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sábado, 13 de febrero de 2016

Para un funcionamiento óptimo del invernadero...

Invernadero como sistema de calefacción pasiva


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

¿Tienes conocimiento propio sobre la contribución energética de un invernadero?
¿Es eficiente este tipo de estrategia?
¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta para un funcionamiento óptimo del invernadero? 


invernadero ganancia solar calefaccion vivienda

Imagen. www.southmountain.com

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 usuarios para tomar el sol.

invernadero vivienda solarium
Imagen. www arqhys com
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.
invernadero adosado vivienda calor solar

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 aire hacia 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 ventilación correcta de dicho espacio, juega un papel fundamental para conseguir el funcionamiento óptimo del 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.

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Imagen. Esquema de funcionamiento de invernadero. Más información en soluciones bioclimáticas. Blog de Juan Miguel Sánchez.

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.

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Imagen. Información sobre ventanas.


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..

El programa Lider-Calener (HULC) permite conocer los valores mejorados de demanda energética de calefacción y de refrigeración del edificio -global y por meses-, al incluir capacidades adicionales del tipo: muro solar, muro trombre, fachada ventilada y otros. La herramienta permite calcular los resultados de demanda con y sin capacidades adicionales y compararlos:

invernadero analisis energetico capacidades adicionales demanda
Imagen. Manual usuarios Lider-Calener p. 159.

¿Tienes conocimiento propio sobre la contribución energética de un invernadero? ¿Es eficiente este tipo de estrategia? ¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta para un funcionamiento óptimo del invernadero? 

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