Sabent que la temperatura interior més confortable a l’hivern oscil·la entre 18 i 22 graus centígrads i que a l’estiu està entre 24 i 26, haurem de prendre les mesures adients per tal de climatitzar l’habitatge seguint aquestes pautes.
A l’hivern les temperatures exterior són inferior a les de l’interior de l’habitatge i es necessiten sistemes de calefacció per escalfar la casa. Existeixen varis sistemes de calefacció, uns són més sostenibles que altres, i amb una bona orientació i un bon aïllament, aconseguirem reduir les despeses destinades a la climatització. El mateix passa a l’estiu, quant les temperatures exteriors són majors que a l’interior de la casa i necessitem mantenir la frescor dins de l’habitatge.
Hi ha dues vies per climatitzar l’habitatge, l’activa i la passiva. La primera és la que s’aconsegueix instalant sistemes de calefecció i refrigeració, aquests sistemes consumeixen energia, per tant, si volem climatitzar la casa d’aquesta manera ens generarà un cost energètic elevat. La segona és aquella que aprofita al màxim tots els recursos que ens aporta el medi de manera natural, com els raigs solars i els corrents d’aire, aquest tipus de climatització no requereix consum d’energia. Poques vegades la climatització passiva és capaç d’assolir les temperatures de confort i haurà de complementar-se amb sistemes de climatització actius.
CLIMATITZACIÓ PASSIVA
L’anomenada climatització passiva consisteix a gestionar la temperatura interior del nostre habitatge sense gastar energia. Es tracta simplement d’actuar sobre la pell de la nostra casa, especialment hi haurem de posar atenció a portes i finestres ja que són els punts més dèbils de les parets d’una casa i és per on s’acostuma a perdre la major part de la temperatura.
Una bona climatització passiva ens ajudarà a millorar notablement l’eficiència de la temperatura interior de l’habitacle.
L’ús de tècniques que formin part de la climatització passiva no ens han de fer renunciar al subministrament d’energia, tot i que si adoptem pautes de consum raonables podrem aprofitar i reduir al màxim el consum d’aquesta.
Aprofitar la calor natural que ens aporta la llum del Sol a l’hivern és imprescindible per col·laborar en l’augment de la temperatura interior de l’habitatge, però serà important evitar que aquesta calor penetri a l’habitatge durant l’estiu. Per aquesta raó, s’ha de tenir en compte la inclinació dels raigs solars en el punt on situarem la casa i d’aquesta manera podrem dissenyar-la de tal manera que els raigs del Sol puguin penetrar a l’interior escalfant-la a l’hivern i que no ho puguin fer durant l’estiu.
Hi ha molts sistemes per aconseguir aquesta dualitat. Un dels més recurrents és utilitzar murs vegetals de fulla perenne de tal manera que a l’estiu quan tinguin fulles els raigs solars no podran arribar a l’habitatge, al contrari del que passarà a l’hivern quan les fulles dels murs vegetals hagin caigut. Aquests murs poden ser tan verticals com formant una estructura de tendals. Una altra solució molt similar i que, a més, requereix un manteniment menor, és utilitzar un sistema de tendals o murs mòbils i lliscants, però artificials; és a dir, de roba, fusta, panells rígids...
La façana a la que haurem de prestar la major atenció és la façana sud perquè és la façana que rep la major quantitat de raigs solars tan a l’estiu com a l’hivern, respecte tota la resta de façanes. També hem de tenir en compte la coberta, però com que en el nostre cas hi ha un bon sistema d’aïllament no ens influenciarà tant com la façana sud.
ESTRUCTURES RELACIONADES AMB LA CLIMATITZACIÓ PASSIVA
En el disseny del nostre projecte, hem decidit situar a la vessant oest, una estructura de fusta similar a un petit porxo pel voltant de la qual hi farem créixer una parra de fulla perenne (Fig. 7.1). De tal manera que durant els mesos d’hivern, els quals són els mesos que ens interessa que la casa rebi més llum solar, seran aquells durant els quals, els raigs incidiran directament sobre la façana de la casa, contribuint d’aquesta manera a l’escalfament de l’habitatge de forma natural. En canvi a l’estiu, època de l’any que ens interessa mantenir la casa fresca, la parra tindrà fulles que impediran l’arribada dels raigs solars a les parets i, per tant, aquest fet ens ajudarà a mantenir un ambient fresc i agradable dins l’habitatge. D’aquesta manera aprofitarem els beneficis que ens proporciona la naturalesa per tal de contribuir en la climatització passiva.
