Control del clima por medios constructivos

• Modos de evitar las pérdidas de calor

• Las pérdidas de calor de un edificio.

Estudio de edificios / CerramientosEl procedimiento principal de diagnóstico para determinar el rendimiento térmico de aplicaciones de cerramientos es la termografía por infrarrojos. Puede utilizarse para identificar las pérdidas de calor y de refrigeración por deficiencias en la construcción, por falta de aislamiento o aislamiento inadecuado y por los focos de humedad. La corrección de estas deficiencias es un requisito importante para aumentar la eficacia de la energía eléctrica en edificios y la integridad estructural.

La termografía puede identificar variaciones en la temperatura superficial del cerramiento, relacionadas con problemas en la estructura, puentes térmicos, contenido de humedad y filtración de aire.

Dos fuentes principales de pérdidas de calor en los edificios son las conducciones en los muros y las filtraciones de aire. Ambas se pueden identificar desde la superficie del edificio mediante la termografía por infrarrojos. Esto permite realizar una corrección temprana de los fallos antes de que se produzcan daños graves.

Pérdidas de conductividad

Entre los problemas identificados como pérdidas de conductividad se encuentran: falta de aislamiento, aislamiento incorrectamente instalado o comprimido, contracción o asentamiento de diferentes materiales de aislamiento, puente térmico excesivo entre los muros y las placas superior e inferior, daños por humedad en el aislamiento y los materiales de construcción, pérdidas de calor a través de las ventanas de varios paneles con una junta rota, fugas en tuberías de agua, conductos de calor dañados, localización o fugas en líneas de vapor enterradas, líneas de agua o sistemas o sistemas de rociadores subterráneos, etc.

Filtración de aire

La filtración de aire es el paso de aire a través de un cerramiento, un muro, una ventana, una junta, etc. La filtración hacia el interior se conoce como infiltración y la filtración hacia el exterior como exfiltración. El movimiento excesivo del aire reduce de manera significativa la integridad térmica y el rendimiento del cerramiento y constituye, por tanto, en una de las principales causas del consumo de energía de un edificio.

Además de la pérdida de energía debida a una filtración excesiva de aire, puede provocar la formación de condensación sobre los muros y dentro de ellos. Esto puede dar lugar a diferentes problemas, como la reducción del valor R de aislamiento, daños permanentes en el aislamiento y una importante degradación de los materiales. Puede pudrir la madera, oxidar los metales, manchar las superficies de ladrillo u hormigón y, en casos extremos, provocar el desconchado del hormigón, la separación de los ladrillos, el desmenuzamiento del mortero y la caída de secciones del muro, poniendo en peligro la seguridad de los ocupantes. También puede oxidar el acero estructural, los refuerzos de acero para hormigón, y las perchas y pernos metálicos, lo que da lugar a problemas muy graves de seguridad y mantenimiento. La acumulación de humedad en los materiales de construcción puede provocar una formación de moho tal que precise una solución de gran alcance.

Prácticamente en cualquier lugar del cerramiento donde exista una junta, unión o apertura, puede producirse filtración de aire. Gracias a las cámaras termográficas por infrarrojos IR-InSight o FlexCam S, se pueden identificar las irregularidades térmicas del cerramiento y el patrón térmico para determinar si éste indica un problema con el aislamiento, la filtración de aire o la estructura del edificio.

Cálculo de las pérdidas de calor

Las pérdidas calculadas para las transmisiones son la suma de las pérdidas de calor de cada sección individual del edificio

Las pérdidas calculadas para las transmisiones son la suma de las pérdidas de calor de cada sección individual del edificio.

Estas pérdidas se pueden calcular utilizando la siguiente fórmula:

Φ =U x A x (tout - tin)

donde

Φ = Pérdida de calor para la sección del edificio [W]

U = Coeficiente de transmisión de calor para la sección del edificio [W/m²K]

A = Área de la sección del edificio [m²]

tout = Temperatura exterior a las condiciones de diseño [°C]

tin = Temperatura interior a las condiciones de diseño [°C]

Las pérdidas de calor calculadas se utilizan para dimensionar el sistema de calefacción del edificio de acuerdo con las condiciones de diseño para las temperaturas exteriores e interiores del edificio. Se suele añadir el 10-20% a las pérdidas de calor calculadas, con el fin de garantizar una capacidad extra para las noches o las condiciones más duras.

