Diseño solar pasivo óptimo de construcciones: un modelo preliminar

Abstract

El diseño solar de construcciones es un campo de la arquitectura gobernado por la aplicación de una serie de premisas clásicas atinentes a conceptos y materiales utilizados, raramente revisadas como consecuencia de evaluaciones cuantitativas o funcionales desarrolladas luego de concluida la construcción. Lo mencionado ha centrado el enfoque de esta temática en la evolución tecnológica de sistemas activos y materiales aislantes aplicables a aquellas más que en la generación de medios analíticos tendientes a la optimización de su diseño térmico sobre bases pasivas y con aplicación de materiales convencionales. El presente trabajo introduce una metodología orientada a este último propósito fundada en la maximización del error de la Función de Transferencia Temperatura Interior/Temperatura de Cielo, la que es definida a partir de la red eléctrica análoga representativa del proceso. En la presente fase de desarrollo del modelo –fundado en la linealización de la transferencia por radiación solar para valores medios de temperaturas de cielo y exterior- no fueron consideradas transferencias desde el suelo ni por convección. Es incluida una evaluación de la metodología propuesta a través de un estudio paramétrico para una construcción básica de materiales convencionales en la que, para altura y espesor de losa constantes, es optimizado el espesor de muros en función de las dimensiones de la construcción.

Building solar design is a field of architecture ruled by the application of classical premises involving the utilized concepts and materials seldom reviewed as a consequence of quantitative or functional evaluations carried out after the construction is ended. The aforementioned has centered the scope of this subject on the technological evolution of active systems and insulating materials more than on the generation of analytical means applicable to the buildings’ thermal design optimization on passive-system traditional-material basis. An algorithm oriented to that purpose is introduced in this work founded on the error maximization of the Interior Temperature/Sky Temperature Transfer Function defined based on the phenomenon’s electric analog. Heat transfer from the soil and by convection have been excluded in the present development phase of the model. The aforementioned Transfer Function is attained by linearizing the solar radiation transfer for the selected exterior temperature mean value. An evaluation of the proposed methodology is included in the form of a parametric study for a base case with traditional materials where, for a constant roof height and thickness, wall thickness is optimized in terms of the construction dimensions.