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Quitar el calor en la ola de calor

Reducción de la ganancia de calor

Hay que quitar el calor en la ola de calor que entra y sale de una casa a través de toda la envolvente de la vivienda. A la vez, el techo, las paredes, el suelo y el acristalamiento. El diseño interno (paredes, puertas y disposición de las habitaciones) también afectan la distribución del calor dentro de una casa.

Acoplamiento a tierra para reducir el calor

El acoplamiento a tierra es donde los suelos y paredes de la vivienda están en contacto directo con la tierra. En una casa bien aislada y debidamente sombreada, esto hace ascender las temperaturas estables del suelo más profundo hacia la superficie del terreno. Pues, da a la casa una ventaja en la regulación de la temperatura, para quitar el calor en la ola de calor.

El hormigón acoplado a la tierra es efectivo para el enfriamiento pasivo donde las temperaturas profundas de la tierra, 3 m o más, son bajas.

El diagrama muestra una sección transversal de una casa con una losa colocada en el suelo. Luego, el ángulo del alero evita que el sol de verano llegue directamente a las ventanas. Pero el sol de invierno entra por las ventanas, calentando la losa del suelo.

Esto se conoce como control solar pasivo. Así, la ganancia solar en la superficie de la losa puede producir un promedio de 21 °C. Las temperaturas del suelo a 3 metros por debajo de la losa pueden tener un rango de temperatura anual de 16°C a 19°C.

El acoplamiento a tierra utiliza temperaturas del suelo más frías para controlar la temperatura de la losa. Para quitar el calor en la ola de calor. Tenga en cuenta que el aislamiento del borde de la losa, mejora el efecto de acoplamiento al mantener la temperatura de la losa controlada hasta los bordes.

Masa térmico para quitar el calor en la ola de calor

Masa térmica para reducir el calor

La masa térmica describe un bloque de material (hormigón estructura, cimentación, mampostería) que tiene alta masa térmica y largos tiempos de retardo térmico.

La masa térmica generalmente se usa para ayudar a calentar en invierno. Entonces, permite que el sol caliente la masa, o sea la vivienda, durante el día y libere ese calor por la noche. Pero es importante asegurarse de que la masa térmica esté protegida del sol de verano. La masa mal posicionada se calienta e irradia calor hasta bien entrada la noche.

Sombrear la masa térmica en las zonas de estar, reduce el calor. A la vez, en la sala o el comedor, durante el día en verano y limita o minimiza la masa térmica en los dormitorios de arriba. Luego, en climas con poco o ningún requerimiento de calefacción, una masa térmica mínima es generalmente la opción preferida.

Aislamiento para quitar calor

El aislamiento es crítico para el enfriamiento pasivo. El código de construcción exige niveles mínimos de aislamiento para techos, paredes y pisos. Así, de acuerdo con la zona climática y otras características del edificio.

Por cierto, hay que elegir los productos de aislamiento adecuados y prestar especial atención a la instalación. Al final, ayudará a maximizar el confort térmico, evitar la condensación y reducir el calor.

También puede explorar opciones de aislamiento adicionales, menos convencionales. Por ejemplo, los techos y paredes verdes pueden proporcionar tanto aislamiento como sombra.

Ventilación del espacio del techo

Los espacios del techo bien ventilados contribuyen al enfriamiento pasivo al proporcionar una zona de amortiguamiento. Así, entre los espacios internos y externos en el área más difícil de proteger, que es el techo.

Un diagrama de sección transversal muestra el sombreado pasivo en una casa en hemisferio norte, orientada al norte. Los aleros y los árboles de hoja caduca brindan protección contra el fuerte sol del verano, para quitar calor, pero permiten la entrada máxima del sol de invierno.

También, ayudan a dar sombra al techo y a mantener más fresco el aire que entra en verano. Las aberturas a ambos lados de la casa ayudan a la ventilación cruzada de las brisas frescas. El espacio del techo está bien ventilado reduce el calor y se utiliza un buen aislamiento en el falso techo.

