5. PROTECCIONES SOLARES.
Los móviles permiten mayor posibilidad de regulación ante la necesidad de un mayor
Los sistemas de protección solar constituyen
aprovechamiento de la luz natural y la visibilidad visibil idad
dispositivos arquitectónicos opacos que se interponen
hacia el exterior. Sus partes pueden girar manual
entre el sol y las ventanas con el fin de controlar el
o automáticamente alrededor de sus ejes,
ingreso de la radiación solar directa y alcanzar un
deslizándose o extendiéndose, por lo que
microclima adecuado en el interior de la edificación
requieren un mayor mantenimiento.
según sus exigencias térmicas y lumínicas; por lo tanto, el tipo, tamaño y localización de un dispositivo de sombra dependerá en gran parte de los valores y ángulos de incidencia de esta componente.
5.1. TIPOS DE PROTECCION SOLAR. FI G. G. 30
El elemento protector siempre absorbe algo de
De acuerdo con la disposición geométrica de
calor, su temperatura se incrementa y emite ondas
los elementos de sombra con respecto a una
infrarrojas, convirtiéndose en un radiador. Cuanto
superficie horizontal, al plano de la fachada y sus
mayor sea la parte de esa radiación que afecte al
posibilidades de combinación, los sistemas de
interior del edificio, menos eficaz será la protección,
protección solar se pueden clasificar en:
por lo tanto, la ubicación más adecuada para los
horizontales, verticales, oblicuos, declinantes y
elementos de control solar es en la parte externa del
mixtos.
edificio y lo más separada de la fachada. Cuando los elementos de protección solar están incorporados rígidamente a la obra arquitectónica y
Protección solar horizontal
En la Región Zuliana las trayectorias solares tienden a ser perpendiculares al plano del horizonte. Por lo tanto, estos elementos de sombra son los más eficaces para las posiciones elevadas e intermedias del sol en cualquier orientación, no así para las primeras horas de la l a mañana y últimas horas de la tarde. (Tabla 7)
5.1.1. PROTECCIONES SOLARES HORIZONTALES.
sin posibilidad de regulación se denominan protecciones solares fijas. Estos sistemas s istemas resultan más
Son superficies planas que se sitúan
económicos y su eficiencia dependerá exclusivamente
horizontalmente, paralelas al plano del piso y
de las dimensiones y la disposición de sus partes.
perpendicularmente a la fachada. (Fig. 30)
5.1.2. PROTECCIONES SOLARES VERTICALES. Son superficies planas verticales que se ubican en forma perpendicular o paralela al plano
TABLA 7 EFICIENCIA DE LAS PROTECCIONES SOLARES TIPO SEGUN LA POSICION DEL SOL Y ORIENTACION DE LA VENTANA
CONDICIONES DE ASO A SOLEO LEO
VARIACION DE LA EFICIENCIA SEGUN DIFERENTES ORIENTACIONES
TIPOLOGIA
Cenital
Lateral
Horizontal
Frontal
N 90.00 80.00
HORIZONTAL
NO
70.00
NE
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00
EFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
DEFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
10.00
O
E
0.00
D-HORIZ HORIZ
DECLINANTE HORIZONTAL
SO
SE
S
EFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
DEFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
N 60.00
VERTICAL LATERAL
50.00
NO
NE 40.00 30.00 20.00
DEFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
EFICIENTE
10.00
DEFICIENTE O
E
0.00
VERT-L
VERT-F
VERTICAL FRONTAL
SO
SE
S
DEFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
DEFICIENTE
SEMI-EFICIENTE
de la fachada, para obtener una protección
B. Protecciones frontales.
protección superior y lateral dependiendo de la
lateral o frontal de la ventana. (Fig. 31)
En las fachadas Norte y Sur, estos elementos
posición del sol. (Fig. 32) 32)
resultan poco efectivos para la protección solar desde la salida hasta la puesta del sol por ser paralelas a las trayectorias y a la vez, por las elevadas altitudes alcanzadas por el sol en las horas del mediodía. En las fachadas Este y Oeste, resultan más FIG. FIG. 31
Protec Proteccio ciones nes solares solares vertic verticale aless
eficientes debido a que las trayectorias solares son prácticamente perpendiculares perpendiculares a los planos de
A. Protecciones laterales.
las protecciones y protegen de la máxima
Las fachadas Norte y Sur, debido a las
radiación incidente; sin embargo, debido a su
condiciones de paralelismo con respecto a las
separación al plano de fachada, permiten la
trayectorias solares, determinan que los elementos
entrada superior de los rayos solares. (Tabla (Tabl a 7)
Prote Protecc ccio ione ness solare solaress oblic oblicua uass
En el patrón horario de efectividad, en las solar para la mitad de la mañana o de la tarde,
para la protección en las primeras y ultimas horas paralelos a los elementos, produciéndose una
b
FIG. FIG. 32
fachadas Norte y Sur se observa una penetración
verticales de sombra laterales resulten efectivos del día. En el mediodía los rayos solares son
a
5.1.3. PROTECCIONES SOLARES OBLICUAS.
produciéndose una protección adecuada para el resto del período.
