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Cuando calienta el Sol, hace cosas distintas en la Playa y en la Montaña.

Creada13-04-2002
Modificada01-07-2014
Total Visitas5426
Noviembre13

Cuando Calienta el Sol

También es importante comprender cómo incide el calor en los tejados y muros de una casa y como esa incidencia varía a lo largo del día y a lo largo del año.

El Sol sale por el Este, es decir, que una fachada orientada al Este recibirá el máximo de calor desde el amanecer y recibirá cada vez menos hasta el mediodía, momento en que la fachada Este queda en la sombra, deja de recibir calor y empieza a recibirlo la fachada situada al Oeste. Conforme avance la tarde la fachada Oeste recibirá cada vez más calor hasta el atardecer, que recibirá el máximo justo antes de la puesta de sol.

Esto será así tanto en verano como en invierno, y si bien en invierno sería muy de agradecer ese calor, el efecto que produciría en verano sería tan acusado que haría muy calurosas las habitaciones orientadas al Oeste de la casa.

Existe una forma de paliar este problema, y es poner algo que en verano dé sombra a las fachadas Este y Oeste pero en invierno permita que pasen los rayos de sol. Lo ideal para ello serían árboles de hoja caduca. Unos árboles frondosos en primavera y verano que darían sombra a toda la fachada Este y Oeste pero que en Otoño e Invierno, al quedar desnudos de hojas, dejarían pasar entre las ramas los preciados rayos de sol.

La fachada norte de la casa solo recibirá sol durante una hora al amanecer y al atardecer en los meses de Junio y Julio, pero en un ángulo tan cerrado que la incidencia de calor en dicha fachada será casi despreciable.

Queda por analizar cuánto calor recibe el techo y la fachada Sur, pero ahí tiene bastante importancia cómo varía la posición del Sol a lo largo del año.

Movimiento del Sol a lo largo del AñoEl movimiento del sol a lo largo del año es totalmente previsible, y en el lugar donde se encuentra situada mi parcela, a 41º N, el recorrido del sol varía bastante entre el verano y el invierno.

El mediodía se produce en mi parcela a la una y cuarto, pero con el fin de facilitar la explicación usaré un horario solar teórico, según el cual el mediodía y la medianoche coinciden exactamente a las 12:00 y a las 00:00.

En los equinoccios (21 de Marzo y 21 de Septiembre) el día y la noche duran doce horas, el sol sale exactamente por el Este a las 06:00, se oculta por el Oeste a las 18:00 y a mediodía se encuentra situado justo al sur.

En estas fechas el sol realiza su recorrido justo sobre el ecuador, es decir que en relación a la parcela se encontrará a 41º de la vertical.

La radiación solar que incide sobre la fachada sur al mediodía lo hará en un ángulo de 41º con lo que un metro cuadrado de radiación solar se repartirá sobre 1,52 m² de pared.

Conforme avanza el verano el sol va ascendiendo de latitud, hasta que el solsticio de verano realiza su recorrido justo sobre el Trópico de Cáncer. Al verse reducida la distancia hasta el paralelo 41, también se ven alterados otros factores.

En primer lugar, el sol saldrá por el Noreste, a unos 25º del Este, y se pondrá también a 25º al norte del Oeste, dando durante un par de horas el sol sobre la fachada norte de los edificios, aunque en un ángulo muy reducido.

A las 06:00 y a las 18:00 el sol se encontrará exactamente al Este y al Oeste, pero en vez de estar justo en el horizonte se encontrará a una altura de unos 20º sobre él.

Al mediodía el sol estará al Sur y sus rayos incidirán sobre la fachada sur con una inclinación de 41+23=64º, con lo que un metro cuadrado de luz solar se repartirá sobre una extensión bastante mayor de la pared, o por decirlo de otra forma, toda la fachada sur recibirá menos cantidad de energía solar. En contraposición, el tejado de la casa recibirá una cantidad mucho mayor de luz solar que deberá evitarse por algún medio.

En el solsticio de invierno la situación se invierte, el sol estará sobre el trópico de Capricornio, 23º al sur del ecuador y eso tendrá las siguientes consecuencias:

A las 06:00 el sol se encuentra justo al Este, ¡pero por debajo del horizonte!. De hecho no saldrá hasta hora y media más tarde. También la puesta de sol se producirá hora y media antes de las 18:00 dando más de tres horas más de noche que de día.

Aparte de esto, el sol se encontrará a mediodía mucho más abajo en el horizonte. Esto hará que el tejado de la casa reciba menos cantidad de luz solar, pero por contra, la fachada sur recibirá la luz del sol en un ángulo de 41-23=18º. Es decir, en pleno invierno la fachada sur recibirá MAS radiación solar que en todo el año.

  Angulo Tejado Fachada
21 de Marzo 41º 0,755 0,656
24 de Junio 18º 0,951 0,309
21 de Septiembre 41º 0,755 0,656
24 de Diciembre 64º 0,438 0,899
Radiación Solar sobre Tejados y Paredes

Si vemos la tabla y el gráfico adjuntos comprobamos que en los equinoccios el sol cae con un ángulo de 41º desde la vertical. Sobre cada metro cuadrado de terreno horizontal cae 0,755 m² de luz solar, pero en una fachada vertical, un ángulo de incidencia de 41º implica que sobre cada metro cuadrado de fachada cae un rayo de sol de 0,656 m² de sección.

En el solsticio de verano el ángulo de incidencia del sol es de 18º, por lo que suelos y tejados captarían un 95% de la potencia solar, algo excesivo para hacer un hogar confortable, pero por contra la fachada sur recibirá poco más del 30%. Si además ponemos un alero de un metro al tejado, el sol no llegará a dar en la fachada, con lo que conseguimos una fachada sumamente fresca en verano.

Lo contrario que en el solsticio de invierno, el sol cae con una inclinación de 64º, el tejado apenas capta el 44% de la potencia solar, pero la fachada sur recibe casi el 90% de la misma.

Es decir, y como conclusión, si bien el conjunto de la casa recibe mucha más radiación en verano que en invierno, precisamente la fachada Sur de la casa es la única que recibe más calor en invierno y menos en verano, que es justo lo que necesitaríamos para mantener una casa cálida en invierno y fresca en verano.

Si pudiéramos hacer que el conjunto de la casa participe del calor recibido por la fachada Sur y quedara aislada del resto de las fachadas y del techo, la casa sería muy confortable tanto en verano como en invierno.

Por tal motivo, y como primera regla fundamental a la hora de diseñar una casa, el techo y las fachadas Este, Norte y Oeste deben ser protegidas de ganancias o pérdidas de calor con sistemas de aislamiento térmico. La fachada Sur es nuestra puerta al confort, y debemos aprovecharla todo lo que sea posible.

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