Ventilación para quitar el calor en la ola de calor

Los extractores reducen la diferencia de temperatura en el aislamiento del cielorraso, lo que aumenta su eficacia y reduce el calor. El uso de paneles de aislamiento y techos de colores claros,quita el calor en la ola de calor, limitando la transferencia al interior. Asegúrese siempre de que el techo esté sellado contra corrientes de aire, para reducir el calor.

Un diagrama de sección transversal muestra cómo usar la ventilación para enfriar un espacio en el techo.

  • Para una habitación con aire acondicionado, el aire ingresa a través de la ventilación del alero dentro del espacio del techo. Al final, allí se tiene un aislamiento con una barrera de vapor. Luego, el aire se extrae del techo a través de un aireador eólico.
  • Para una habitación sin aire acondicionado, el aire ingresa a través de la ventilación del alero dentro del techo y se extrae a través de un extractor eólico de techo, para quitar el calor de la ola de calor.
Ventilación del falso techo para quitar el calor en la ola de calor

Sombreado del acristalamiento

El sombreado del acristalamiento es un elemento crítico en el enfriamiento pasivo. El acristalamiento es la principal fuente de ganancia de calor, a través de la radiación y la conducción directas. A la vez, de enfriamiento, a través de ventilación cruzada, con ventiladores. Además de acceso de brisa fresca y purga nocturna.

El siguiente diagrama muestra por qué el sombreado es tan importante, especialmente cuando el sol brilla sobre el vidrio en un ángulo bajo. Como a través de un vidrio por la mañana y por la tarde.

Un diagrama muestra dos ejemplos:

  • En primer lugar, el sol golpeando una ventana al mediodía en verano, donde el ángulo de incidencia es alto y la ganancia solar es baja.
  • En segundo lugar, se muestra el sol por la tarde de verano, donde el ángulo de incidencia es bajo y la ganancia solar es alta.
Acristalamiento para quitar el calor en la ola de calor

La elección de ventanas con buen rendimiento térmico, como el doble acristalamiento reducirá la ganancia de calor provocada por el sol que incide sobre la ventana. Pero evitar que el sol golpee la ventana tendrá un efecto mucho mayor.

Aleros y voladizos para quita el calor

En la mayoría de los climas:

  • Use persianas horizontales, aleros del tamaño correcto, ajustables para bloquear el sol de verano en ángulo alto y permitir que entre el sol de invierno.
  • Luego, use un sombreado profundo que sobresalga, o un sombreado vertical si está cerca de la ventana.
  • Para climas cálidos y húmedos, será útil maximizar el sombreado en todas las condiciones.
Aleros para proteger de la radiación solar y quitar el calor en la ola de calor

Un diagrama muestra cómo el sombreado profundo que sobresale y el sombreado vertical selectivo pueden bloquear el sol de este a oeste.

Donde NO sea posible un sombreado adecuado, donde no se tienen aleros, marquesinas o galerías, es necesario cristales con un coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) lo más bajo posible. Por cierto, no más de 0.20, lo que significa que solo el 20% de radiación solar pasa.

El doble acristalamiento ayuda en el enfriamiento pasivo, ya que su baja conductividad quita el calor en la ola de calor al evitar que el aire exterior caliente entre en contacto directo con el vidrio interior. También se debe considerar el marco, con colores claros. Pues, tiene una menor absorción de calor. También, marcos de PVC, madera o aluminio con rotura de puente térmico, que proporcionan un mejor aislamiento que el acero o el aluminio de extrusión simple.

Diseño de exteriores

El paisaje juega un papel importante para mantener frescos los vecindarios y las casas. Su impacto en la gestión del calor urbano se reconoce cada vez más a medida que cambia el clima y se intensifica el desarrollo urbano.

Los espacios al aire libre son una fuente de calor para su hogar. Los jardines y las plantas verdes, en lugar de las superficies duras, permiten quitar el calor en la ola de calor y reducen la temperatura del aire que se mueve sobre esas superficies, dentro y fuera de la vivienda.

Las plantas y el suelo brindan un efecto refrescante a través del proceso de evapotranspiración. A la vez, las plantas también se pueden usar para brindar sombra y canalizar brisas refrescantes. Los techos verdes también proporcionan aislamiento adicional a los techos.