penetración al espacio interior. En las fachadas Este y Oeste, resultan poco eficientes debido a que las trayectorias solares son
Son superficies planas que se ubican en
En las fachadas Este y Oeste, el
forma oblicua al plano del piso y perpendicular
comportamiento es similar a las horizontales,
al plano de la fachada.
mientras que en las fachadas intermedias como co mo en la Noreste y Noroeste se obtienen los mejores
prácticamente perpendiculares a los planos de las fachadas y paralelas a su vez, a los dispositivos, no
Estas protecciones solares pueden tener
ofreciendo suficiente superficie de protección frente
dos posiciones: hacia la derecha o hacia la
a la incidencia de los rayos solares. (Tabla 7)
izquierda; proporcionando a la ventana una
resultados. (Tabla 8)
TABLA 8 EFICIENCIA DE LAS PROTECCIONES SOLARES TIPO SEGUN LA POSICION DEL SOL Y ORIENTACION DE LA VENTANA
CONDICIONES
VARIACION DE LA EFICIENCIA
DE ASOLEO
SEGUN DIFERENTES ORIENTACIONES TIPOLOGIA
Cenital
Lateral
Horizontal
Frontal
N 70,00 60,00
OBLICUO
NO
DERECHO
NE
50,00 40,00 30,00 20,00 10,00
SEM I-EFIC IENTE
DEFICIENTE
SEM I- EFICIENTE
SEM I-EFICIENTE
O
E
0,00
OBL DER
OBL IZQ
SO
OBLICUO
SE
IZQUIERDO S
SEM II-EFIC IENTE
SEM II-EFIC IENTE
SEM I- EF EFICIENTE
SEM II-EFICIENTE
N 90,00 80,00
MIXTO
NO
70,00
NE
60,00
VE RT / HO R
50,00 40,00 30,00 20,00 10,00
EFICI ENTE
SEM I-EF ICIENTE
EFICI ENTE
SEM I-EFICIENTE
O
E
0,00
MIXVH
MIXOB
MIXTO
SO
SE
OB LICU O S
SEM II-EFIC IENTE
SEM II-EFIC IENTE
SEM I- EF EFICIENTE
SEM II-EFICIENTE
TABLA 9
los requerimientos funcionales del espacio, a la
ANGULOS CRITICOS PARA POSICIONES DEL SOL
disminución de los costos energéticos derivados del uso de dispositivos mecánicos de enfriamiento en friamiento y al
FACHADA
FECHA
control parcial de los niveles de radiación difusa. Para el diseño de una protección solar total se deberán considerar las condiciones de asoleamiento para cada una de las orientaciones en lo que respecta a los ángulos solares verticales y horizontales en los períodos estacionales críticos
Norte Sur Este Oeste Noreste Noroeste Sureste Suroeste
ANGULO HORIZONTAL (ASH)
ANGULOS VERTICALES LATERAL (ASL)
FRONTAL (ASF) 0°
J un - 21
66 ° y -66 °
77.2 °
D i c- 22
66 ° y -66 °
55.8 °
0°
J un21 - D i c22
24 ° a -24 °
0°
55. 8 ° y - 77. 0 °
24 ° a -24 °
0°
J un21 - D i c22
21 ° a 69 °
0°
J un21 - D i c22
- 21 21 ° a -69 °
0°
71.3 ° y - 41.4 41.4 °
J un21 - D i c22 J un21 - D i c22
- 21 21 ° a -69 ° 21 ° a 69 °
0° 0°
-71.3 ° y 41.4 ° 71.3 ° y - 41.4 41.4 °
J un21 - D i c22
77.2 ° y - 55.8 55.8 ° -71.3 ° y
41.4 °
(solsticios y equinoccios). Estos ángulos aparecen determinados determinados e ilustrados en las Tablas 9 y10. Las protecciones solares horizontales, verticales y oblicuas por sí solas no pueden satisfacer los requerimientos de sombreado total durante el año, a menos que se extendiesen TABLA 10
infinitamente. Estos dispositivos tendrán que
ANGULOS CRITICOS PARA POSICIONES DEL SOL
asociarse entre sí para complementar sus cualidades y alcanzar así los objetivos propuestos.
FACHADA
IRRADIANCIA MAX. PROM.
