ES2292368B2 - Vierteaguas con adecuacion de su derrame para proteger los huecos de edificios y su interior de la radiacion solar directa reflejada desde su superficie. - Google Patents
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Abstract
Vierteaguas con adecuación de su derrame para proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación solar directa reflejada desde su superficie. Se trata de un vierteaguas que funciona como un sistema pasivo, coeficiente y sostenible para la optimización y aprovechamiento de recursos arquitectónicos, mediante adecuación de las pendientes de planos inclinados, sustituyendo su función de vierteaguas pluviales y convirtiéndolas en superficies reflectoras de la radiación solar directa indeseable, destinadas a contribuir al bajo consumo energético durante los meses de calor en edificación masiva. Escuda al interior de la incidencia solar y reduce el tránsito de energía por huecos de cerramiento, disminuyendo la ganancia de calor, acumulación y penetración por conducción y radiación reflejada, suprimiendo un tradicional puente térmico.
Description
Vierteaguas con adecuación de su derrame para
proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación solar
directa reflejada desde su superficie.
Esta invención se incardina en el sector técnico
de la construcción (obras, instalaciones de climatización),
involucrando al sector energético.
La nueva invención, incide en un aspecto hasta
ahora escasamente contemplado ya que tradicionalmente se forman las
pendientes con el único criterio de que tan sólo sirvan para que
escurra el agua.
Resuelve el problema técnico de abordar una
función y añadir una prestación en beneficio del ahorro energético
mediante un sistema pasivo y sostenible. Esto, además, no interfiere
con las funciones y prestaciones existentes pues su nueva
configuración -mayor pendiente- facilita aún más la evacuación de
agua.
Tiene novedad porque representa un cambio
radical de criterio para la disposición de piezas y elementos de
remates de cerramiento, principalmente en huecos de penetración de
la radiación solar (ventanas), en la edificación, construcción en
general y usos afines. Afecta genérica y masivamente a un aspecto
poco contemplado en la edificación tradicional (la más cuantiosa y
presente de este sector productivo) al incidir en usos, prácticas y
costumbres establecidas que precisan renovarse de cara al futuro
ecoeficiente y sostenible.
En la mayoría de las invenciones que existen
relacionadas con la radiación solar, se contemplan sistemas para la
captación de energía. Otra cosa son las persianas, toldos y
brise-soleil, en general, adoptados para lograr
confort climático por medio de sombras. Sin embargo, la
característica de este procedimiento es la evacuación (o desvío) de
la radiación, por reflexión. Esto significa la revisión de un
aspecto de incidencia relevante -la de la radiación reflejada,
conducida y transmitida a través de estos planos constructivos-, de
trascendencia en el ahorro energético, por su condición sostenible.
Su interés reside en que aporta una nueva consideración sobre una
pieza, elemento o sistema ya existente que se estaba despreciando,
en el campo de la edificación, construcción en general y usos
afines.
afines.
Pueden citarse patentes relacionadas con la
invención: Dispositivo portátil para reflexión solar
localizada-
ES 2 221 789 A1 y otras relacionadas en general con la radiación solar, como: ES 2 107 253 T3; ES 2 105 769 T3; ES 2 207 280 T3; ES 2 202 430 T3; ES 2 201 332 T3; ES 2 196771 T3; ES 2185312 T3; ES 2182581 T3; ES
2 164 638 T3.
ES 2 221 789 A1 y otras relacionadas en general con la radiación solar, como: ES 2 107 253 T3; ES 2 105 769 T3; ES 2 207 280 T3; ES 2 202 430 T3; ES 2 201 332 T3; ES 2 196771 T3; ES 2185312 T3; ES 2182581 T3; ES
2 164 638 T3.
La invención persigue una nueva utilidad
reflejo-radiadora en elementos de fachada, piezas
de remate en antepechos y huecos de ventana tradicionalmente
ejecutados con pendiente pluvial, hasta ahora despreciados como
intervinientes a efectos térmicos de cara a la optimización y
aprovechamiento de los recursos arquitectónicos en edificaciones
como consecuencia del cambio climático que se avecina.
Conlleva una revisión de funciones y
prestaciones en superficies horizontales o con escasa inclinación
(vierteaguas, albardillas, cornisas, terrazas), en las cuales la
incidencia y reflexión de la radiación solar durante los meses de
calor es próxima a la vertical.
Enfoca una problemática localizada en las partes
de las edificaciones más insoladas y vulnerables a la transferencia
térmica pues es por los huecos del cerramiento por donde se produce
mayor tránsito de energía, con ganancia-pérdida de
calor, acumulación y penetración por conducción y radiación
reflejada, constituyendo un tradicional puente
térmico.
térmico.
Está concebida como protección de huecos frente
a la incidencia de la radiación solar directa reflejándola hacia el
exterior durante los meses de calor mediante un procedimiento de
adecuación de pendientes de vierteaguas en ventanas de edificios y
planos inclinados similares, y su materialización, según su
situación y orientación.
