Invernadero-adosado 3c536o

1. INTRODUCCIÓN Los invernaderos adosados a una vivienda han sido utilizados tradicionalmente como captadores de energía solar pasiva en la arquitectura vernácula, de buena parte del norte de España. Dentro del planteamiento global de analizar aquello de lo que disponemos de un modo natural, dándole un uso adecuado y reduciendo la contribución de las energías convencionales de apoyo, esta técnica es un modo de generación de calor sencillo y eficaz a través del efecto invernadero. Consiste básicamente en un espacio acristalado permeable a la radiación solar, que permite su impacto sobre una masa térmica (muro, suelo o techo), la cual actúa como receptora de la radiación incidente. Posteriormente, al devolver la energía absorbida, ésta es aprisionada por el vidrio, que no la deja escapar. Todo esto se traduce en un calentamiento progresivo del aire contenido en el invernadero, que puede ser aprovechado para calefactor por convección natural un espacio habitable adyacente además de ser acumulado en las masas térmicas de los elementos constructivos para su posterior aprovechamiento nocturno. El invernadero irá adosado a la cara del edificio orientada hacia el sur para maximizar la ganancia solar. Se hará necesario tomar alguna medida para evitar perder el calor por la noche, ya que el vidrio es buen transmisor de calor, ya sea mediante persianas aislantes, o bien diferenciando el invernadero del resto de la casa mediante un muro de cerramiento.

PROBLEMÁTICA: En el Perú, un total de 3 millones 713 mil habitantes, que habitan en más de 931 mil viviendas rurales de adobe (según censo nacional 2007), son sometidos a condiciones climáticas extremas en los departamentos de Arequipa, Ayacucho, Cajamarca, Ancash, Apurímac, Cusco, Huancavelica, Huánuco, Junín, La Libertad, Moquegua, Pasco, Puno y Tacna (todos sobre los 3000 m.s.n.m.). En lo que va de enero a octubre del año 2009 ya han fallecido 665 personas, entre niños menores de 5 años y ancianos, a consecuencia de enfermedades respiratorias agudas (neumonía), según el ministerio nacional de salud. Las causas asociadas a estas terribles estadísticas son básicamente tres. La primera, una mala alimentación de la gente, principalmente niños, los cuales debido a su carencia económica y desconocimiento consumen usualmente alimentos poco nutritivos (fideos, etc.). La segunda, debido al tipo de ropa que usan; siendo más barato y “más moderno” usar ropa sintética la cual es inadecuada para estas condiciones de frío extremo. La tercera es que, con el correr de los años, las técnicas constructivas de las viviendas han devenido a menos, siendo estas menos aisladas térmicamente debido al uso de elementos como: techos y puertas de calamina metálica, así como también una mala orientación y diseño de las viviendas.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Alcanzar el confort térmico en viviendas y/o edificaciones conlleva hasta hoy en día a nivel mundial al uso desmedido de las tecnologías convencionales que utilizan combustibles fósiles, lo que ocasiona su contribución al aumento de los gases de efecto invernadero, que genera el aumento de la temperatura de la tierra. Lograr el confort térmico en localidades aisladas donde el frio o calor extremo son causales no solo de incomodidad térmica, sino que en ocasiones hasta cobra vidas (INDECI, 2016), resulta difícil por el hecho que las viviendas construidas no cuentan con algún criterio de bioclimático que permita contrarrestar las inclemencias del clima mediante el uso de estrategias y técnicas bioclimáticas bien complementadas con tecnologías limpias y pasivas. El invernadero adosado creara un micro clima dentro de las habitaciones vivienda, tendrán una pared de mampostería en común; a través de la cual se van a producir los intercambios de calor. Dicho elemento constructivo posee masa, así como también el piso del invernadero; por lo tanto, ambos poseen inercia térmica, esta característica posibilita la calefacción de la habitación con el calor que absorbe el invernadero. Durante las horas de radiación solar, el invernadero llega a temperaturas elevadas, y le otorga calor al local a través de la pared de mampostería. El muro homogéneo de mampostería de 0.20 m tiene una transmitancia térmica de 1.68 W/m2 .°C entre el aire del invernadero y el aire del dormitorio. Y un tiempo de inercia de 5,5 horas de retraso por lo cual colecta calor en su masa para entregarlo más tarde. Asimismo, el invernadero protege la pared de la vivienda de las inclemencias del clima funcionando como una cámara intermedia entre el exterior y la vivienda. Durante la noche, en ausencia de radiación solar, cuando las temperaturas bajan abruptamente en el invernadero; el calor colectado durante el día en la masa de la pared de mampostería y del piso se libera lentamente retardando la pérdida de calor del dormitorio. Asimismo, esta lenta entrega de calor disminuye la diferencia de temperaturas del invernadero con el exterior contribuyendo a la reducción de la amplitud térmica en el mismo protegiendo los cultivos de un enfriamiento excesivo. De esta forma el invernadero y el dormitorio se complementan mutuamente.

