Verificar el comportamiento térmico de un edificio es una tarea que requiere de considerable tiempo. Para esta tarea es indispensable contar con el uso de una computadora, de esta manera es muy fácil hacer variaciones y comprobar alternativas de diseño.

La planilla calcula el coeficiente volumétrico G de pérdidas de calor a partir de:

• los datos de superfície y transmitancia térmica (K) para cada parte de la envolvente.
• Los datos climáticos y temperatura de confort (o la introdcción directa de los grados dia)

Luego, de manera automatica muestra el valor del G admisible (para esto es necesario haber introcucido el volumen del edificio).

En cualquier momento se puede modificar cualquier valor y obtener el resultado de manera instantanea, sin embargo es posible necesitar comparar dos soluciones constructivas, para lo cual los datos de las superficies y volumen permanecen fijos, mientras que la materialidad varía. Para este fin está la hoja “propuesta 2″.

Por último, y a modo de idea síntesis, está la hoja de “inversión” donde se puede estimar el costo de mantenimiento de la calefacción durate la vida útil del edificio.

Presentacion de IRAM-11604

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Coincidiendo con las estadísicas que publica Edward Mazria para los Estados Unidos, el Arq. Jorge Czajkowski investigador de CONICET asegura que el 50% del consumo de energía en el país se genera por la construcción. Además critica las actuales campañas para reducir el consumo de energía en el país porque se enfocan en consumos menores de energía, por lo cual se logra un menor impacto.

Esta información está publicada en el reportaje que el diario Hoy de La Plata hace a Jorge Czajkowski, Luis Antico y Amadeo Esposto, tambien publicado en el blog de J. Czajkowski.

El arquitecto Czajkowski agregó su visión desde el hábitat y el uso sustentable de la energía. “En general, pero sobre todo desde la construcción, se utilizan como insumo energético los combustibles convencionales. El año pasado, el 98% del consumo de energía fue de fuentes fósiles, y no se hace el menor esfuerzo por invertir en recursos renovables”, indicó. Czajkowski precisó que la mitad del consumo de energía en el país se genera por la construcción, mientras que “la mayoría de las campañas de ahorro está dirigida al ámbito de lo eléctrico y lo doméstico, que sólo implica un 17% del gasto de energía global; por lo tanto, estas campañas están mal orientadas”, criticó el arquitecto. Así como las proyecciones respecto a lo climático no son muy alentadoras, este experto en ambiente y patología ambiental auguró que si se continúa explotando el petróleo sin inversión, y exportando esta materia prima en grandes cantidades, “las reservas conocidas no alcanzarían para más de 7 años”.

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Me han impresionado las reflexiones de Foster sobre la sustentabilidad. En el siguiente video se puede ver a Foster diciendo que la sustentabilidad no se trata de ser “cool” sino que se trata de supervivencia. Luego hace un repaso de sus 40 años como arquitecto y muestra como la nueva concepción de la arquitectura sustentable permite lograr mejores obras tanto en aspectos ecológicos, económicos, funcionales y estéticos.

El video se puede ver en la web de TED o descargar en formato MP4

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En la lista de correo de asades, me entero que en la Unuversidad Autónoma de la ciudad de México se ha creado un Programa de energía solar, que incluye como trabajo práctico la realización de una cocina solar.

Quizás uno de los usos menos potentes de la energía solar pero si es uno de los que considero, permiten percibir mejor la enorme capacidad de la energía solar.

El video:

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Con el uso de computadoras de enorme potencia se ha podido comprobar la teoría de Einstein sintetizada en la famosa ecuación: E=mc² que publicó en 1905.

Se comprobó que la masa de un protón proiene en un 95%  de la energía de sus componentes:

Al igual que los neutrones, los protones son partículas que se encuentran en los núcleos de los átomos, a su vez constituidas por pequeñas subestructuras fundamentales llamadas quarks y gluones. La masa de los gluones es nula y “contrariamente a lo que se podría pensar, la masa de los quarks que componen un protón sólo representa un 5% de la masa de este último”, explica el CNRS.

El 95% restante, según probó el equipo de físicos alemanes, franceses y húngaros, “resulta de la energía originada por los movimientos de los quarks y los gluones, así como de sus interacciones”.

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Leyendo el blog Inhabitat, encontré varios diseños que logran generar energía a partir del movimiento humano. Todavía no estoy seguro de su factibilidad (y menos en Argentina) sin embargo la idea que los genera es excelente y es un paso hacia una nueva manera de entender el abastecimiento energético, ya no únicamente desde una central radiando hacia los extremos de la red, sino tambien desde cada uno de los extremos aportando al sistema principal.

A continuación 3 ejemplos de edificios que generan electricidad a partir del movimiento humano.

Edificio público

Boliche

Gimnasio

Fuente: inhabitat

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La consecuencia del diseño térmico es la demanda de energía que va a requerir el edificio que estemos diseñando, la norma iram 11604 contempla un modelo de cálculo para evaluar el comportamiento térmico y porteriormente calcular la demanda de energía.

