Croquis gentileza de Guillermo Hevia, Obra: Edificio de Imp. Alsacia Ltda.

GUIA BASICA PARA FACHADAS VENTILADAS Y PROTECCION SOLAR E N VO LV E N T E S I N T E L I G E N T E S “A través de esta nueva revisión de la Guía Básica para Fachadas Ventiladas y Protección Solar, queremos entregar nuevas herramientas prácticas y soluciones de productos, para que los arquitectos puedan materializar de manera tangible en sus obras y diseños, las aspiraciones de una arquitectura más preocupada y amistosa con el entorno y con la calidad de vida y de trabajo de los que habitan en ellas. Hunter Douglas, interesado en la importancia que tiene hoy la temática y el concepto de “Arquitectura Sustentable” para los profesionales de la arquitectura, se ha preocupado en forma constante del desarrollo de nuevos y funcionales productos que responden a las necesidades de dicha problemática”.

CONTROL SOLAR

Introducción En muchos lugares, sobre todo en épocas de calor, la sombra es lo más preciado. En numerosos edificios actuales esto se hace muy complejo y costoso de implementar, pues el diseño original de la fachada ya no lo consideró. Es así entonces, que la única posibilidad que queda es enfriar por medios auxiliares que en general son costosos de implementar, de mantener y de operar. El panorama se complica más por lo ascendente del costo de la energía en estos tiempos. Hoy en día hay que pensar más en el valor del m2 a mantener, más que el valor inicial del m 2 a construir solamente .

Esto es claramente apreciable en el interior de un auto puesto al sol con las ventanas cerradas.

Más sencillo, razonable y económico que intentar enfriar un recinto es evitar que este se recaliente, o sea, mediante una adecuada protección solar. Esta situación se acentúa si la edificación lleva grandes paños de vidrio, actualmente existe una gran obsesión por la transparencia, combinada con escasa masa térmica (o inercia térmica); o si bien existe, se la recubre con materiales de terminación que son del tipo aislantes térmicos (alfombras, telas, pisos flotantes, paneles y otros) anulando la masa o posibilidad de absorber el calor.

La mejor opción, si no se cuenta con masa térmica y existen grandes paños vidriados, es la de protegerse de la radiación solar mediante quiebravistas. Esta protección del interior debe idearse cuidando de no dejar a oscuras el interior, la idea es continuar con la transparencia del edificio sin que se recaliente.

De esta forma los rayos solares incidentes en la fachada, entran al recinto, se convierten en calor (infrarrojos) rápidamente y no vuelven a salir quedando atrapados (efecto invernadero).

100% vidrio prácticamente no hay efecto invernadero

fondo reflectante

situación típica al interior calor y contrastes de luz

poca masa interior efecto rápido

con protección solar sombras, luz natural e ideal con cielo reflectante

gran masa interior efecto retardado

una buena protección solar permite vistas, luz, aire, sombras

Inclinaciones solares extremas para Santiago (33º LS) en una fachada norte

Solsticio de verano 21 Diciembre.

Equinoccios.

Solsticio de invierno 21 Junio.

85º 33º

Distribución de la radiación solar según latitud sup. horiz.

o veran

equ

solsticio in vie rno

in o c ci os

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eq

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0

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10

i s ti c sol

20

30

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su p. h

ve

Radiación relativa / día

cio solsti

ori z.

rt. ve p. su

ho riz .

40 50 33˚ LS Santiago

60

70

80 90 LATITUD

SOLSTICIOS: Hemisferio norte

23,5˚

Hemisferio sur Invierno 21 Junio.

23,5˚ Verano 21 Diciembre.

EQUINOCCIOS: Hemisferio norte

Hemisferio sur 21 Marzo.

21 Septiembre.

(Fig. 1)

Proyeccción horizontal del recorrido solarSantiago: 33oLS

Graficación de la distribución solarSantiago (Chile) Recorrido del sol el 21 Diciembre (verano) Recorrido del sol el 21 Junio (invierno)

Ángulos en planta con respecto al norte solar Horas del día

y

Linea del horizonte

O X

N 0˚

20˚

20˚ 40º

40˚ 14:00

12:00

10:00

16:00

8:00

y 21 Junio

y

Proyección horizontal del recorrido solar

y E

X Sombras proyectadas a diferentes horas del día

21 Sept. y 21 Marzo

90˚ 80˚

Vista lateral del gráfico de la distribución solar: Santiago (Chile)

70˚ 60˚ 50˚

X

X 21 Dic.