2. DEFINICIÓN 2.1 EL EFECTO INVERNADERO El efecto de calentamiento que se produce en las capas de aire encerradas bajo un vidrio en periodo de insolación se denomina “efecto invernadero”. Se trata de un fenómeno utilizado en las casas bioclimáticas para captar y mantener el calor del sol. La propiedad característica de las superficies de vidrio, que permiten el paso de las radiaciones luminosas de onda corta (0,25 – 2,5 µ), pero son aislantes con respecto a las radiaciones caloríficas de onda más larga, en la zona de los rayos infrarrojos (4 – 70 µ); es conocida desde hace mucho tiempo. Este efecto convierte el invernadero en una película transparente selectiva. Cuando la radiación solar entra en un espacio cerrado con vidrio y queda atrapada se produce un calentamiento de ese espacio. La radiación es absorbida por los objetos de su interior, que se calientan. La mayoría de los colectores solares planos trabaja según el principio del efecto invernadero, para lo cual se ha previsto una capa de aire relativamente estrecha entre el vidrio y la superficie absorbente. Sin embargo si aumentamos la cámara de aire se puede formar, primero una ventana-jardín y si la distancia es mayor de un metro un invernadero. El concepto bioclimático del invernadero es un colector solar habitable..

2.2 EL INVERNADERO ADOSADO A LA VIVIENDA El espacio más común de ganancia solar aislada es el invernadero adosado. Se trata de una sala acristalada que forma parte o está situada de forma ajena a zonas habitables de un edificio, pero que se puede aislar completamente de estas. El invernadero puede construirse como parte de una vivienda de nueva construcción o como una adición a una vivienda existente en una intervención de rehabilitación. Los invernaderos son elementos de diseño solar pasivo muy prácticos porque amplían los espacios habitables de la vivienda. El invernadero adosado consiste fundamentalmente en una combinación de sistemas de aportes directos e indirectos. Se considera como un “espacio tapón”, amplificador de las

oscilaciones térmicas exteriores. Es conveniente que la galería acristalada, situada delante de la fachada soleada del edificio tenga una pared pesada separándola del interior del edificio. Durante el día funciona como un sistema de aporte directo, la radiación solar es absorbida por dicha pared donde se convierte en calor, y una parte del mismo se transfiere al interior del edificio, durante la noche el local adyacente recibe con retardo la radiación del calor acumulado en la masa de la pared.

La masa térmica que se puede utilizar incluye suelos de piedra, pared de mampostería que bordea la vivienda o contenedores de agua. La distribución de calor a la casa se puede lograr por convección natural a través de ventanas y puertas, por ventilaciones a nivel del suelo y techo en el muro de masa. También es posible diseñar un sistema de ventilación forzada que distribuya el calor hacia la parte norte del edificio. Separar el invernadero de la vivienda mediante puertas y/o ventanas evita que el confort en las zonas habitables se vea excesivamente afectado por la variación de temperaturas. El invernadero supone un ambiente idóneo para el cultivo de plantas. Deberán escogerse con criterio, ya que el moho, los insectos y el polvo relacionados con la humedad e inherentes a la jardinería pueden no ser compatibles con una vida saludable y un espacio cómodo.