Esta destinada a incorporarse como parte del
sistema pasivo, ecoeficiente y sostenible, caracterizado por la
adecuación de las pendientes de planos inclinados, sustituyendo su
función de vierteaguas pluviales y convirtiéndolas en superficies
reflectoras de la radiación solar directa indeseable, destinadas a
contribuir al bajo consumo energético durante los meses de
calor.
Afecta de una manera extensiva y genérica a una
problemática tradicionalmente establecida en la edificación
masiva.
La Fig 1 representa la perspectiva de la
invención seccionada en una ventana de un edificio, con una
pendiente según su situación y orientación, para protegerse de la
incidencia de la radiación solar directa reflejándola hacia el
exterior durante los meses de calor, donde (1) es el vierteaguas
tradicional existente en el pie del hueco de ventana, (2) el
cerramiento de fachada de ladrillo, (3) el vidrio de la ventana, (4)
la guía de persiana, (5) la pendiente reflectora con chapa metálica
plegada, y (6) el cuerpo de la pieza vierteaguas constituido por
material aislante térmico (poliestireno extruído o similar).
La Fig 2 es un esquema en planta y sección de la
radiación solar directa incidente por un hueco de fachada (ventana)
orientado a poniente, en un lugar próximo a Madrid, según la
posición del sol el día 01 AGO06 a las 19:45 hora local oficial,
para la adecuación de pendiente correspondiente al prototipo
realizado, siendo las coordenadas altacimutales: Altura 18,8º -
Acimut 277,9.
La Fig 3 es una sección del vierteaguas en
ventana abierta a poniente (radiación solar directa incidente con
acimut comprendido entre 197,5º y 287,5º) donde se ve la pendiente
calculada, según su situación y orientación, para proteger de la
incidencia de la radiación solar directa reflejándola hacia el
exterior durante los meses de calor.
La Fig 4 representa la planta de orientación del
edificio y expresión de las coordenadas acimutales más
características a considerar en el cálculo de la pendiente de la
pieza vierteaguas a colocar en los huecos de ventana.
La Fig 5 es un esquema en planta y sección
considerando la altura crítica del sol para la ventana abierta a
levante (radiación solar directa incidente con acimut comprendido
entre 107,5º y 197,5º) donde se presenta gráficamente el cálculo de
la pendiente adecuada del vierteaguas.
La Fig 6 representa en planta y sección el
cálculo gráfico de la pendiente de vierteaguas en ventana abierta a
poniente (radiación solar directa incidente con acimut comprendido
entre 197,5º y 287,5º) según otra situación y orientación, para
proteger de la incidencia de la radiación solar directa
reflejándola hacia el exterior durante los meses de calor, donde
(7) es la proyección en planta de la superficie reflectante.
La realización es específica para un determinado
hueco y su orientación. El procedimiento de configuración y cálculo
de la pendiente del vierteaguas consiste en considerar
heliocéntricamente el movimiento planetario y orbital del edificio,
situarlo según su posición geodésica y, a través de la
consideración de las coordenadas altacimutales del sol en una época
señalada del año y en un momento del día dado, obtener estas
coordenadas en las tablas que se aportan, elaboradas a partir de
datos que se han hecho públicos [US. Naval Observatory.
Astronomical Applications Department -ajustando el horario
U.T.-, y MeteoGetafe] (Tabla 1, Tabla 2, Tabla 3 y Tabla 4, que se
muestran al final de este apartado, donde la Tabla 1 contiene
Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol entre las horas
11:05 y 13:55. Madrid. Año 2006; la Tabla 2: Temperaturas y
coordenadas altacimutales del sol entre las horas 14:00 y 16:55.
Madrid. Año 2006; la Tabla 3: Temperaturas y coordenadas
altacimutales del sol entre las horas 17:00 y 19:55. Madrid. Año
2006; y la Tabla 4: Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol
entre las horas 20:00 y 22:55. Madrid. Año 2006.
El cálculo hecho por método gráfico (Fig. 2,
Fig. 5 y Fig. 6) considera la incidencia de la radiación solar en
un arco de 90º con tres direcciones significativas (normal y
bisecadas laterales izquierda y derecha) de radiación según el
acimut, centrando el arco frente a cada uno de los huecos, y con
origen en su eje de simetría (Fig. 4), estimando la incidencia más
desfavorable según su menor Altura (solar), y determinando con ella
la adecuación de las pendientes o derrames a la finalidad de
reflejo deseada.