FECHA
HORA
ANGULO INCIDENCIA
Norte Sur Este Oeste Noreste Noroeste Sureste Suroeste
121.11 293.27 348.30 524.48 282.63 187.34 396.02 420.55
Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2 Wh/m2
Jun-21 Dic-22 Mar-21 Mar-21 Jun-21 Sep-23 Dic-22 Mar-21
01:30 PM 11 :30 AM 09:30 AM 04:30 PM 08:30 AM 03:30 PM 09:30 AM 04 :30 PM
77.1 ° 56.5 ° 39.1 ° 36.0 ° 35.9 ° 67.3 ° 32.6 ° 49.5 °
Los dispositivos que logran cubrir la totalidad del espectro solar para satisfacer las necesidades de una protección total en una ventana son: A. Protecciones declinantes horizontales.
Mediante un diseño apropiado de los elementos declinantes de sombra se pueden excluir los rayos solares de las fachadas Este y
Oeste. Estos deberán disponerse de manera que
• En el caso de las orientaciones intermedias intermedias
sus extremos inferiores y superiores coincidan, para
(Noreste, Noroeste, Sureste y Suroeste) se requiere
Mediante su manejo adecuado, los espacios
no permitir la entrada de la radiación directa
el uso de dispositivos verticales verticales y horizontales. Sin
pueden protegerse en una proporción
desde el horizonte. También deberá considerarse
embargo, para evitar dimensiones exageradas de
comprendida comprendid a entre el 0 y el 100%. Por resultar los
una extensión lateral de los elementos para evitar
los elementos, se recomienda el uso de dispositivos
más eficientes desde el punto de vista de la
una penetración solar desde el Norte o del Sur
declinantes verticales combinados con
radiación, su utilización fundamentalmente fundamentalmente está
del sistema protector. (Fig. 35)
horizontales o declinantes horizontales. (Fig. 37)
dirigida hacia las fachadas Este y Oeste, donde
C. Protecciones móviles.
la incidencia de los rayos solares en la mañana o en la tarde son casi perpendicular a las fachadas, que son más difíciles de proteger. También es recomendable su aplicación en las orientaciones intermedias, sobre todo, hacia el Sureste y Suroeste. F IG. 3 7 F IG . 3 5
P ro ro te te cc cc ió n solar mixta.
P ro ro te te cc cc ió n solar horizontal declinante.
Entre estas tipologías se encuentran los • El uso de pantallas pantallas verticales verticales frontales
dispositivos pivotantes, los basculantes, corredizos,
B. Protecciones mixtas.
combinadas con un elemento horizontal superior
persianas arrollables e interpuestas entre dos
• Utilizando Utilizando combinaciones combinaciones de elementos elementos
en las orientaciones hacia el Este y Oeste, puede
vidrios25 . (Fig. 39)
horizontales con verticales u oblicuos obli cuos entre sí se puede
alcanzar un control total frontal y lateral de la
alcanzar una protección total de las ventanas
radiación directa, pero con el sacrificio de las
ubicadas en las fachadas Norte y Sur. (Fig. 36)
visuales. (Fig. 38)
FIG. FIG. 39
FIG. 36
P ro ro te te cc cc ió n solar mixta.
FIG. 38
P ro ro te te cc cc ió n mixta.
solar
25. AGELL, C. ¨Análisis comparativo de sistemas de protección solar en arquitectura. Particularización Caracas¨. Facultad de Arquitectura, UCB, 1978.
Prot Protec ecci cione oness sol solar ares es móviles.
La concepción volumétrica de las
TABLA 11 TIPOS DE PROTECCIONES SOLARES Y SUS EFICIENCIAS SEGUN ORIENTACION DE LA VENTANA
edificaciones, edificaciones , además del uso de dispositivos de ORIENTACIONES
ORDEN
N
NE
E
SE
DE
protección solar, puede favorecer el sombreado
FACHADAS S
SO
O
NO
parcial o total de las fachadas, lo que va a influir notablemente en el impacto de la radiación solar.