2.2 EL INVERNADERO EN LA REHABILITACIÓN DE VIVIENDAS Los siguientes aspectos se deberán tener en cuenta a la hora de diseñar un invernadero para aprovechamiento de la energía solar pasiva en la rehabilitación de viviendas -Orientación Debe ser favorable para la captación optimizada de la energía En el caso de la rehabilitación de bloques de viviendas, cuando estos están equipados con terrazas o balcones, la solución más sencilla de ejecución y eficiente en su impacto en el

consumo energético es la de acristalar estos espacios cuando están orientados al sur. En general, una orientación dentro de los 30º al este o al oeste del sur, aportará en torno al 90% de la máxima energía solar potencial estática. La orientación direccional óptima dependerá de factores específicos de cada emplazamiento, que puede determinar donde puede ser localizado un invernadero y sobre las características del paisaje local, como los árboles, las colinas, los

edificios u otros que puedan proyectar sombras sobre el invernadero durante determinadas horas del día. -Almacenamiento de la energía Se emplearán disposiciones técnicas adecuadas para el almacenamiento del calor. Se deben aprovechar las masas térmicas existentes en el edificio mediante una correcta colocación del aislante térmico. La técnica se adapta muy bien a edificios con soluciones constructivas de gran masa. En caso de no existir estas (construcción ligera) es conveniente valorar la posible creación de acumuladores nuevos teniendo siempre en cuenta la capacidad resistente de la estructura, contenedores de agua

INVERNADERO ADOSADO Un invernadero es un espacio construido con techo y paredes de vidrio, que se puede utilizar como vivero, como solarium o bien como sistema de calefacción pasiva de los espacios interiores de un edificio o parte de un edificio. Su funcionamiento óptimo como fuente de calor durante todo el año para alcanzar el confort interior, dependerá sin duda del correcto diseño del mismo. Para ello disponemos de herramientas informáticas de análisis energético con las que poder determinar los parámetros adecuados: tamaño del invernadero, tipo de vidrio, orientación, ventilación, orientación, etc. El aprovechamiento de la radiación solar como fuente de energía, a través de un invernadero, puede ser un recurso eficiente en el funcionamiento de la vivienda autónoma Un invernadero es un espacio, construido con techo y paredes de cristal, de manera que la radiación solar puede atravesar el vidrio y calentar dicho espacio. El objetivo consiste en calentar dicho espacio mediante una estrategia pasiva (media de 8º de diferencia entre el interior y el exterior), evitando así tener que utilizar instalaciones mecánicas de apoyo, con el ahorro en energía y por tanto económico que esto supone. La radiación solar calienta el aire interior que se puede utilizar para diversos fines.

Existen versiones más actuales del tradicional invernadero que se puede encontrar en viviendas más tradicionales, donde este espacio se podía utilizar como zona de cultivo de plantas, o bien para tomar el sol y disponer de un espacio confortable durante las épocas más frías del año sin necesidad de encender la calefacción.

¿QUÉ ES UN INVERNADERO? Un invernadero consiste en una estancia que aprovecha las ganancias solares para cumplir una determinada función. Las funciones principales son: – CULTIVO DE PLANTAS. En el interior del invernadero se crea un microclima que favorece el crecimiento de las plantas fuera de temporada, al aumentar la temperatura del aire y de la tierra de cultivo. También se puede utilizar como vivero, donde las plantas crecen a partir de las semillas.

– SOLARIUM: el invernadero puede ser un espacio adosado a la vivienda, muy confortable durante el invierno, que puede ser utilizado por sus s para tomar el sol.

SISTEMA DE CALEFACCIÓN PASIVA. La radiación solar que pasa a través de los muros y del techo de vidrio, calienta el aire interior del invernadero, que puede ser utilizado para calentar el interior de la vivienda.

El invernadero como sistema de

calefacción pasiva

Un invernadero adosado a un muro de fachada orientada a Sur puede ser una fuente pasiva de calor que permite reducir la potencia instalada del sistema de calefacción mecánico. El aire del invernadero funciona como un colchón térmico entre el interior y el exterior de la vivienda, e influye en la cantidad y dirección de calor transmitido a través del