40˚

21 Diciembre

30˚ 20˚ 10˚

21 Junio

0˚

Ángulos de inclinación Líneas de proyecciones horizontales para diferentes fechas

85˚ N

33˚ Ángulo de inclinación

Proyección horizontal del recorrido solar para diferentes latitudes

0˚ L. Linea del Ecuador

22˚ L.S. Chuquicamata

24˚ L.S. Antofagasta

33˚ L.S. Santiago y Viña del Mar

37˚ L.S. Concepción

53˚ L.S. Punta Arenas (Fig. 2)

Energy Tool Programa que trabaja en base a: • Definición de una zona específica; ubicación, orientación, dimensiones, materialidad, etc,

El Energy Tool, puede calcular los resultados de temperatura interior y los requerimientos energéticos de un recinto para mantener la temperatura a nivel de confort.

• Tipo de fachada (incluyendo o no productos Hunter Douglas de control solar), la cual define el flujo y monto de energía (luz y calor) intercambiado entre exterior e interior del recinto.

Para ver estos resultados dos situaciones son estudiadas:

• Calor interior (equipos eléctricos, luces y personas), el cual se traduce en el requerimiento energético final del recinto.

• Cálculo actual: se realiza incluyendo productos de control solar.

• Cálculo referencial: se realiza excluyendo productos de control solar

Ambos casos son comparados para obtener como resultado el ahorro energético final anual.

Nota: los resultados y conclusiones generados por esta herramienta se basan en simulaciones y proveen al usuario sólo de indicaciones comparativas y referenciales.

La fachada ventilada Antiguamente en el muro se resolvían todos los problemas de relación entre el interior y el exterior. El muro concentraba todas las funciones de aislación, cerramiento, estructura y expresión material. Es por eso que eran gruesos y macizos. A mayor espesor del muro se podría decir que mejor era la calidad de la construcción. Hoy en día ha cambiado la forma de construir, ya no se requieren de grandes espesores ni de materiales macizos para asegurar la buena calidad de una construcción. Se han separado las funciones del muro en distintas capas constructivas.

NUEVAS TENDENCIAS En los paños verticales cerrados u opacos de la fachada, también es necesario contar con una estrategia que evite o haga un buen uso de la radiación solar incidente sobre ellos. Para ello es posible contar con el concepto de las “pieles-ventiladas”, que consisten en dejar una capa de aire con posibilidad de moverse hacia donde se desee en el diseño.

La FACHADA VENTILADA es una piel externa al edificio cuya función es mejorar el confort interior reduciendo costos energéticos tanto de climatización como de calefacción, asegurar la estabilidad térmica del interior, trabajando como masa térmica que en verano retarda el traspaso del calor al interior y retiene el calor en los meses de invierno. PRINCIPIO BIOCLIMÁTICO DE LA FACHADA VENTILADA

La física de la FACHADA VENTILADA basa su funcionamiento en el principio del efecto chimenea. La incidencia de radiación solar en la delgada envolvente produce un calentamiento del material que, por conducción, llega a la superficie interior del mismo. Entonces el aire de la cámara comienza a elevar su temperatura por medio de mecanismos convectivos de transmisión de energía. A medida que la cámara de aire sigue aumentando su temperatura, la diferencia de presión aumenta, el aire comienza a elevarse al interior de la cámara ejerciendo en la parte baja de la cámara una succión de aire fresco exterior, al mismo tiempo que en la parte superior de la cámara se evacua el aire del interior. La convección de aire se convierte entonces en el motor de la FACHADA VENTILADA y la ventilación en el medio de evacuación de humedad. La velocidad del flujo de aire es de suma importancia ya que definirá la cantidad de renovaciones que se efectuarán en la cámara de aire. La FACHADA VENTILADA puede usarse en climas cálidos donde cumple una función de pantalla protectora solar y la ventilación actúa como regulador térmico enfriando la piel interior e impidiendo que el calor exterior entre al interior del edificio.

