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Diseño solar pasivo

1970
Edificio residencial con características de diseño solar pasivo, como muros Trombe y ventanas orientadas al sur.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El diseño solar pasivo es una estrategia de diseño de edificios que utiliza los componentes de una construcción (paredes, suelos, ventanas y orientación) para captar, almacenar, reflejar y distribuir la energía solar en forma de calor durante el invierno y rechazar el calor solar en verano. A diferencia de los sistemas de calefacción solar activa, no requiere el uso de dispositivos mecánicos ni eléctricos.

El diseño solar pasivo se basa en cinco principios clave. El primero es la abertura (o colector), que consiste en grandes superficies de vidrio (ventanas, tragaluces) orientadas hacia la trayectoria del sol, generalmente hacia el sur en el hemisferio norte. Estas permiten que la luz solar entre al edificio. El segundo principio es el absorbedor, que consiste en superficies duras y oscuras en el lado expuesto al sol de una masa térmica. Estas superficies absorben la radiación solar incidente y la convierten en calor.

El tercer principio es la masa térmica, que es un material con la capacidad de almacenar cantidades significativas de calor. Materiales como el hormigón, el ladrillo, la piedra y el agua son de uso común. La masa térmica se posiciona para recibir la radiación solar que entra por la abertura. Absorbe el exceso de calor durante el día y lo libera lentamente al espacio por la noche, moderando las fluctuaciones de temperatura interna.

El cuarto principio es la distribución, el método mediante el cual el calor solar circula desde los puntos de captación y almacenamiento a diferentes áreas del edificio. Esto puede ocurrir por convección natural, conducción y radiación. Por ejemplo, el aire caliente asciende y puede circular a través de las rejillas de ventilación superiores, mientras que el aire más frío se introduce a través de las rejillas inferiores.

El último principio es el control. Este implica mecanismos para gestionar los efectos del sol, especialmente para evitar el sobrecalentamiento en verano. Los aleros, toldos, persianas y árboles de hoja caduca son elementos de control comunes. Están diseñados para bloquear el sol de verano, que se proyecta con mucha intensidad, y permitir que el sol de invierno, que se proyecta con poca intensidad, penetre en el edificio.

UNESCO Nomenclature: 3303
- Arquitectura

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Prácticas griegas y romanas antiguas de orientar los edificios para captar el sol de invierno
  • Descripción de Sócrates de la "megarón" diseñada para la captación de energía solar.
  • La invención del vidrio transparente, que permitió crear grandes ventanales.
  • Investigaciones sobre transferencia de calor y termodinámica en el siglo XIX

Aplicaciones

  • Muros de trombe en viviendas residenciales
  • ventanas orientadas al sur con aleros calculados en el hemisferio norte
  • materiales de alta masa térmica como pisos de hormigón o piedra
  • espacios solares o soláriums anexos a edificios
  • Estrategias de iluminación natural para reducir las necesidades de iluminación eléctrica

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: energía solar pasiva, diseño de edificios, arquitectura, masa térmica, energía solar, construcción sostenible, eficiencia energética, iluminación natural.

Contexto histórico

Diseño solar pasivo

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1965-12-21
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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