Muro Trombe Y Invernadero- Estado Arte Ejemplo.docx

1.1.

Revisión Bibliográfica.

En la actualidad las necesidades energéticas a nivel mundial han aumentado de manera significativa, debido a la sobrepoblación. Hoy en día, los edificios consumen más del 40% de la energía primaria del mundo, que son responsables del 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero [4]. A nivel local, el sector residencial es responsable de las altas demandas energéticas, equivalente a 23% del consumo energético nivel país. Del parque habitacional existente en Chile, 75% fue construido sin consideraciones térmicas y de eficiencia energética, dicha situación provoca que el usuario asuma el costo del consumo energético para mantener la vivienda en zona confort. Esto afecta en mayor medida a las familias más vulnerables, quienes viven bajo la línea de “pobreza energética”, y que habitan viviendas sociales construidas para satisfacer solo la demanda de falta de techo [1]. Ahora a nivel mundial existen diversos hechos que han planteado un debate acerca de las formas de generación de energía; eólica, geotérmica, solar, etc. Un considerable número de investigadores han estudiado los muros Trombe ventilados, no ventilados en estado transitorio [2]. Varios investigadores discuten que lo principal consideración del uso de sistemas de calefacción pasiva, como el muro Trombe, se basa en el diseño adecuado, considerando; el tamaño, la posición y la orientación [7]. Koyunbaba y Yilmaz [3] comparan experimentalmente muros Trombe de vidrio simple, doble vidrio y con paneles fotovoltaicos adosados al muro Trombe, donde encontraron que el mayor ahorro energético se logra con el sistema de muro Trombe de un solo vidrio. Throrpe [4] afirmo que, si se incorporan soluciones solares pasivas adecuadas en edificios existentes, la demanda de energía del edificio puede ser reducida drásticamente. El muro Trombe tiene varias ventajas. Un estudio sobre el costo de la vida usando muros Trombe en viviendas mostro una solución rentable para el confort térmico interior en época de invierno, mientras que la reducción de las emisiones anuales de 𝐶𝑂2 fueron aproximadamente de 455 (𝑘𝑔) de 𝐶𝑂2[5]. Cabe mencionar que, los Muros Trombe están en constante rediseño e investigación, para aumentar su eficiencia, confiabilidad y armonía con el entorno [10]. Respecto a los invernaderos adosados, han sido utilizados como colectores solares, con almacenamiento térmico en paredes, suelos o lechos de piedra. Se combina el almacenamiento de energía con la disponibilidad de un espacio que se puede utilizar como zona de relax. Una opción para mejorar el almacenamiento térmico y optimizar el uso de la energía solar absorbida es utilizar circulación de aire, por convección natural o por convección forzada con la ayuda de ventiladores [9]. Antvorskov [5], analiza diferentes tecnologías de energías renovables (energía solar y energía eólica) integradas en sistemas de ventilación para edificios residenciales. Entre los sistemas solares pasivos estudia las ventajas e inconvenientes del invernadero. Entre sus ventajas destaca el uso de la energía solar para el precalentamiento del aire en condiciones de invierno y como aspectos más críticos, el

riesgo de sobrecalentamiento en verano y la fuerte dependencia del comportamiento del usuario sobre el ahorro energético. Bataineh y Fayez [6], presentan el análisis del rendimiento térmico de un invernadero adosado en un edificio situado en Amman (Jordania). Se han estudiado seis configuraciones diferentes, variando la relación entre la superficie acristalada y la superficie opaca. También se analiza térmicamente una configuración novedosa con una superficie inclinada. Se evalúan el efecto de la orientación del invernadero, de la pared opaca, los coeficientes de absorción del suelo y el número de capas de cristal sobre el rendimiento térmico. Los resultados muestran que el invernadero reduce las cargas de calentamiento durante el invierno, mientras que produce un serio problema de sobrecalentamiento durante el verano. La reducción de las cargas de calentamiento aumenta a medida que aumenta la relación superficie acristalada y la superficie opaca. La contribución óptima se obtuvo cuando el invernadero estaba orientado al sur (línea ecuador). Se proponen dos técnicas de enfriamiento pasivo y se analiza cómo evitar el sobrecalentamiento en verano. Se propone también una técnica de calentamiento pasivo para minimizar las pérdidas térmicas durante las noches de invierno. Los elementos de sombra interiores y la ventilación nocturna minimizan el problema de sobrecalentamiento. Empleando las tres técnicas pasivas con el invernadero, los resultados muestran que se puede alcanzar un ahorro del 42% en las cargas de calentamiento y enfriamiento anuales. De acuerdo a las publicaciones más recientes, el uso de las energías pasivas no se aplica directamente de acuerdo al emplazamiento, clima y a distintos usos de los usurarios, este tema está pendiente en incorporar materiales nuevos y locales el cual se adapte a estas.

Referencias. [1] Wegertseder, P., Diagnóstico y análisis multifactorial en viviendas sociales del centro-sur de Chile. Concepción Chile (2015). [2] Stazi F., Mastrucci A, di Perna C. The behavior of solar walls in residential buildings with different insulations levels: an experimental and numerical study. Energy and Buildings. (2011). [3] B.K. Koyunbaba, Z. Yilmaz, The comparison of Trombe wall systems with single glass, double glass and PV panels (2015). [4] Thorpe, D., SolarTechnology: The earthscan expert guide to using solar energy for heating, cooling and electricity. Earthscan London. (2011). [5] Antvorskov S., Introduction to integration of renewable energy in demand controlled hybrid ventilation systems for residential buildings. Building and Environment 43 (2008) 1350-1353. [6] Bataineh y Fayez, Analysis of the thermal performance of a greenhouse attached to a building located in Amman Jordania (2013). [7] Puertas R., Materiales para la arquitectura sostenible. aplicación de criterios de sostenibilidad en revestimientos. España Valencia (2017). [8] Oliveti G., Evaluation of the absorption coefficient for solar radiation in sunspaces and windowed rooms. Solar Energy 82 (2008) 212-219. [9] Suarez M., Análisis numérico de sistemas solares pasivos en la edificación, España Gijon (2017) [10] Amaral C.; Renewable & Sustainable Energy Reviews. Northern Ireland, UK (2017) [11] Baetens,R., Jelle,B.P. y Gustavsen, A. (2010). Phase change materials for building applications: A state-of-the-art review. Energy and Buildings, 42(9), 1361-1368.