• Cómo podemos evitar pérdidas de calor en climas fríos.

En el mercado existen variadas alternativas para protegernos del frío.
Sea cual sea la elección, debemos realizar una mantención previa en nuestros hogares, que básicamente buscan optimizar la mantención del calor, para no tener fugas e impedir la entrada de corrientes de aire.
Para optimizar el funcionamiento de nuestra calefacción, debemos cerciorarnos que las puertas y ventanas de nuestro hogar se encuentren debidamente selladas y no tengan aberturas que provoquen el escape de calor. De esta forma, lograremos un ambiente confortable y de paso ahorraremos energía
¿Cómo preparar tu casa para el frío? http://www.ucex.org/Portal/vivienda_invierno.htm

• Sistemas de refrigeración en climas cálidos.
En un sistema de refrigeración por absorción se sustituye el compresor mecánico por una compresión físico-química, que no es más que un proceso de absorción y desorción. En él, gracias a la mezcla del amoniaco con el agua en diferentes concentraciones, se consigue modificar la presión de vapor del refrigerante, haciendo que se produzca la evaporación y la condensación en las condiciones deseadas.

Los módulos de absorción son adecuados cuando se dispone de una fuente continua de calor, aprovechando el calor sobrante típico de un proceso industrial para abastecer las diferentes necesidades frigoríficas. De esta manera, las máquinas de absorción apenas requieren energía eléctrica para su funcionamiento. Esto supone un menor coste de operación,siendo además la opción más respetuosa con el medio ambiente.

Estos sistemas de absorción pueden trabajar con temperaturas de evaporación negativas de hasta -60ºC, con lo que se puede satisfacer una gran parte de las demandas frigoríficas. Los sistemas de absorción se emplean, por ejemplo, en sistemas de generación y acumulación de hielo, en cámaras de congelados o en túneles de congelación entre otras aplicaciones industriales.

La tecnología APINA de máquinas de absorción también puede ser utilizada para trabajar a altas temperaturas de condensación propias de los climas cálidos, donde se ha de refrigerar el sistema con aire al no ser posible el empleo de los sistemas evaporativos.

Los sistemas de refrigeración por absorción de tipo amoniaco-agua constituyen uno de los avances tecnológicos más llamativos de APINA, que ha conseguido minimizar su tamaño y su carga de refrigerante desarrollando unmódulo compacto totalmente construido en fábrica y de fácil instalación.

1.¿Qué entiendes por Arquitectura Bioclimática o Edificio Bioclimático?

Es aquella arquitectura que diseña para aprovechar el clima y las condiciones del entorno con el fin de conseguir una situación de confort térmico en su interior. Juega exclusivamente con el diseño y los elementos arquitectónicos, sin necesidad de utilizar sistemas mecánicos complejos, aunque ello no implica que no se pueda compatibilizar.
Nuestros edificios no son bioclimáticos, ya que no aprovechan el clima ni las condiciones del entorno, las posiciones de las ventanas no aprovechan la luz solar y por el contrario se sitúan de forma que da el reflejo por lo que se tiene k cerrar las ventanas y gastar electricidad con las bombillas (por lo menos en el edificio 6).
También tiene un mal sistema de calefacción, por no decir que casi no tiene, ya que el único edificio que tiene estufas (que yo sepa, quizás hay algunas desconocidas) es el edificio 6 (en la planta de arriba), debido a la frialdad de ese aula, no se utiliza un sistema térmico en las paredes para evitar el uso de estufas.

