Os Edifícios Bioclimáticos a Integração das Energias ... - LNEG

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INTERCAMBIOS DE CALOR EN ESPACIOS CONSTRUCTIVOS, VENTILACIÓN E ILUMINACIÓN NATURAL. UN ENFOQUE TERMODINÁMICO. Marco Yánez 11 Escuela Politécnica Nacional Cód.Postal 17-12-866 Ladrón de Guevara E11-253, Quito-Ecuador myanez@server.epn.edu.ec RESUMEN El presente artículo presenta una evaluación termodinámica de una vivienda típica de interés social que el Gobierno de la República del Ecuador promueve a bajo costo, 3.600 dólares americanos. Hace énfasis en la iluminación y la ventilación natural como mecanismos de eficiencia energética en las edificaciones. Los balances energéticos se desarrollan en procesos que evidencian intercambios de calor, ya que, los diferentes elementos que intervienen en los procesos termodinámicos poseen diferentes temperaturas. PALABRAS CLAVE Balance energético en edificaciones, iluminación y ventilación natural, aspectos bioclimáticos, eficiencia energética. 1. INTRODUCCIÓN El modernismo y la masificación de las viviendas urbanas nos han llevado a desarrollar viviendas extremadamente ineficientes desde un punto de vista termodinámico. Mientras nuestros antepasados desarrollaron mecanismos naturales de eficiencia energética de manera intuitiva, nuestra civilización actual ha optado por el derroche y mal uso de los recursos naturales, agravado por el aumento de la población y el consiguiente déficit habitacional. Las evaluaciones termodinámicas en espacios constructivos permiten observar en dónde se producen las ineficiencias que conllevan al mal uso de los recursos y de la energía. Esto permitirá concienciar a los gobiernos de turno para que puedan realizar los correctivos necesarios, vía regulaciones, que permitan optimizar los recursos, ahorrar energía, pero sobre todo, volver más confortable la vivienda sobre todo de los sectores más vulnerables de nuestra sociedad. El calentamiento global denunciado en Febrero de éste año en París en forma oficial, pone de manifiesto, la urgencia por adoptar medidas urgentes y aún extremas sobre eficiencia energética en todos los niveles y actividades de nuestra sociedad, caso contrario, las consecuencias previstas por los expertos a nivel mundial serían catastróficas. 11 Físico, M.Sc. en Planificación de Sistemas Energéticos 89
90 2. CONCEPTOS FUNDAMENTALES Pasamos una rápida revista a los conceptos que vamos a manejar en la presente evaluación donde consideraremos que una vivienda habitada es un sistema termodinámico que pretende que, la temperatura ambiente sensitiva que es un valor medio entre la temperatura del aire de la edificación y la temperatura de sus paredes, se considere uniforme con el objeto de garantizar un confort térmico. La temperatura de confort térmico para la ciudad de Quito se encuentra en el rango de 20 a 23 ºC. Transferencia de calor La transferencia de calor entre dos cuerpos que poseen diferentes propiedades físicas se da mediante los siguientes mecanismos: Conducción Para que exista transferencia de calor por conducción es necesario que exista un contacto físico entre dos cuerpos. En una vivienda de interés social habitada este tipo de transferencia de calor se tiene por ejemplo la que se produce entre el piso y el tumbado con el medio circundante en régimen estacionario, es decir, en ausencia de viento proveniente de las ventanas. Otros ejemplos en las viviendas serían el calor de las hornillas hacia los recipientes en la cocción de los alimentos o de la plancha eléctrica sobre las prendas de vestir. Convección La transferencia de calor por convección se produce por el transporte de una masa de substancia (aire o agua), que transporta su energía en forma de calor de un lugar a otro. Ejemplos de este tipo de transferencia de calor lo tenemos en las chimeneas de las viviendas; o cuando abrimos las ventanas de una habitación y permitimos la circulación del aire del medio externo que se encuentra a diferente temperatura. Radiación La transferencia de calor por radiación se da entre cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas, siendo que el calor fluye del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. Cualquier variación de calor en la vivienda produce transferencia de calor por radiación, puesto que por definición, toda substancia que posee una temperatura diferente del cero absoluto emite radiación electromagnética en forma de calor. En una vivienda que no se encuentra en régimen estacionario esta forma de transferencia de calor es la más común y se da espontáneamente hasta llegar al equilibrio termodinámico por un lapso de tiempo determinado. Absorción emisión de radiación electromagnética La absorción y emisión de radiación electromagnética en forma de calor es otro de los conceptos fundamentales que rigen el intercambio de calor entre cuerpos. Esta regulado por las leyes de la radiación del cuerpo negro. Cuando calentamos agua en una hornilla por ejemplo, la hornilla emite calor en forma de radiación infrarroja que es absorbida por el recipiente y el agua que se va transformando paulatinamente en energía de agitación molecular y como consecuencia incrementa su temperatura. Si separamos el recipiente con agua y lo colocamos para que “se enfríe”, se dará el proceso inverso, es decir, el recipiente con agua se convierte en emisor de calor al medio ambiente que lo absorberá.
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