Imagen de Beneficios del sombreado solar Beneficios del sombreado solar

Los dispositivos de sombra se han utilizado durante siglos para hacer más confortable el interior de los edificios.

La protección solar es una tecnología de ahorro energético de eficacia probada. Si los equipos ya instalados en nuestros edificios se utilizaran de forma eficiente, los costes energéticos de los edificios podrían reducirse considerablemente.

Para los edificios comerciales y públicos, la protección solar puede tener un impacto positivo en: la refrigeración, la utilización de la luz natural, el control del riesgo de deslumbramiento y la calefacción. Para cumplir los imperativos económicos y medioambientales del diseño y la rehabilitación de un edificio, es imprescindible adoptar un enfoque holístico, idealmente considerando la gestión de la radiación solar al principio del proyecto, lo que ofrece nuevas oportunidades de reducir los costes de calefacción, ventilación y aire acondicionado y facilitar la integración con la fachada y los servicios del edificio.

En el caso de las viviendas, las persianas, toldos y cortinas pueden ayudar a ahorrar un calor valioso en invierno y a mantener las casas más frescas en verano. Para evaluar el tipo de protección solar que necesita cualquier edificio, es necesario tener unos conocimientos básicos de los distintos efectos de la radiación solar. El objetivo de esta guía es explicar cómo pueden beneficiarse los edificios del sombreado solar para ahorrar energía y gestionar los efectos del sol, que cambian constantemente a lo largo del día y de las estaciones.

Como no es posible prever el impacto exacto de las condiciones meteorológicas en un edificio, lo ideal es que la protección solar óptima sea dinámica para reaccionar a los cambios constantes. En consecuencia, no existe una solución única para todos los casos, ya que ésta depende de las múltiples características del edificio concreto.

Ahorro energético en los edificios

Dado que los edificios representan casi el 40% del consumo total de energía primaria en Europa, ha aumentado la presión para hacerlos más eficientes desde el punto de vista energético.

Para evaluar la eficiencia energética de los edificios, se utilizan herramientas informáticas de simulación energética Tanto para edificios residenciales y no residenciales, con el fin de demostrar el cumplimiento de las normativas de construcción derivadas de la Directiva Europea de Eficiencia Energética de los Edificios (EPBD). En España, el CTE en su versión de 2019, incluye la protección solar móvil en el cálculo del parámetro ‘Control solar’ para cumplimiento del mismo, y también en el cálculo de los parámetros característicos de la envolvente. Este cálculo se basa en la norma EN ISO 52016-1, sin embargo, su utilización no está extendida.

Al mismo tiempo, la tecnología de casas pasivas está ganando cuota de mercado y la revisión de la Directiva Europea de Eficiencia Energética en Edificación pretende establecer el modo en que Europa puede lograr un parque inmobiliario de cero emisiones y totalmente descarbonizado de aquí a 2050.

¿Por qué necesitamos protección solar?

El control de la entrada de luz y calor solar tiene un considerable efecto beneficioso sobre las necesidades energéticas de un edificio. Es un elemento clave para mejorar la gestión de la luz natural y la eficiencia energética de los edificios existentes y para optimizar los diseños de bajo consumo energético de los edificios nuevos. La protección solar, a pesar de ser una tecnología probada, sigue estando infrautilizada, a pesar de que tiene un gran impacto en la reducción del consumo energético de los edificios, al tiempo que mejora el confort térmico y visual de los ocupantes.

Sin embargo, la protección solar es sólo un elemento de la envolvente del edificio, junto con el acristalamiento, los marcos de las ventanas, las paredes, las puertas, los tejados y los suelos. Cuando pensamos en ahorro energético, solemos pensar en aislamiento. En estos términos, la protección solar también puede considerarse el aislamiento de las partes transparentes de un edificio: el acristalamiento.

La función principal de las fachadas es separar el interior del exterior y resguardar el espacio interior de los factores ambientales. Sin embargo, las fachadas convencionales suelen ser estáticas y solo ofrecen una protección limitada contra estas influencias externas.