Climatología de la construcción

Modos de transmisión del calor
El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:

• Por conducción entre cuerpo sólidos en contacto
• Por convección en fluidos (líquidos o gases)
• Por radiación a través del medio en que la radiación pueda propagarse

La energía se transmite de la forma que resulta más eficiente.
CONDUCCIÓN.- La conducción es el transporte de calor a través de una sustancia y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos objetos a diferentes temperaturas. El calor fluye desde el objeto que está a mayor temperatura hasta el que la tiene menor. La conducción continúa hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura (equilibrio térmico).
Podemos explicarlo si tenemos en cuenta las "colisiones de las moléculas". En la superficie de contacto de los dos objetos las moléculas del objeto que tiene mayor temperatura, que se mueven más deprisa, colisionan con las del objeto que está a menor temperatura, que se mueven más despacio. A medida que colisionan, las moléculas rápidas ceden parte de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas contiguas. Este proceso continúa hasta que la energía se extiende a todas las moléculas del objeto que estaba inicialmente a menor temperatura. Finalmente alcanzan todas la misma energía cinética y en consecuencia la misma temperatura.
Algunas sustancias conducen el calor mejor que otras.
Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases.
Los metales son muy buenos conductores del calor, mientras que el aire es un mal conductor.
CONVECCIÓN.- La convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente (de menor densidad) ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ocurre esto, el fluido frío (de mayor densidad) desciende y ocupa el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación (corrientes convectivas) del calor hacia las regiones frías.
En los líquidos y en los gases la convección es la forma más eficiente de transferir calor.
En el verano, en una carretera recalentada, se puede ver como asciende de ella el aire caliente formando una columnas oscilantes. También se ve a veces como asciende el aire desde un radiador (el aire caliente sube y el frío baja).

*	En este gif animado ves como un mechero calienta el aire, éste asciende en una corriente convectiva y hace girar la espiral de papel. Hemos usado un agitador del calorímetro sujeto por una pinza y en él apoyamos un dedal en el que pegamos la espiral de papel.

El calor calienta el aire y el papel y además de hacer girar la espiral la alarga y llega a tocar la pinza lo que le impide seguir girando.
RADIACIÓN.- Tanto la conducción como la convección requiere la presencia de materia para transferir calor.
La radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el receptor.
No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio material para que se transmita.
Por radiación nos llega toda la energía del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un complicado ciclo de transformaciones: la captan las plantas y luego la consumimos nosotros, el agua se evapora, el aire se mueve....
La energía radiante del Sol se transmite a través del espacio vacío en forma de radiación que viaja a la velocidad de la luz . Entre las diferentes ondas que la componen hay radiación visible, ultravioleta, infrarroja etc. La ultravioleta es tan energética que puede ionizar la materia, pero la radiación infrarroja interfiere con los electrones de los átomos promocionándolos a un nivel superior y produce la agitación de los átomos y de las moléculas que se traduce en calor.
En los hornos microondas la energía generada para que vibren las moléculas de la sustancia que se calienta la transmiten ondas con una frecuencia inferior a las del infrarrojo.
La radiación se produce cuando los electrones situados en niveles de energía altos caen a niveles de energía más bajos. La diferencia de energía entre estos niveles se emite en forma radiación electromagnética. Cuando esta energía es absorbida por los átomos de una sustancia los electrones de dichos átomos "salten" a niveles de energía superiores.
Todos los objetos absorben y emiten radiación. Este "applet" de java muestra como un átomo absorbe y emite radiación. Cuando la absorción de energía está equilibrada con la emisión, la temperatura del objeto permanece constante. Si la energía absorbida es mayor que la emitida la temperatura del objeto aumenta, y si ocurre lo contrario la temperatura disminuye.
La energía total radiada por un cuerpo caliente es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura expresada como temperatura absoluta. E=cte· T4
Un cuerpo negro se define como aquel que absorbe todo el calor que cae sobre él.
Un cuerpo a una temperatura dada emite más con su superficie ennegrecida.  
CANBIOS DE ESTADO:
Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en el estado en que se encuentran las sustancias.
Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal.
Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal.

Condicionantes arquitectónicos

1.- ¿Crees que son apropiadas la ubicación de los diferentes volúmenes edificatorios que constituyen el centro?

No, la mayoría se encuentran mal ubicados. No aprovechan la luz del día debido a la mal colocación de las ventanas y persianas, malgastando así luz eléctrica.

2.- ¿Existen barreras paisajísticas?

Si, el instituto consta de una valla que rodea el recinto, para que no se produzcan escapes por parte de alumnos. Es una barrera de cemento que impide ver nada que haya más allá del centro. Por la parte de arriba de la valla se encuentra la valla de alambre, por si escalan la valla de cemento.

