La Terra i el Sol: moviments, coordenades i estratègies d'eficiència energètica a l'hivern i a l'estiu

La Terra i el Sol

Moviments de la Terra

Translació: volta al voltant del Sol → 365,25 dies (òrbita el·líptica).

Rotació: volta sobre el seu eix → 24 h.

Latitud: angle respecte a l'Equador; pot ser nord o sud; paral·lels.

Longitud: angle respecte al meridià de Greenwich; pot ser est o oest; meridians.
Azimut: angle entre la direcció del Sol i el Sud (hemisferi nord); matí negatiu, migdia 0°, tarda positiu.
Altura solar: angle d'incidència del Sol sobre la Terra; zenit = 90° només a la zona intertropical.

Estratègies per reduir la demanda a l'hivern

Compacitat: els edificis més compactes (menys superfície per volum) perden menys energia → menor demanda de calefacció.
Orientació: les superfícies vidriades al sud (hemisferi nord) reben més sol → major captació; al nord reben menys → majors pèrdues.
Vents: protegir l'edifici de vents freds evita pèrdues per convecció; obrir finestres només quan sigui necessari.
Conductivitat tèrmica (λ): indica quanta calor travessa un material per unitat d'àrea i gruix amb 1 °C de diferència; els materials amb baixa λ són bons aïllants.
Transmitància (U) i resistència (R): U = calor que passa per m² de superfície; R = capacitat de resistir el pas de calor; a major R → millor aïllament.
Aïllament: materials com el suro o el poliestirè immobilitzen l'aire als porus → disminueix la convecció i la pèrdua de calor; l'aire és un bon aïllant si està quiet.
Inèrcia tèrmica: capacitat dels materials d'emmagatzemar calor; les pedres o els murs pesants absorbeixen calor durant el dia i l'alliberen lentament → suavitza les oscil·lacions de temperatura interior.
Finestres: punts crítics de pèrdues; es recomana doble vidre amb cambra d'aire, estanqueïtat, cortines/porticons i renovació controlada de l'aire.
Captació solar passiva: aprofitar la radiació solar directa i indirecta; els vidres deixen entrar la radiació curta → els materials interiors s'escalfen i emeten radiació llarga que no surt → efecte hivernacle.
Estratègies addicionals: les galeries vidriades funcionen com a trampa solar → escalfen l'aire que es pot distribuir a l'interior.

• Les parets fosques absorbeixen més calor; els revestiments transparents augmenten l'efecte hivernacle.

• La combinació d'inèrcia, captació i aïllament redueix significativament la demanda energètica a l'hivern.

Estratègies per reduir la demanda a l'estiu

Orientació: l'orientació d'un edifici influeix molt en la seva temperatura interior. Les finestres i façanes a l'oest reben el sol de la tarda, quan ja hi ha calor acumulada, provocant sobreescalfament. Per això s'evita o es protegeix. L'orientació nord és la més favorable a l'estiu, perquè rep poca radiació solar directa, excepte a la coberta.

Vents: els vents suaus o brises ajuden a evacuar la calor de l'edifici mitjançant convecció. Això refresca l'interior. Cal evitar l'entrada de vents càlids o molt forts (> 1,5 m/s), ja que podrien augmentar la temperatura interior.

Ombra i forma de l'edifici: la forma compacta ajuda a reduir les pèrdues a l'hivern, però a l'estiu l'ombra és més important. Aquesta pot provenir d'edificis propers, arbres o del mateix edifici (patis, porxos, terrasses). Proporcionar ombra evita que el sol escalfi directament les parets i les finestres.

Inèrcia tèrmica: els materials pesants i gruixuts (com la pedra o el maó massís) acumulen calor lentament i l'alliberen a poc a poc. Això amortitza les diferències de temperatura entre l'exterior i l'interior, creant un efecte «cova» o «catedral»: l'interior canvia menys de temperatura que l'exterior. Ajuda a evitar pics de calor durant el dia.

Aïllament: a l'estiu, l'aïllament no s'utilitza per conservar la calor, sinó per evitar que entri calor de l'exterior. És especialment útil a les façanes sud i oest i a la coberta. Tot i això, si combinem alta inèrcia amb aïllament exterior, pot acumular-se calor a l'interior durant el dia i costar refredar-lo de nit.

Captació solar mínima: per no sobreescalfar l'edifici, cal protegir-lo del sol directe. Això es pot aconseguir amb persianes, tendals, voladissos, lamel·les o vidres reflectants/absorbents. També es pot usar la ventilació en cambres d'aire darrere dels murs, porxos i pintar les parets de blanc (arquitectura tradicional) per reflectir la radiació.

Cobertes: les cobertes són les superfícies que més radiació reben a l'estiu. Es recomana deixar una cambra d'aire ventilada sota l'acabat perquè la calor no passi a l'interior.

Ventilació: permet refrescar l'edifici de forma natural. La ventilació creuada és més efectiva: les obertures han d'estar col·locades de manera que l'aire fresc entri per un costat i el calent surti per l'altre. També es pot aprofitar l'efecte xemeneia, col·locant obertures a la part baixa i alta: l'aire fresc entra per sota i l'aire calent surt per dalt. Com més gran sigui la distància vertical entre les obertures, més intens és l'efecte. Es pot reforçar amb aspiradors estàtics a la coberta (efecte Venturi).

Refrigeració evaporativa: és un sistema tradicional que refresca l'aire mitjançant l'evaporació de l'aigua. Funciona bé en climes càlids i secs, però poc en climes humits. Es pot aplicar amb fonts, làmines d'aigua o vegetació en patis i voltants per disminuir la temperatura de l'aire que entra a l'edifici.