Las deficiencias en el confort, causadas por las condiciones ambientales cambiantes, suelen ser contrarrestadas mediante el uso de sistemas técnicos de edificación, tales como iluminación, calefacción o aire acondicionado. Estos equipos representan aproximadamente el 70% del consumo total de energía en edificaciones residenciales. Según el conocido modelo Trias Energetica (o más recientemente Renewable Trias Energetica), el primer paso de la sostenibilidad en materia de energía siempre es la reducción de la demanda. Para ello pueden utilizarse sistemas pasivos, que son los que no consumen energía, o lo hacen a nivel muy bajo.

Los diferentes dispositivos de sombra: toldos, persianas, cortinas, etc., son con frecuencia vistos como elementos decorativos, que aportan privacidad, oscurecimiento, confort visual e incluso una cierta sensación de seguridad. Sin embargo, son sin duda también gestores de la radiación solar, y por tanto, de la energía en un edificio, proporcionando adaptabilidad a los elementos transparentes y semitransparentes de la fachada.

Salud, bienestar y productividad

En la última década están apareciendo en Europa múltiples informes que demuestran que los edificios de bajo consumo energético son sensibles al sobrecalentamiento.

Los edificios modernos herméticos y bien aislados tienen una mayor necesidad de refrigeración, no sólo en verano, sino durante la mayor parte del año. Las temperaturas interiores demasiado elevadas son el problema más común señalado en los estudios posteriores a la ocupación, incluso durante la temporada de calefacción.

Tanto en las viviendas como en edificios no residenciales, la protección solar se considera una solución pasiva clave contra el sobrecalentamiento. El informe “Health, Wellbeing and Productivity in Offices – The next chapter for green building” (2014) (Salud, bienestar y productividad en las oficinas: el próximo capítulo de la construcción ecológica) del World Green Building Council señala cuatro factores para que los edificios favorezcan la salud y la productividad de sus ocupantes:

  • Buen diseño (como soluciones pasivas, sombreado y ventilación natural cuando sea posible)
  • Buena construcción (nuevas tecnologías, innovación, controles inteligentes)
  • Buen comportamiento (ropa adecuada, adaptabilidad y compromiso con los sistemas)
  • Buena ubicación (que permita desplazamientos con bajas emisiones de carbono y un fácil acceso a servicios y comodidades).

Es muy revelador que, en este informe mundial sobre la mejora del ambiente interior en las oficinas, el primer factor identificado sea un buen diseño que utilice soluciones pasivas como el sombreado. Hay que tener en cuenta que es casi imposible mantenerse en la zona de confort cuando el ocupante se encuentra expuesto a laradiación solar directa sólo mediante refrigeración o ventilación mecánica, ya que el confort térmico depende de la temperatura del aire y de la temperatura radiante de las superficies circundantes.

¿Qué es la radicación solar?

Para entender la ganancia solar necesitamos entender cómo funciona la radiación del sol. La radiación solar contiene una amplia gama de longitudes de onda: las longitudes de onda cortas corresponden principalmente a la radiación visible, mientras que las longitudes de onda largas se perciben como calor. El vidrio permite que la mayor parte de la radiación de onda corta (luz) lo atraviese, pero no transmite la mayor parte de la radiación de onda larga (calor). Así, los rayos del sol que atraviesan el acristalamiento en forma de onda corta inciden en objetos de la habitación, como paredes y muebles, que absorben la radiación y la re-irradian en forma de radiación de onda larga.

Ese calor no puede regresar a través del vidrio ya que éste es opaco a la radiación de onda larga. Sin embargo, sí que es absorbida por el vidrio provocando un efecto de calentamiento interno. Este mismo fenómeno ocurre en la atmósfera y se conoce como efecto invernadero.

Las persianas, los toldos, cortinas, etc. pueden ayudar a prevenir una ganancia solar excesiva al bloquear parte de la radiación solar entrante.

Los sistemas exteriores son muy eficaces ya que evitan que la mayor parte de la radiación alcance la ventana.

Cuando no es posible instalar protección solar exterior, las persianas o cortinas internas también reducen la ganancia solar. Esto es especialmente cierto en el caso de las telas que tienen un acabado reflectante frente a la ventana que rechazará efectivamente parte de la radiación de onda corta entrante, evitando así que sea absorbida y convertida en calor.

Al considerar el rendimiento de los dispositivos de protección solar, hay que comprender tres medidas importantes: Utot, gtot y Tv, que se describen a continuación.