La invención se ha realizado experimentalmente
con la realización de un prototipo. Consta de faldón de chapa
metálica, formando nueva pendiente reflectora (5), determinada según
el cálculo ya citado. Esta lámina se pliega y rigidiza sobre sí
misma pudiendo alojar en su interior un cuerpo de material aislante
al que permanece adherida, éste a modo de cuña o realce (6) se
sobrepone al vierteaguas. Asentada y encajada esta pieza en la base
del hueco, está dotada de sendas patillas sobresalientes para su
anclaje mecánico a ambos lados del intradós incorporándose al
edificio mediante esta sujeción (Fig. 1, Fig. 3). Esta
incorporación puede ser con status permanente, pues funciona con
ventajas todo el año, incluso en épocas frías del año, cuando la
radiación solar tiene menos altura y es menor y más acogedor su
efecto de calor. En ese caso, el plano inclinado actúa como
superficie reflectante enviando la radiación solar hacia el techo
del interior del alojamiento, mejorando su luminosidad
A partir de una orientación señalada de Acimut
277,9º y Altura 18,8º (Fig. 4), se ha obtenido por medio de una
construcción geométrica (Fig. 2) la pendiente 41,3º que se había de
dar al citado prototipo (Fig. 3), derrame adecuado del pié del hueco
considerado. Con ello se evita el reflejo hacia el interior de la
incidencia de la radiación solar sobre ese plano. También se han
estimado otros casos (Fig. 5 y Fig. 6) en los que se han calculado
geométricamente las inclinaciones críticas para los ángulos
acimutales de 107,5º (correspondiente a la 1ª bisectriz o dirección
de 45º a la izquierda mirando por la ventana de levante) y 287,5º
(correspondiente a la 2ª bisectriz o dirección de 45º a la derecha
mirando por la ventana de poniente).
El prototipo para la ventana de poniente, se ha
hecho tan sólo para cubrir hasta las horas de radiación excesiva. A
las 19:45, el 01AGO06 había una temperatura ambiente de 34,5º. Las
coordenadas del sol en ese momento eran 277,9 de Acimut y 18,8º de
Altura. Le corresponde 41,3º de inclinación de los vierteaguas
(Fig. 2 y Fig. 3) para evitar que la radiación reflejada penetre en
el interior del alojamiento.
Efectivamente, son distintas las orientaciones,
los ángulos altacimutales, las horas y las temperaturas. Por ello,
para evitar la reflexión de la incidencia de la radiación solar
hacia el interior del alojamiento, las inclinaciones de los
vierteaguas (corregidas) resulten distintas. Así resultan distintos
los derrames en huecos de cerramiento según la situación y
orientación del edificio. En obra nueva, se aplica para la
configuración de los diferentes vierteaguas de forma heliodinámica,
según la orientación de las fachadas.
Puede contemplarse desde tres aspectos:
- a)
- En proyectos: Arquitectura proyectada para la sostenibilidad.
- b)
- En obra nueva (de nueva planta).
- c)
- En obra construida, restauración, reforma o rehabilitación.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (4)
1. Vierteaguas con adecuación de su derrame para
proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación
solar directa reflejada desde su superficie, caracterizado
porque su cara externa tiene una pendiente plana formando un ángulo
especular con la radiación incidente calculado para que la refleje
considerando heliocéntricamente el movimiento planetario y orbital
del edificio, su posición geodésica y su orientación, y las
coordenadas altacimutales del sol en una época señalada del año y
en un momento del día dado (datos que recogen las tablas 1, 2, 3 y
4).
2. Vierteaguas con adecuación de su derrame para
proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación
solar directa reflejada desde su superficie, según reivindicación 1,
caracterizado porque el cálculo teórico o gráfico (Fig. 2,
Fig. 5 y Fig. 6) de la pendiente del vierteaguas considera la
incidencia de la radiación solar en un arco de 90º con tres
direcciones significativas (normal y bisecadas laterales) según el
acimut, centrando dicho arco frente a cada uno de los huecos, y con
origen en su eje de simetría, estimando la incidencia más
desfavorable según la menor Altura (solar), y determinando con ella
la adecuación de las pendientes o derrames a la finalidad de reflejo
deseada.
3. Vierteaguas con adecuación de su derrame para
proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación
solar directa reflejada desde su superficie, según reivindicación 1
y 2, caracterizado por poder ser aplicado a edificios
construidos y constar de faldón de chapa metálica formando la
pendiente reflectora (5), que se pliega y rigidiza sobre sí misma,
alojando en su interior un cuerpo aislante al que permanece
adherida, a modo de cuña o realce (6) que se sobrepone al
vierteaguas existente, asentado y encajado en la base del hueco y
dotado de dos patillas sobresalientes para su anclaje mecánico a
ambos lados del intradós del hueco.
4. Vierteaguas con adecuación de su derrame para
proteger los huecos de edificios y su interior de la radiación
solar directa reflejada desde su superficie, según reivindicaciones
1 y 2, caracterizado por poder aplicarse a la obra nueva
para la configuración de los diferentes vierteaguas de forma
heliodinámica, según la orientación de las fachadas.
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|---|---|
| ES2292368A1 ES2292368A1 (es) | 2008-03-01 |
| ES2292368B2 true ES2292368B2 (es) | 2008-09-16 |
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