Fig. 7.1
Hem parlat de la importància de la façana sud i de la seva estreta relació amb la climatització de l’interior de l’habitatge. De la mateixa manera que hem instal·lat un porxo vegetal a la vessant oest, també haurem d’idear un altre mètode per a la vessant sud.
Fig. 7.2.
Inspirant-nos amb les persianes de fusta tradicionals que podem veure a balcons i finestres de nuclis antics (Fig. 7.2), instal·larem una estructura de metall reciclable que ens farà de suport d’un tendal fet a partir de llistons de fusta (Fig. 7.1). Aquesta estructura ens permetrà regular el pas dels raigs solars en tot moment i,ens permet alhora, que l’aire circuli àmpliament per sota del tendal durant l’estiu, quan tindrem el tendal cobrint la totalitat de l’estructura metàl·lica, evitant que s’hi creï una massa d’aire calent que tindria un efecte negatiu en la climatització interior de la casa. A l’hivern, contràriament, correrem aquest tendal per tal que els raigs solars penetrin i incideixin directament a l’interior de la casa escalfant-ne el terra i com a conseqüència aquest despendrà la calor que ajudarà a climatitzar passivament la casa. Aquestes dues posicions depenent de l’estació els podem veure plasmats en els següents esquemes Fig. 7.3, Fig. 7.4 i FIg. 7.5:
Fig. 7.3
Fig. 7.4
Fig. 7.5
En el cas hipotètic que els raigs solars a l’estiu arribessin a incidir al vidre de la façana sud, com que aquesta ha estat dissenyat amb una petita inclinació això farà que els raigs solars els costi penetrar a l’interior de l’habitatge ja que la seva inclinació serà molt similar a la del vidre i en comptes de penetrar a l’interior es reflexaran parcialment cap a l’exterior (Fig. 7.5). A l’hivern en canvi, com que els raigs del Sol són més inclinats si que podran entrar amb facilitat a l’interior de l’habitatge escalfant-lo.
El color de la paret també influeix dràsticament en la temperatura que pot arribar a assolir l’interior de l’habitatge. Només ens cal destacar que en pobles on les temperatures acostumen a ser molt elevades i necessiten evitar que les parets s’escalfin, aquestes estan pintades de colors clars; i en pobles on les temperatures són relativament baixes i necessiten que les parets s’escalfin a l’absorbir els raigs solars per no perdre calor, les parets i teulades són fosques.
En el nostre cas, el color de les parets del nostre habitatge no influirà excessivament en la climatització ja que les temperatures del clima escollit es defineixen com unes temperatures suaus amb petites variacions estacionals. De tal manera que la millor solució per a les nostres parets serà pintar-les de colors intermedis, entre fosc i clar, per tal que no influeixin massa en la climatització de la casa perquè no volem que a l’estiu s’absorbeixin massa els raigs solars i tampoc volem que a l’hivern se’n reflecteixin masses.
CLIMATITZACIÓ ACTIVA
SISTEMES DE CALEFACCIÓ
Existeixen infinits sitemes per a escalfar l’interior de la casa, nosaltres, però, ens centrarem en els que utilitzen l’aigua calenta per a aconseguir-ho. Hi ha dos principals fonts per a escalfar aigua: geotèrmica i solar tèrmica. Aquestes dues fonts actuen de manera similar sobre l’aigua, però hi ha una característica que les diferencia, la geotèrmica és un sistema molt més sostenible i no sonsumeix tant com la solar tèrmica, però no aconsegueix escalfar tant l’aigua com sí que ho pot fer la solar tèrmica.
Per a escalfar l’habitatge podem utilitzar radiadors o instal·lar un sistema de terra radiant. Si instal·lem radiadors, la temperatura de l’aigua que hi circuli haurà de ser molt elevada, però si instal·lem un terra radiant, la temperatura aquesta vegada haurà de ser molt menor. És a dir, per a climatitzar la casa d’una manera més sostenible, hem d’obtar pel terra radiant ja que aquest ens estalviarà haver d’escalfar aigua a unes temperatures molt elevades. Per escalfar l’aigua que circularà per aquest terra radiant, utilitzarem una bomba geotèrmica vertical que en permetrà captar la calor de l’interior de la terra durant l’hivern i a l’estiu cedir-hi la que genera l’habitatge.