Las áreas sombreadas alrededor de las cimentaciones acopladas a la tierra ayudan a mantener bajas las temperaturas de la superficie del suelo durante el día. Aún permiten el enfriamiento durante la noche, para reducir el calor.

Los alrededores mal sombreados elevan las temperaturas de la tierra a niveles de incomodidad interna en muchas áreas. En este caso, un patio y un jardín arbolado con una vivienda cimentada directamente al terreno, se convierten en un pasivo energético.

Aumentar la pérdida de calor

Las fuentes de enfriamiento pasivo pueden ayudar a quitar el calor en la ola de calor. Estas fuentes son más variadas y complejas que el calentamiento pasivo, que proviene de una fuente única y predecible: el sol. Es posible que se requiera refrigeración mecánica (ventilador, aire acondicionado) adicional en climas cálidos y húmedos y en condiciones extremas en muchos climas. Especialmente porque el cambio climático conduce a temperaturas más altas durante el día y la noche.

La clave para la mayoría de las fuentes de enfriamiento pasivo es el movimiento del aire. El movimiento del aire enfría los edificios sacando el calor del edificio, reemplazandolo con aire exterior más fresco. El aire en movimiento también puede transportar calor a los sistemas de enfriamiento mecánicos. Donde las bombas de calor pueden eliminarlo y luego recircular. El movimiento del aire también enfría a las personas al aumentar la evaporación de la transpiración.

Movimiento del aire

El movimiento del aire requiere aberturas bien diseñadas, ventanas, puertas y conductos de ventilación. Además de rutas de aire sin restricciones. Entonces, las fuentes naturales de movimiento del aire son las brisas frescas, el aire fresco de la noche y la convección. La evaporación también ayuda a enfriar el aire.

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Clemente C. (San Martín C.)

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Brisas frescas

Donde el clima proporciona brisas refrescantes, maximizar su flujo a través de una casa es un componente clave del enfriamiento pasivo. Las brisas frescas funcionan mejor en diseños angostos o de planta abierta y dependen de los diferenciales de presión de aire causados por el viento. Son más efectivos en:

  • Edificios con planos de planta angostos o diseños de planta abierta.
  • Lugares con cortos períodos de temperatura externa alta. Ganancias de calor ambiental o conducidas por encima de 35 a 40 vatios por metro cuadrado.
  • Lugares donde las ventanas se pueden dejar abiertas. Es decir, sitios seguros y tranquilos con buena calidad del aire exterior.

Luego, tenemos aquí el plano de planta de una casa larga y estrecha muestra ventanas y puertas en dormitorios y salas de estar que están dispuestas de manera que maximizan la brisa fresca. Las brisas frescas funcionan mejor en diseños angostos o abiertos

Ventilación y brisa fresca para quitar el calor en la ola de calor

Diseñe y ubique plantas, cercas y dependencias para canalizar la brisa hacia y a través del edificio, filtre los vientos más fuertes y excluya los vientos fríos o calientes adversos, para reducir el calor.

Correcta orientación de la casa

Un diagrama aéreo muestra una casa bien orientada con dos jardines en cada extremo. Los árboles en un extremo están cuidadosamente colocados para canalizar la brisa hacia la casa. Los árboles en el jardín del otro extremo ayudan a bloquear los vientos de las tormentas.

Árboles para canalizar la brisa

Las brisas fluyen a medida que el calor del día calienta el aire que se eleva tierra adentro, atrayendo el aire más fresco del océano, lago o río. Estos pueden estar muy localizados, a veces se extienden sólo unos pocos cientos de metros desde la costa. Pero otras veces se extienden cientos de kilómetros hacia el interior.

En áreas montañosas, las brisas frescas a menudo fluyen por las laderas y los valles al final de la tarde y temprano en la mañana. Cuando el calor que se irradia hacia los cielos nocturnos despejados enfría la masa terrestre y crea corrientes de aire fresco. Estas ‘corrientes de aire catabáticas se usan para ayudar a enfriar los edificios, pero también deben mantenerse a raya en climas más fríos.