3.- ¿Existen barreras arquitectónicas? ¿Son los accesos adecuados?

En todos los edificios excepto en el edificio 6. Ninguno está preparado para personas con paraplejia o algún tipo de discapacidad física.
Dentro del edificio 6 hay un ascensor, pero por lo demás es igual a los demás edificios. Si hay que destacar que no tiene muchas escaleras y que los pasillos son amplios y casi todas las aulas se encuentran en el piso de abajo. Sin embargo, todas estas cosas se encuentran en los demás edificios, llenos de escaleras, pasillos algo estrechos (edificio 2), y aulas no habilitadas.

4.- ¿Qué necesidades de espacios crees que necesita el centro para mejorar su calidad ambiental?

Un reajuste de todas las ventanas y persiana, aunque eso suponga mucho dinero, a la larga será mas rentable. Las aulas deberían de ser más grandes, para mayor confort de todos, tanto alumnos como profesores.

5.- ¿Dispones el centro de zonas de recreo, ajardinadas, o aptas para el disfrute de la comunidad educativa?

El centro tiene plantas distribuidas por todo el pasillo central que une todos los edificios, pero no tiene las plantas en las zonas al aire libre del recreo. La zona de recreo tiene distribuidas muchas papeleras.

6.- ¿Crees que la calidad espacial del edificio es apropiada?

No, ya que las aulas son verdaderamente pequeñas y más para grupos como son los de 1º bachillerato que tenemos más de 35 alumnos en cada aula. En cierto modo, es el mal uso de las aulas o la mala distribución, ya que hay aulas grandes que se dan para grupos de alumnos pequeños y aulas pequeñas que se dan para grupos de muchos alumnos.

Crítica “Arquitecturas colectivas” :

Me resulta apropiado lo que hizo Cirugeda en el 2007, ya que, los edificios (módulos prefabricados) que se derrumbarían se podrían reciclar y reutilizar en otras partes. Se sacan los módulos prefabricados para dejar que se construyan casa de protección oficial y los módulos son reutilizados en otros lugares necesarios, es imprescindible reciclar y más estructuras y edificios que gastan mucha energía no solo construir otro edificio de nuevo sino también derribarlo.

Es bueno reciclar, pero más si son edificios reciclables como lo son los módulos prefabricados. Si todos los edificios fueran reciclables no se malgastaría tanta energía, todos los edificios deberían de ser reciclables para evitar el malgasto de energía que supone derrumbarlo.

Crítica: Arquitectura y Ecología

El texto quiere reflejar el despilfarro de casas que hay en España, ya que hay muchísimas casa vacías y en vez de reconstruirlas, se prefiere construir otra de nuevo, derribando la anterior. Rehabilitar un edificio supone un gran ahorro energético unicamente por no derribarlo.  
La arquitectura sostenible se centra en crear determinados sistemas que mejorasen el rendimiento de un edificio haciéndolo mas sostenible, y mas reciclable, reduciendo el uso de energía propia en cada material en su proceso de fabricación.

Crítica "Cuanta tierra necesita un hombre"

Para mi el texto no refleja más, que el egoísmo y la ansiedad por poseer más que tenemos la raza humana. Se utiliza la tierra como bien, que al ser comprado ya es como perteneciente al comprador, y la tierra en sí no es algo que podemos comprar, porque no nos pertenece. El ser humano ansia poseer todo lo que aspira tener pero hay cosas con las que no debería jugar, como la sobreexplotación de los recursos naturales, y más concreta mente la tierra. No deberíamos pensar en la tierra como un recursos sobre explotable sino como un recurso al que le podemos sacar partido sin llegar a la exageración. En mi punto de vista no nos pertenece la tierra, sino a todo el conjunto de seres vivos. Hay que respetarla    y cuidarla. Los seres humanos tenemos un mal uso del suelo, por que no lo cuidamos y lo estropeamos. Los humanos tenemos un mal uso de la ocupación urbana y rural porque eso no hace mas que contaminar y ensuciar la tierra y en general al planeta sin prestar atención a como repercute a los demás seres vivos. No deberíamos ser tan egoístas y deberíamos compartir y cuidar la tierra.