POSIBILIDADES DE USO PIEL-VENTILADA

salida aire superior

mecanismo cerrado

muro edificación capa de aire revestimiento Hunter Douglas EXTERIOR entrada aire inferior

cerrado

SISTEMA OPERANDO EN ÉPOCAS DE CALOR

INTERIOR mecanismo cerrado

mecanismos superiores

muro edificación

SISTEMA OPERANDO EN ÉPOCAS DE FRÍO

capa de aire revestimiento Hunter Douglas EXTERIOR cerrado

INTERIOR mecanismos inferiores

En climas fríos la fachada actúa como un aislante térmico y como un acumulador de calor que puede contribuir a la calefacción interior. De esta forma toda la envolvente de la edificación aprovecha las distintas épocas del año para crear ambientes confortables, gratos y reducir el gasto de energía no renovable, convirtiéndose ésta, en una herramienta que opera a favor de la economía y medioambiente, aspectos a considerar en el mundo actual.

Soluciones Hunter Douglas para la protección solar Producto

Dibujo

Gráfica de sombra

b

Woodbrise (móvil)

a

b

Celoscreen

a

b

b

Sunlines

Metalbrise (móvil)

Cortasol H2 SL4

Cortasol H2 SL4

b

a

b

a

a

a

b b

a

Cortasol H2 SL4

b

b

a

Producto Brisolcell Grilla 100 150 200

Dibujo

Gráfica de sombra c

Planta:

c

a

Corte:

c

a

c

Softwave Perforado

Miniwave Perforado

Quiebravista 30 B 50 B 50BD

b a

b

Tubrise

a

c

Aerobrise 100 200

c

c

c

2

Termobrise 150 335 (móvil)

1

1

2

b

Aeroscreen 300

Celosía C 23 C 40

a

a

b a

b

a

b

gráfico para determinar la protección solar horizontal y/o vertical para cualquier lugar, orientación y época del año

a

Angulos de localización del sol con respecto al norte.

0º

10º

10º

0º

º º20

20º 30 º

10º

º 40

GRÁFICO DE PROTECCIÓN SOLAR

30

Angulos de altura del sol.

40 º

50 º

20º º 50

60 º

30º 40º

º 60

70º

50º 70º

80º

60º 70º

90º

80º 90º

80º

70º 70º

60º

º 60

70º

50º 40º 60 º

º 50

30º 50 º

20º 40 30

30 º

0º 10º

20º

0º

b

º20º

º

10º Angulos para dar sombra a la fachada

º 40

10º

Angulos de orientación

ÁNGULOS DE POSICIÓN SOLAR

80

80º

herramientas para determinar la protección solar

Con la parte inferior del gráfico se determinan: a_ El ángulo de inclinación del sol (altura). b_ La localización del sol con respecto al norte (Azimut) en un mes y hora específica. "b"

90˚

0º 10˚ 20˚ 10˚ 20˚ 0˚ 30˚ 10˚ 40˚ 20˚ 50˚ 30˚ 40˚ 60˚ 50˚ 70˚ 60˚ 70˚ 80˚ 80˚ 90˚

80˚

80˚

30˚ 40˚ 50˚ 60˚ 70˚ 80˚

N

Con la parte superior se definen los ángulos de protección solar (ángulos de sombra) para una fachada. 4º Una vez determinada la posición del sol para determinado día y hora, se superpone el gráfico solar de la ciudad sobre el “Gráfico de protección solar“, haciendo coincidir el punto “a“ con la orientación de la fachada. 5º Con esto se determina el ángulo mínimo de sombreamiento que debería tener el elemento de protección solar.

70˚

70˚

60˚

60˚ 50˚

40˚ 30˚

0˚ 20˚ 10˚

10˚ 20˚

30˚

40˚ 50˚

1º Orientar la fachada con respecto al norte en el gráfico solar de la cuidad correspondiente. 2º Superponer el gráfico solar sobre la gráfica de “Ángulos de la posición solar“ haciendo coincidir el norte con “b“.