Las corrientes térmicas son comunes en las áreas más planas del interior, creadas por la calefacción y la refrigeración diarias. Suelen ser de corta duración temprano en la mañana y en la noche, pero pueden generar beneficios de enfriamiento que valen la pena con un buen diseño.

Una casa construida para un clima tropical debe levantarse bien del suelo. A la vez, se coloca sobre pilotes, debe tener numerosas ventanas y una gran terraza sombreada.

Aire fresco de la noche

Independientemente de las temperaturas diurnas, si el cielo nocturno está libre de nubes, entonces el aire, las superficies del suelo y los edificios irradian calor simplemente porque el cielo ahora está más frío que el suelo. Entonces, esto se denomina radiación del cielo nocturno. Pues, los cielos nublados por la noche dificultan este efecto.

El aire fresco de la noche es una fuente confiable de enfriamiento en las áreas del interior donde las brisas frescas son limitadas y los rangos de temperatura diurna generalmente superan los 6 a 8 °C. El aire caliente que irradia la masa térmica de la estructura de un edificio se reemplaza con aire nocturno más frío. A su vez, atraído por la diferencia de temperatura y presión entre el interior y el exterior. Las ventanas que se abren a toda altura son ideales para este propósito.

Convección para quitar calor

La regla de la convección es que el aire caliente sube y el aire frío baja. La ventilación de chimenea se basa en la mayor flotabilidad del aire caliente en relación con la mayor densidad del aire más frío. Luego, el aire cálido más liviano sube y, si se permite, escapará del edificio a través de salidas de alto nivel, como ventanas o conductos de ventilación. También, aspirando aire fresco nocturno de nivel inferior o aire más fresco durante el día desde aberturas, en áreas externas sombreadas.

Una sección transversal de una casa, donde el aire fresco se aspira desde un área de jardín sombreada. El aire caliente sube al segundo piso de la casa, donde sale a través de ventanas altas o conductos de ventilación.

La convección hace que el aire caliente suba, lo que puede atraer aire frío en los diseños de ventilación de chimenea.

La ventilación de chimenea puede aumentar la ventilación cruzada y superar muchas de las limitaciones de las brisas refrescantes poco confiables. Incluso cuando no hay brisa, la convección permite que el calor salga de un edificio a través de aberturas controlables, como ventanas altas, ventiladores de techo o cumbreras ventiladas.

La convección produce un movimiento de aire que puede enfriar un edificio y quitar el calor en la ola de calor, pero por lo general tiene una velocidad de aire insuficiente para enfriar a las personas.

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Comentarios

Samuel J. (Oropesa)

Estas técnicas son una excelente opción para reducir el consumo de energía y mantener un ambiente fresco y cómodo en los interiores. Aprovecha las características naturales del entorno, la orientación solar de la casa, la ventilación cruzada y el uso de materiales adecuados.

Jaimito G. (Guadalajara)

Puede resultar insuficiente en climas extremadamente cálidos o en áreas con altos niveles de humedad. Aunque es una opción viable en muchas situaciones, puede haber momentos en los que se requiera un sistema de aire acondicionado para garantizar un ambiente fresco y confortable en el hogar.

Lara M. (Aranjuez)

Esto es una alternativa sostenible y económica para mantener el confort térmico en una vivienda. Se pueden lograr ahorros de energía a largo plazo. La ventilación natural, el diseño de ventanas y la incorporación de sombreado permite que se mantenga fresca durante los calores sofocantes.

La masa térmica generalmente se usa para ayudar a calentar en invierno. Entonces, permite que el sol caliente la masa, o sea la vivienda, durante el día y libere ese calor por la noche. Pero es importante asegurarse de que la masa térmica esté protegida del sol de verano. La masa mal posicionada se calienta e irradia calor hasta bien entrada la noche.
George Gordon | arquitecto
El aislamiento es crítico para el enfriamiento pasivo. El código de construcción exige niveles mínimos de aislamiento para techos, paredes y pisos. Así, de acuerdo con la zona climática y otras características del edificio.
Abdul Rashiff | Ingeniero

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