Amb un pou geotèrmic de 100 metres de fondària és suficient per a poder escalfar l’aigua a 17º a l’hivern i a l’estiu aconseguir refredar-la fins a 17º també. Aquestes bombes geotèrmiques es vasen en el Cicle de Carnot que absorbeix calor d’una font per lliurar-la a una altra encara que aquesta última estigui a una temperatura superior que la primera.
A l’hivern, però, haurem d’escalfar aigua fins a 27º per poder climatitzar la casa adequadament. Com que l’energia geotèrmica no arriba a aquestes temperatures necessitarem escalfar-la encara més, i podem assolir aquesta temperatura major fent passar aquesta aigua escalfada de la geotèrmica al dipòsit acumulador de les plaques fotovoltaiques tèrmiques i aconseguir així que l’aigua resultant sigui d’una temperatura adequada per climatitzar la casa a l’hivern. Si tot i així la temperatura segueix sent menor, podem fer passar l’aigua per última vegada per una caldera de biomassa.
A l’estiu no necessitarem fer passar aquesta aigua destinada a la climatització pel dipòsit acumulador i, només, l’haurem de refredar amb la bomba geotèrmica cedint la calor que contingui a l’interior de la Terra.
Però, per escalfar aigua sanitària no és suficient una bomba geotèrmica, com la que farem servir per climatitzar la casa, ja que l’aigua que aquesta escalfarà estarà a una temperatura inferior a la que necessitem per dutxar-nos, per exemple. Per tant, utilitzarem les plaques solars tèrmiques per escalfar l’aigua sanitària, tant a l’estiu com a l’hivern. Per escalfar aquesta aigua haurem d’instal·lar dues plaques solars tèrmiques connectades a un dipòsit acumulador per el qual farem passar l’aigua que nosaltres volguem escalfar. Si després d’escalfar l’aigua amb aquest pas, la temperatura d’aquesta no fos suficient, la faríem passar, de la mateixa manera que fem passar l’aigua de la climatització, per la caldera de biomassa.
En resum, per poder escalfar aigua, tant sanitària com per climatització, necessitem instal·lar al nostre habitatge: un pou geotèrmic de cent metres de fondària amb una bomba geotèrmica, dues plaques solars tèrmiques amb un dipòsit acumulador i una caldera de biomassa. El conjunt de l’instal·lació la podem veure descrita als següents esquemes (Fig. 7.6 i Fig. 7.7 ) un correspon a la que posarem en funcionament durant l’estiu, i l’altre durant l’hivern.
Fig. 7.6
Fig. 7.7
SISTEMA DE VENTILACIÓ
Al haver ideat una casa amb uns aïllaments tant eficients, l’aire interior d’aquesta es quedarà estancat i no hi haurà cap mena de circulació cosa que afectarà negativament a la qualitat de l’aire que respirem augmentant els nivells de diòxid de carboni i vapor d’aigua, disminuint el d’oxigen i no permetent dispersió correcte de les olors. Per això és necessari instal·lar un bon sistema de ventilació que en faci de l’aire interior un aire de qualitat, però hem d’evitar les pèrdues d’energia, sobretot a l’hivern.
El sistema que nosaltres instal·larem (Fig. 7.8) aprofitarà la calor de l’aire que vulguem expulsar i l’introduirà a l’aire que ens prové de l’exterior. És més, farem passar l’aire exterior per sota terra al llarg d’uns 50 metres a uns dos metres de fondària i, d’aquesta manera, podrem fer que la temperatura exessivament freda de l’aire exterior minvi i faciliti l’intercanvi de calor amb l’aire interior. Aquest sistema pot ser aplicable tant a l’hivern com també a l’estiu perquè a l’estiu quan l’aire passi per sota terra la seva temperatura disminuirà.
Hem de decidir des de quins punts de la casa hem d’extreure l’aire interior i a quin punts hi hem d’introduir l’aire exterior i net. Els punts que necessiten una major ventilació són la cuina i el lavabo, els màxims generadors de males olors i d’ambients humits. Per tant, en el nostre cas, extreurem aire de dos punts: cuina i lavabo, i n’introduirem a dos més: habitació i sala d’estar. Aquests dos últims punts són els opostats als dos primers i aquesta combinació permetrà a l’aire circular unidireccionalment i poder, així, renovar la major part de l’aire de tot l’habitage.
Fig. 7.8