muro de fachada, según la época del año y la hora del día. Además el invernadero cuenta con aberturas para hacer circular el airehacia un destino u otro según interese. Cuando las aberturas se cierran, y el aire se encuentra en reposo, el invernadero también tiene un efecto aislante, incluso por la noche. FUNCIONAMIENTO DE UN INVERNADERO COMO FUENTE CONTINUA DE CALOR El invernadero utilizado como sistema de calefacción pasiva, consiste en un sistema de aprovechamiento del aire calentado en su interior por la radiación solar, para obtener una fuente continua de calor durante todo el año. Para conseguir este efecto la envolvente del solarium tiene que estar totalmente sellada, de manera que se puede controlar el destino del aire caliente. El diseño correcto del invernadero permite enviar el aire caliente hacia el interior de la vivienda en invierno. Por el contrario, en los días de verano o cuando la temperatura en el interior de la vivienda es demasiado alta, el aire caliente se puede conducir hacia el exterior. Por lo tanto, la ventilacióncorrecta de dicho espacio, juega un papel fundamental para conseguir el funcionamiento óptimodel invernadero durante todo el año, teniendo en cuenta la temperatura que se puede alcanzar en su interior según la época del año y la zona climática.

La radiación solar que entra a través de las superficies de vidrio del solarium y de las ventanas que lo comunican con el interior de la vivienda, sirve para calentar el aire, pero también para calentar otros elementos como el suelo, las paredes, algún mueble estratégicamente situado etc.. que reciban dicha radiación solar. Si además dichos elementos tienen inercia térmica, durante las horas de sol acumularán calor y posteriormente lo empezarán a emitir, cuando la temperatura descienda en el interior de la vivienda. Para bloquear la radiación solar en verano, o bien cuando la temperatura es muy alta en el interior, se utilizan sistemas que generen sombras, como toldos o voladizos por ejemplo. El mecanismo que se utilice para generar sombras, cuando no se desea acumular calor, puede ser mecánico o bien manual. Por otro lado, según la zona climática donde se localice la vivienda, el invernadero también permite mantener una temperatura de confort más o menos constante en el interior en verano

(junio a octubre), sin necesidad de bloquear la radiación solar, e introduciendo aire fresco durante la noche. Para la construcción del invernadero es fundamental elegir el tipo de vidrio más adecuado para las paredes y el techo. Un vidrio bajo emisivo permite el paso de la radiación solar hacia el interior, pero impide las pérdidas de calor hacia el exterior.

Simulación energética de un invernadero La contribución energética de un invernadero en un edificio depende de diversos factores como el tamaño del invernadero, el sistema constructivo elegido, el aislamiento del muro de fachada al que se adose, el tipo de vidrio de las paredes y techo del invernadero, la estanqueidad al aire, y las horas de radiación solar en función de la localización del edificio y la orientación del muro de fachada al que esté adosado. Dicha contribución se puede estimar dentro de un intervalo de entre el 10 % y el 60%. La simulación energética de un invernadero es un recurso muy útil para diseñar el invernadero y obtener un resultado óptimo. Un invernadero mal diseñado puede convertirse en una fuente de calor innecesaria y por tanto poco confortable. Gracias a la simulación energética del invernadero, se puede determinar: el área de las ventanas, el tipo de vidrio más adecuado, la orientación óptima, la sección necesaria para la ventilación, la necesidad de enfriamiento nocturno o de elementos que proyecten sombra sobre el propio invernadero, etc.. 1 ¿CUAL ES LA FUNCION DE UN INVERNADERO ADOSADO

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Los espacios y usos que se crean en un invernadero adosado o en una galería, pueden ser de entrada a la vivienda, de paso o transición, o también de estancia continua. Son espacios que ofrecen ese atractivo del exterior y conexión con la naturaleza, y al mismo tiempo el confort de un espacio interior. Las dimensiones de estos espacios pueden ser de todo tipo, pero en principio se recomienda que sean espacios controlados y reducidos, ya que el objetivo es el calentamiento de los mismos. La función esencial de un invernadero adosado o una galería, es la de Captación solar para aporte energético de los espacios. Esta captación y utilización del sol puede ser de 3 formas: Inmediata-directa, calienta el volumen tras el vidrio. Indirecta-Acumulación mediante inercia de los materiales interiores. Convección, el aire caliente se trasporta a otro espacio mediante aberturas.

La mejor orientación para un invernadero adosado y una galería es la sur, como en cualquier otro sistema de captación solar. Si la desviación solar a sur está entre 0-30º, la eficiencia se mantendrá entre 10090% sin problemas. Como en otros sistemas de captación, habrá que tener cuidado con las orientaciones este y oeste por posible sobrecalentamiento. El invernadero adosado es un volumen exterior al cerramiento y/o envolvente térmica, mientras que la galería acristalada esta en el interior del cerramiento. Por lo tanto el invernadero está más expuesto al clima que la galería. En los apartados siguientes se explicarán las características de cada uno.