La norma iram 11604 calcula el comportamiento térmico de la envolvente mediante la relación entre su materialidad y su volumen. Incorpora además, el concepto de pérdida térmica de suelo por perímetro (para edificios en contacto con la tierra), ein embargo, de forma resumida podemos decir que el G es igual a:

K= coeficiente de transmisión del calor
S= superfície de la envolvente
Volumen= Volumen del edificio

Ahora bien, ¿Que mide el G? El G por si sólo no nos dice nada, es un valor que indica el comportamiento térmico de la envolvente que debe ser comparado con valores que se consideren admisibles para el destino que se requiera. Pero esto no es fácil ya que el G varía con el volúmen del edificio además de la materialidad, para esto necesitamos la curva de G admisible que también provee la norma:

Por último podemos calcular la demanda energética Q para una hora, que sirve para dimensionar la instalación de calefacción, y para un año, sirviendonos este dato para evaluar el costo del mantenimiento de la instalación de calefacción.

Todo lo anteriormente mencionado, excepto el gráfico pero incluyendo el costo del mantenimiento de la instalación son cálculos que realiza un software que realicé y que se puede descargar libre y gratuitamente del siguiente link:

Software para calcular el coeficiente de globalidad térmica (G) ( xls)

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Encontré dos proyectos que buscan aprovechar la energía eóloca de una novedosa manera, tal vez la manera en que esta energía se vuelva verdaderamente rentable. La idea básica es utilizar la fuerza del viento donde hay más, es decir lo más alto que se pueda sobre la superfície terrestre, en las imágenes al final del artículo se puede ver como aumenta la velocidad del viento con la altura.

Uno de los diseños es una turbina con un núcleo de helio que la mantiene flotando en el aire, la turbina rota a partir de un eje horizontal con la fuerza de impulsión del aire y esta rotación genera electricidad que es transmitida a baterías ubicadas en el suelo. El siguiente es un video que muestra su funcionamiento. Las distancias posibles van de los 150 a 300 metros aproximadamente y la potencia que suministran está por debajo de los 20 centavos de dólar por KVH.

Otro proyecto me sorprendió más por su diseño, parece un helicóptero pero sus hélices son movidas por el viento. El principio es el mismo que el anterior, sólo habrá que ver cual llega a ser más rentable, es decir cuantos KW pueden producir y cuanto cuesta su producción y mantenimiento. Sigue el video que me sorprendió.

Fuentes: skywindpower | magenn

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La cantidad de energía térmica que debe adicionarse o quitarse de un edificio es lo que llamamos la demanda energética. Esta cantidad de energía va a variar según:

• La forma del edificio

• El comportamiento térmico de la envolvente

Por eso decimos que la demanda energética es una consecuencia del diseño del edificio.

El diseño de la FORMA varia según la relación entre la superficie y el volumen, es decir entre el espacio de uso que deberá tener una temperatura de confort y la superficie que lo cubre del exterior a la que llamamos envolvente. Los volúmenes grandes son más efectivos térmicamente porque tienen menos superficie por unidad de volumen. Un ejemplo simple es pensar un volumen de 1cm3, cuya superficie es de 6 cm2; la relación sería 6/1=6, significa que por cada cm3 de volumen hay 6cm2 de superficie. Ahora pensemos en un volumen de 1m3= 100cm x 100cm x 100cm= 1000000cm3, cuya superficie es de (100cm x 100cm) x6= 60000; y la relación sería de 60000/1000000= 0.06, significa que por cada cm3 de volumen hay 0.06 cm2 de superficie. En el gráfico se puede verificar que la función que determina la relación entre superficie y volumen es una función decreciente y no tiene nada que ver con una función lineal proporcional.

El comportamiento térmico de la envolvente depende de la cantidad de calor que permita pasar cada parte de ella. La cantidad de calor que pasa en una hora a través de un material de un metro cúbico de volumen con una diferencia de temperatura de un grado centígrado se llama Conductibilidad térmica ( l) . Pero para poder evaluar el paso de calor de un elemento de la envolvente debemos superponer varios materiales (además de las resistencias superficiales ), por esta razón se hace necesario calcular la Resistencia térmica (R) que se define como la sumatoria de la división entre el espesor del material y su conductibilidad térmica. Luego, para seguir calculando el paso del calor y no la resistencia al paso, calculamos la Conductancia térmica (K) que se define como la inversa de la resistencia térmica.

La energía térmica que haga falta para llegar a una temperatura de confort habrá que adicionarla o quitarla, según sea necesario. Para condiciones invernales habrá que adicionar energía térmica que podemos obtener de los diferentes medios de calefacción como lo son el gas y la electricidad en sus diferentes modalidades: calefactor, radiadores por agua caliente, pisos radiantes por calentamiento de agua caliente; o también podemos usar aire acondicionado. Una forma de energía gratuita es la que nos provee el sol, dependiendo de la latitud en la que nos situemos y del clima, podemos aprovechar esta energía para salvar la demanda de energía, esta forma de aprovechamiento energético es una parte de lo que se conoce como bioclimatismo y será de análisis en próximos artículos.

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