Para esto, Hunter Douglas ofrece una amplia gama de productos que responden a diferentes soluciones dependiendo de los requerimientos a la hora de proteger una fachada. (ver tabla de posibilidades de aplicaciones con productos Hunter Douglas pág. 6 y 7). "a" 20˚

10˚

3 Con esto se determinará la posición del sol para determinado día y hora.

10˚

20˚ 30˚

10˚

40˚

º

0˚

0˚

30˚

40˚

20˚

50˚

50˚

30˚ 60˚

60˚

40˚ 50˚

70˚

70º

60˚ 80˚

90˚ 80˚

20º 30º

70˚

40º 50º 60º

30˚ 20˚

90º

10˚

80º

0˚

80º Septiembre 90º

70º

10˚

80º

20˚

70º

60º

30˚

50º

70º

50˚

40º

40˚

60º

09:00

40˚

30º

50˚

20º

50º

60˚

40º

6˚º

10º

70˚

10º

0º

80˚

30º

N 0º

80˚

90˚

20º 10º

80˚

70˚

N

80º

80º

70º

70º

60º

60º 50º

50º 40º

40º 30º 20º

Para este mes y hora: El sol está a 60° del norte al oriente y a 40° de altura. Santiago - Chile

www.hunterdouglas.cl

10º 0º

10º

20º

30º

340°

N

350°

10°

20° 30 °

° 330

40 °

0° 32

31 0°

60°

30 0°

° 50

NE

NO 22

ESCALA DE ALTURA SOLAR

40° 30° 20° 10°

22 0°

° 150

21 0°

S

290 °

SO

50°

13 0°

0° 23

A.M.

60°

12 0°

° 240

E

DIC

70°

SE

190°

260°

AGO SE P SE P OCT OC T NO V NO V

110 °

250°

P.M.

22

80°

JUL AGO

100°

DIC

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170°

280°

E EN

160°

O

JUN

80°

ABR A BR M AR MAR FEB FEB

22 24 12 28 10 23 6 19 3 22

70°

MAY MA Y

22 20 1 16 3 21 8 23 8 21

0° 14

JUN

200 °

340°

N

350°

10°

20° 30 °

° 330

40 °

0° 32

ESCALA DE ALTURA SOLAR

40° 30° 20°

SE 0° 14

22 0°

10° ° 150

21 0° 170°

S

190°

200 °

290 °

280°

SO

50°

Concepción

160°

30 0°

31 0°

A.M.

60°

13 0°

0° 23

70°

12 0°

° 240

80° 100°

260°

E

110 °

250°

80°

P.M.

70°

DI

60°

22 JUN 24 JUL 12 AG O 28 AGO 10 23 SEP 6 SEP 19 OC T 3 OC 22 NO T 22 NO V V DI C

22 20 1

16 A BR 3 21 ABR 8 R MA 23 R MA 8 FEB 21 B FE 22 E EN C

O

° 50

NE

NO JUN MAY MAY

340°

350°

N

10°

20° 30 °

° 330

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0° 32

ESCALA DE ALTURA SOLAR

40° 30° 20°

SE

22 0°

10° ° 150

21 0° 170°

S

Santiago

160°

190°

200 °

290 °

280°

SO

50°

0° 14

30 0°

31 0°

A.M.

60°

13 0°

0° 23

70°

12 0°

° 240

100°

260°

E

110 °

250°

80°

80°

70°

P.M.

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22 20 1

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NE

NO JUN MAY MAY

Esta guía ha contado con la colaboración del arquitecto Javier del Río Ojeda: _Arquitecto PUC. _AADipl (Hons), programa de Energía en Arquitectura de la Architectural Association, Londres. _Especialista en ahorro de energía en arquitectura. _Participación en diversos eventos, cursos de extensión y conferencias, así como de estadías en el extranjero en torno a las Edificaciones Sustentables. _Premio nacional F. Vivaceta 2003 del Colegio de Arquitectos de Chile. _Profesor en las escuelas de arquitectura de la PUC, UFT y UNAB. _Consultor independiente en eficiencia energética. _Asesor para Hunter Douglas.

Show Room: Avenida Bicentenario, 3883, local 1, Vitacura. Teléfono:394 0300.

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