcapotzalco - Fuentes Freixanet y Figueroa Castrejón.

Persiana: Si el ángulo de protección de un volado se divide en muchas secciones, el elemento conformará una persiana. La persiana es un dispositivo formado por tablillas o elementos horizontales o inclinados que permiten el paso de la luz y aire pero no del sol. Las persianas pueden ser exteriores o interiores, fijas o giratorias en su eje horizontal.

Persiana Ejemplo: Oficinas Centrales de Boots, Nottingham UK, DEGW Arch

Faldón: En realidad se llama faldón a la vertiente triangular de ciertos tejados, limitada por dos limas y el alero. En la actualidad definimos faldón a cualquier elemento vertical o inclinado que pende del extremo de un alero o volado. Puede ser macizo, tipo persiana o celosía.

Faldón Ejemplo: BMW, London UK, Motor Design Group Arch.

Pérgola : Si el ángulo de protección se divide en lo horizontal, se obtiene una pérgola. La pérgola se define como viguería o enrejado abierto a manera de techumbre. Generalmente asociada con vegetación de enredaderas y trepadoras.

Pérgola Ejemplo: Edificio Administrativo, Sunshine Cost University, Queensland Australia

Toldo : Cubierta fila o plegable fabricada con lona u otro material tipo tela o fibra plástica. Tiene la ventaja de ser plegable y poder ser translúcida, por lo que puede controlar los niveles de iluminación.

Toldo Ejemplo: Royal Free Hospital, Hampstead, London

Techo escudo o doble techo: El techo escudo es una doble techumbre con la cámara de aire ventilada o abierta. Tiene por objeto sombrear la totalidad de la techumbre y así evitar la ganancia térmica por radiación solar.

Doble techumbre o “Techo escudo” Ejemplo: Galery Cy Twombly, Houston Texas, Renzo Piano

Pantalla :

Verticales

Elemento o superficie que sirve para obstruir los rayos solares. Generalmente es un elemento vertical colocado frente a la ventana, pero a diferencia del faldón, no está unida al alero, aunque puede estar suspendida de él. También puede ser maciza, tipo persiana o celosía, y puede ser opaca o translúcida.

Pantalla Ejemplo: Facultad de Artes, Sunshine Cost University, Queensland Australia

Partesol : El partesol es un elemento saledizo de la fachada que bloquea los rayos solares. Puede estar colocado perpendicularmente u oblicuo con respecto a la fachada y puede ser parte de ella o un elemento separado.

Partesol Ejemplo: INFONAVIT, México DF. Teodoro González de León

Persiana Vertical : Al igual que la horizontal, la persiana vertical resulta de la división del ángulo de protección dividido en varias secciones. Es igualmente un dispositivo formado por tablillas, en este caso verticales que permiten el paso de la luz y del viento pero no de los rayos solares. Pueden ser exteriores o interiores, fijas o giratorias sobre su eje vertical.

Persiana vertical Ejemplo: Facultad de Ciencias Sociales, Sunshine Cost University, Queensland Australia

Muro doble o “muro escudo”: Doble muro con el espacio interior o cámara de aire ventilada. Tiene por objeto sombrear la totalidad del muro y así evitar la ganancia térmica por radiación solar del muro. También entran en esta categoría las dobles fachadas.

Doble muro o doble fachada Ejemplo: Maison Hermes, Tokyo –Renzo Piano

Marcos:

Mixtos

Los marcos son dispositivos de control solar formados por la combinación de volado y partesol, de tal manera que el perímetro del vano está rodeado por voladizos y saledizos.

Marcos Ejemplo: Villa Shodan, Ahemdabad India. Le Corbusier

Celosía : La celosía es el resultado de la combinación de celosías horizontales y verticales o cualquier otro entramado usado como protección solar.

Celosía Ejemplo: Instituto del Mundo Árabe. Paris, Jean Nouvel

Remetimiento de ventanas :

Otros

Remetimiento de ventanas que se hace del acristalamiento para que quede protegido del sol (como dispositivo de iluminación suele tener los paramentos abocinados).

Remetimiento Ejemplo: El Colegio de México, Teodoro González de León

Cambio de orientación de la ventana: En ocasiones cuando la orientación de la fachada es inadecuada es conveniente cambiar la orientación de las ventanas.

Cambio de orientación Ejemplo: Museo Whitney, Nueva York, Marcel Breuer

Contraventanas: Contraventanas ciegas, tipo persiana o celosía. Pueden ser de hoja completa o seccionada y también pueden ser exteriores o interiores.

Contraventanas Ejemplo: Contraventanas en cuatro hojas. Luis Barragán.

Nuevos acristalamientos: En la actualidad se cuenta con nuevos acristalamientos de control solar y de alta eficiencia térmica que pueden ser utilizados, por ejemplo los acristalamientos de micro persianas MicroSun Louvers, o acristalamientos con estructuras capilares tipo Heliorán o Kalipux, Kapipane o Solfas…

Acristalamientos de control solar Ejemplo: DLS-Micro Louvers. SITECO prism systems.

Cortinajes : Las cortinas y persianas interiores tienen como función el control visual, lumínico y del asoleamiento, sin embargo no hacen un buen control térmico puesto que la radiación solar atraviesa el acristalamiento sin disminuir el impacto térmico del espacio interior.

Cortinas interiores Ejemplo: Selly Park School, England

Vegetación: La vegetación es un excelente elemento de control solar y térmico, ya que se trata de un elemento vivo que permite distintos grados de protección dependiendo de la densidad de follaje, el cual cambia a lo largo del año. Es necesario elegir cuidadosamente las especies caducifolias o perennifolias que se va a utilizar, así como el diámetro de copa y altura del árbol en etapa adulta.

Vegetación Ejemplo: Casa Gilardi, México –Luis Barragán

Elementos combinados: Generalmente los dispositivos de control solar se utilizan de manera combinada, es decir que se emplean varios tipos al mismo tiempo para que su acción de control individual se combine y produzca un efecto más eficiente.

Dispositivos combinados Ejemplo: City Internationale, Lyon –Renzo Piano

De manera muy general se puede decir que:

 La mayor eficiencia de los dispositivos horizontales como volados, aleros, repisas, persianas horizontales, etc. se logra cuando la orientación es SUR con un rango de 22.5° hacia el sureste y hacia el suroeste. Éste rango puede ampliarse hasta 45° a ambos lados, sin embargo en este caso será conveniente combinar el dispositivo con partesoles. Los volados también funcionan en la orientación norte cuando sean requeridos.

 La eficiencia de los partesoles se da en las direcciones cardinales intermedias, es decir hacia el SURESTE y SUROESTE (noreste y noroeste). También con un rango de 22.5° hacia ambos lados. Mientras más estén orientados hacia el este y oeste, las tabletas de los partesoles deberán girarse con dirección hacia el sur.

 Las celosías pueden utilizarse desde el rango sureste- noreste o suroeste-noroeste, sin embargo su aplicación más adecuada es cuando están orientadas hacia el ESTE u OESTE. Las pantallas funcionan bien prácticamente en cualquier orientación, pero generalmente su utilizan en las mismas orientaciones descritas para las celosías.

CONCLUSIONES

En el diseño de dispositivos de control solar cada caso es único y no pueden generalizarse las soluciones. Desde luego esto es entendible porque el diseño de dispositivos depende de la ubicación geográfica, particularmente de la latitud, de las condiciones climáticas y de la orientación de la fachada y de la ventana en estudio; además de las condicionantes propias del proyecto, como las dimensiones del vano, alturas de entrepisos, forma del espacio y volumetría del edificio, etc.