Uso de la energía.

Eficiencia de los sistemas de calefacción, ventilación y refrigeración.
Numerosas estrategias arquitectónicas pasivas han sido desarrolladas a lo largo del tiempo. Ejemplos de tales estrategias incluyen la disposición de las habitaciones o el dimensionamiento y orientación de las ventanas de un edificio, y la orientación de las fachadas y calles o la relación entre las alturas de los edificios y los anchos de las calles para la planificación urbana.

Uso sostenible de la energía

Un elemento importante y rentable de un sistema eficiente de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) es un edificio bien aislado. Un edificio más eficiente requiere menos generación de calor o disipación de energía, pero puede requerir más capacidad de ventilación para expulsar el aire interior contaminado.

Cantidades significativas de energía son expulsadas de los edificios en las corrientes de agua, aire y compost. Las tecnologías de reciclaje de energía in situ pueden recuperar eficazmente la energía del agua caliente residual y del aire viciado y transferirla al agua fría o al aire fresco entrantes. La recuperación de energía para usos distintos de la jardinería a partir del compost de los edificios requiere digestores anaeróbicos centralizados.

Los sistemas de HVAC son accionados por motores. El cobre, frente a otros conductores metálicos, ayuda a mejorar la eficiencia energética de los motores, mejorando así la sostenibilidad de los componentes eléctricos de los edificios.
La orientación del sitio y del edificio tiene algunos efectos importantes en la eficiencia de la calefacción, ventilación y aire acondicionado de un edificio.

El diseño de edificios solares pasivos permite a los edificios aprovechar la energía del sol de forma eficiente sin el uso de ningún mecanismo solar activo, como las células fotovoltaicas o los paneles solares de agua caliente. Típicamente, los diseños de edificios solares pasivos incorporan materiales con alta masa térmica que retienen el calor de manera efectiva y un fuerte aislamiento que evita la fuga de calor.

Los diseños de baja energía también requieren el uso de protección solar, por medio de toldos, persianas o persianas, para aliviar la ganancia de calor solar en verano y reducir la necesidad de refrigeración artificial. Además, los edificios de bajo consumo de energía suelen tener una relación superficie/volumen muy baja para minimizar la pérdida de calor. Esto significa que los diseños de edificios de múltiples alas (que a menudo se piensa que parecen más «orgánicos») a menudo se evitan a favor de estructuras más centralizadas. Los edificios tradicionales de clima frío como los diseños de las salinas coloniales americanas proporcionan un buen modelo histórico para la eficiencia térmica centralizada en un edificio de pequeña escala.

Las ventanas se colocan para maximizar la entrada de luz que crea calor mientras que minimiza la pérdida de calor a través del vidrio, un aislante pobre. En el hemisferio norte, esto generalmente implica la instalación de un gran número de ventanas orientadas hacia el sur para recoger el sol directo y restringir severamente el número de ventanas orientadas hacia el norte.

Ciertos tipos de ventanas, como las ventanas aisladas de doble o triple acristalamiento con espacios llenos de gas y revestimientos de baja emisividad (baja emisividad), proporcionan un aislamiento mucho mejor que las ventanas de vidrio de un solo panel. Para reducir las necesidades de refrigeración, es importante prevenir el exceso de ganancia solar por medio de dispositivos de protección solar en los meses de verano.

Los árboles de hoja caduca a menudo se plantan frente a las ventanas para bloquear el exceso de sol en verano con sus hojas, pero permiten el paso de la luz en invierno cuando sus hojas se caen. Las persianas o estantes de luz se instalan para permitir la entrada de la luz solar durante el invierno (cuando el sol está más bajo en el cielo) y mantenerla fuera en el verano (cuando el sol está alto en el cielo).plantas coníferas o perennes a menudo se plantan al norte de los edificios para protegerse de los vientos fríos del norte.

En climas más fríos, los sistemas de calefacción son un foco primario para la arquitectura sostenible porque son típicamente uno de los drenajes de energía más grandes en los edificios.

En climas más cálidos donde el enfriamiento es una preocupación primordial, los diseños solares pasivos también pueden ser muy efectivos. Los materiales de construcción de mampostería con alta masa térmica son muy valiosos para mantener las temperaturas frescas de la noche durante todo el día. Además, los constructores a menudo optan por estructuras de un solo piso para maximizar la superficie y la pérdida de calor. Los edificios a menudo están diseñados para captar y canalizar los vientos existentes, en particular los vientos especialmente fríos que provienen de masas de agua cercanas. Muchas de estas valiosas estrategias se emplean de alguna manera en la arquitectura tradicional de las regiones cálidas, como los edificios de las misiones del suroeste.

En climas con cuatro estaciones, un sistema energético integrado aumentará su eficiencia: cuando el edificio está bien aislado, cuando está situado para trabajar con las fuerzas de la naturaleza, cuando se recupera el calor (para su uso inmediato o almacenado), cuando la central térmica que utiliza combustibles fósiles o electricidad tiene una eficiencia superior al 100%, y cuando se utiliza energía renovable.

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