1
En el diseño de edificaciones de configuración convexo-cóncava, las formas volumétricas adyacentes entre sí, se convierten en elementos
2 99%
9 0 .9 %
7 5 .4 %
8 1 .7 0 %
9 2 .3 %
8 1 .7 0 %
7 5 .4 %
9 0 .9 %
proyectantes y receptores de sombras, de acuerdo al ángulo de incidencia de los rayos
3
solares con respecto a las fachadas. (Fig.40) 9 7 .8 %
8 6 .6 %
71%
7 8 .3 %
9 1 .6 %
7 8 .3 %
71%
8 6 .6 %
8 7 .3 %
8 3 .3 %
70%
78%
8 2 .7 %
78%
70%
8 3 .3 %
80%
8 1 .2 %
6 3 .9 %
7 7 .8 %
7 4 .9 %
7 7 .8 %
6 3 .9 %
8 1 .2 %
60%
6 2 .8 %
5 1 .9 %
5 9 .5 %
7 4 .9 %
5 9 .5 %
5 1 .9 %
6 2 .8 %
7 3 .4 0 %
5 7 .2 %
3 3 .4 %
4 5 .6 %
6 9 .6 %
4 5 .6 %
3 3 .4 %
5 7 .2 %
0%
1 5 .8 %
2 5 .5 %
1 9 .2 %
4 .8 %
1 9 .2 %
2 5 .5 %
1 5 .8 %
4
5
6
7
8
FIG. 40 LEYENDA H o r iz o n t a l
D ec l i nan t e h o r i z o n ta l
V e r ti c a l la te r a l
V e r ti c a l fro nta l
O b lic u o d ere c h o
O b lic u o Iz q u i e r d o
M ix t o v e r t /h o ri z
M ix to o b li c u o
P ro ro ye ye cc cc ió n de sombra en edificaciones de configuración cóncavo-convexa.
5.4. REC 5.4. RECOME OMENDA NDACIO CIONES NES DE DE PROTECCIONES SOLARES. 5.4.1. ESTRUCTURACION DEL SISTEMA.
• Los elementos elementos laminares laminares son más eficientes
favoreciendo el intercambio convectivo y por lo
desde el punto de vista térmico; la transferencia
tanto, una mayor disipación del calor generado
de calor es más inmediata, ya que se calientan
en los elementos del sistema. Igualmente
más rápido. Estructuralmente incrementan poco
favorecen un mayor enfriamiento convectivo
las cargas por ser más livianos. (Fig. 42)
sobre la fachada. Con una adecuada orientación de las láminas, la radiación directa
Los sistemas de protección solar pueden estar
puede ser reflejada hacia el lado opuesto de la
estructurados por un elemento único o por un
fachada. Estructuralmente, no ofrecen una
sistema compuesto de elementos; ambos pueden
resistencia notable ante la incidencia del viento.
ser macizos y laminares.
5.4.2. MATERIALES CONSTRUCTIVOS DEL SISTEMA.
• Los elementos elementos macizos tienen una mayor masa térmica, y almacenan más calor por lo que su transferencia al aire resulta más lenta. Desde el
FIG. FIG. 42
Prote Protecc ccio iones nes la lami mina nare res. s.
Los sistemas de protección solar pueden estar est ar
punto de vista estructural, incrementan considerablemente la carga muerta en la edificación. (Fig. 41)
FIG. FIG. 41
Prot Protec ecci cione oness mac maciz izas as..
• Los sistemas con un elemento elemento único,
construidos por diversos tipos de materiales materiales
reciben el impacto de la radiación solar sol ar sobre una
constructivos, tales como concreto armado,
sola superficie y ofrecen mayor resistencia al viento.
aluminio, madera y en general, cualquier materia
Su eficiencia térmica se incrementa si la superficie
rígida con un mínimo de estabilidad ante la
de la lámina es perforada y se separa de la
variación de las temperaturas. La eficacia está en
fachada, ya que de esta forma, no acumula calor
función de su baja inercia térmica y su alto poder
debajo de su superficie.
reflector.
• Los sistemas sistemas compuestos compuestos son más
• El concreto armado prefabricado o
recomendables, ya que reciben la radiación solar
vaciado en sitio, no es recomendable como
fraccionada y generan sombra sobre su superficie.
dispositivo de protección solar por su elevada
Asimismo, permiten un mayor contacto con el aire
capacidad térmica. Sin embargo, si se utilizan utili zan se
y generan mayor turbulencia entre los elementos,
deben alejar del plano de la fachada, para evitar
la conducción del calor hacia la estructura y el interior de la edificación. Asimismo, se recomienda pintarlos de color blanco en la superficie que mira al sol y utilizar una mezcla aligerada en su construcción. • La madera se puede usar en los sistemas de persianas o en los reticulados de una celosía. Constituye un material adecuado para la protección solar, pero su inconveniente es el mantenimiento ya que requiere la aplicación periódica de barnices o pinturas, sobretodo en los lugares tropicales. • Los sistemas de protección solar solar fijos y móviles de plástico, fibrocemento (con y sin poliestireno), acero o de aluminio son los mas recomendables ya que evitan el problema de la elevada capacidad térmica y del mantenimiento. • Cuando se usan usan toldos, se deben deben considerar las características del material arrollable o extensible. Este debe ser de materiales imputrefactibles, preferiblemente preferiblemente de plástico de color claro con el fin de prolongar más su uso y evitar el efecto invernadero. En este caso, se debe dejar una ranura entre el toldo y la pared para permitir la ascensión del aire caliente.29
29. ¨La protección solar”, Ignacio Paricio , Bisagra, Barcelona (España), 1997