2 CARACTERÍSTICAS DEL INVERNADERO ADOSADO El invernadero adosado, es un espacio total o parcialmente acristalado que se adosa a la fachada del edificio. La comunicación al edificio se hace a través de huecos de esta fachada.

En este caso no es tan importante que los vidrios del invernadero tengan una transmitancia térmica baja y por tanto valdría con un vidrio simple. No olvidemos que estamos hablando de un espacio independiente al interior. Aun así, en climas muy fríos se podría estudiar la opción de vidrio de doble cámara. El factor solar “g” del vidrio, es la protección frente a la radiación solar, “0” sería protección total y “1” sin protección. En el caso de un invernadero adosado nos interesa que el factor solar sea alto (0,48 – 0,72) para captar radiación, pero cuidado con los climas calurosos. Para protegernos de la radiación solar, utilizaremos protecciones solares como por ejemplo los toldos, persianas o lamas inclinadas, en la medida que sea posible siempre por el exterior ya que resulta muchísimo más efectiva esa protección. Es fundamental que los vidrios sean practicables, ya que en verano será esencial ventilar. Además en verano la función de invernadero desaparecerá y en la mayoría de ocasiones habrá que dejarlo abierto.

También tenemos la opción de utilizar varias alturas conectadas para cubrir la fachada con un invernadero adosado. Por la diferencia de altura, será mas fácil que se creen corrientes de aire para crean convección.

Fuente: Instituto de Invernadero doble

Bioconstrucción altura

IEB.

3. IDEAS PARA CREAR UN INVERNADERO ADOSADO Un caso típico podría ser la reforma de un caserío, masía o similar. Crear un invernadero adosado en principio no es complicado, ya que partimos de una estructura independiente que únicamente se adosará a una de las fachada. Previamente habría que hacer un estudio de orientaciones y elegir en la medida de lo posible una fachada sur que no se desvíe más de 30º. A continuación habría que decidir, sería decidir cuál de las tres 3 opciones de captación citadas anteriormente queremos utilizar (inmediata, acumulación o convección). La primera supone menos modificación en la fachada. En la tercera opción de convección, tendríamos que crear aberturas controladas en la parte superior e inferior de la fachada a la que nos adosamos. Esto supone que estaremos creando puentes térmicos pequeños y por ello requiere de un estudio previo. Si tenemos la cocina con fachada sur, es muy buena idea adosar el invernadero a la misma y así usar ese nuevo espacio como comedor anexo, café y tertulia.

4 CONCLUSIONES. LOS LÍMITES ENTRE INTERIOR Y EXTERIOR SE DESDIBUJAN ¿Porque nos atraen tanto los espacios que se sitúan entre el exterior y el interior? Precisamente porque el hecho de situarse al límite, hacen que se desdibujen y pierden esa formalidad tanto en el uso como en la percepción de los mismos. Materialmente hablando, los invernaderos adosados y las galerías se desdibujan literalmente, ya que los cerramientos opacos se convierten en acristalamientos, en muchas ocasiones hasta el suelo, dándose una relación espacial con el exterior. Una vez más, las personas buscamos inconsciente o “conscientemente” la unión con el exterior natural. Los invernaderos y las galerías son espacios favorables a esa fusión, que nos permite por otra parte elcultivo de alimentos, plantas, especias, etc.

Tipología de invernadero adosado:       

Cierre de las ventanas sur durante las horas de sol (de las 6h a las 20h, hora solar). – Ventilación continua del espacio solar del invernadero con una razón de ventilación alta (30 renovaciones por hora). Ventilación nocturna del comedor mediante la apertura, fuera de las horas de sol, de la ventana grande que da al espacio solar del invernadero (enlace 1-11 VM). Ventilación nocturna del falso techo norte (enlace 23-99 GM). Activación de las rejillas de conexión del invernadero con el comedor y con el falso techo sur sólo durante la noche (enlaces 1-11 GM y 16-22 VM). Consideración de 5 cm de poliestireno expandido en el techo y en la mampara de aluminio de la fachada sur. Consideración de la existencia de doble vidrio en las superficies acristaladas de la cocina.