¿Que es el valor g?

El valor g, también llamado Factor Solar, es la proporción de la energía total que atraviesa el acristalamiento cuando se expone a la radiación solar. Es la suma de dos valores; la transmitancia solar, Ts, que es el calor transmitido por el vidrio y la parte de la radiación total absorbida que fluye hacia el interior y el factor de transferencia de calor interno secundario Qi.

Cuando el valor g del acristalamiento se combina con el valor del sombreado, esto se conoce como valor gtot.

Cuanto menor sea el valor g o gtot, menor será la ganancia de calor. El valor de gtot está comprendido entre 0 y 1,. De este modo, , un gtot de 0,25 corresponde a un 75 % de rechazo de calor. El sombreado externo ayuda a reducir significativamente los valores de gtot y tiene un impacto en general más significativo en gtot que el sombreado interno.

Para los cálculos de energía es necesario utilizar la cifra combinada del vidrio y del sombreado.

¿Qué es el valor U?

El valor U es una medida de conductancia térmica, y está relacionada con el aislamiento.

Cuanto menor sea el valor, más lenta será la pérdida de calor a través del material. Por tanto, un material con un valor U bajo es un buen aislante. El valor U del acristalamiento siempre se mejora instalando persianas o cortinas.

Al igual que con el valor g donde gtot es el valor g combinado con el dispositivo de sombra, cuando el valor U del vidrio se combina con éste se conoce como valor Utot.

¿Qué es la transmitancia de luz diurna (Tv)?

Este valor se refiere a la fracción de luz visible transmitida a una habitación. Al igual que con el valor g, debemos considerar la medida del vidrio en combinación con el dispositivo de sombreado. El valor está entre 0 y 1, donde 0 significa que no se transmite luz y 1 significa que se transmite toda la luz visible (100%). Un valor de Tv de 0,25 significa que se transmite el 25% de la luz.

Automatización

Los beneficios óptimos de ahorro de energía de la protección solar sólo se lograrán si el sistema se controla para reaccionar a las condiciones exteriores cambiantes. La forma más eficaz, especialmente en edificios comerciales, es un sistema controlado automáticamente. Funcionará de forma eficaz y reaccionará a las condiciones ambientales independientemente de la presencia de los ocupantes, garantizando que se mantenga el equilibrio energético del edificio. El control del ambiente interno se puede lograr con sistemas independientes simples o sistemas de gran escala integrados en el sistema de administración del edificio o del hogar. De hecho, la protección dinámica podría incluso funcionar con energía solar activa, ya que normalmente será necesaria cuando brilla el sol. Los sistemas inalámbricos conectados a Internet para la gestión del hogar son ahora mucho más rentables, pero para obtener el máximo beneficio deben poder ajustar los dispositivos a las condiciones externas y equilibrarlas con las necesidades del usuario.

Los sistemas automatizados de protección solar maximizarán el ahorro de energía, mejorarán el confort interno y se adaptarán a las distintas necesidades de los ocupantes. La automatización también protegerá las sombras externas de los daños causados ​​por fuertes vientos o condiciones climáticas extremas. Se debe prestar especial atención a la selección de un sistema automatizado.

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¿Qué tipos de sombreado deberías elegir?

La instalación de persianas, cortinas y toldos debe satisfacer una amplia gama de requisitos y debe haber un equilibrio en el cumplimiento de estos.

Por eso, a la hora de seleccionar la solución de sombreado adecuada, debemos considerar qué satisface mejor las necesidades de los ocupantes del edificio. La creación de una lista de verificación de las prioridades es necesaria para reconocer y priorizar los criterios más importantes y escoger el producto adecuado.

Completar esta lista de control puede llevar a concluir quena ventana requiere protección tanto interna como externa, ya que la ganancia de calor solar puede ser deseable en invierno, mientras que la luz del sol podría causar deslumbramiento. En este caso, el sombreado interior se utilizaría para controlar el deslumbramiento, pero aun así admitiría algo de calor solar pasivo y gratuito en el edificio. La protección exterior se utilizaría para reducir la radiación solar en verano, lo que reduciría el sobrecalentamiento y la necesidad de refrigeración artificial.