¿Cómo diseñar un alero?

El diseño solar de un edificio debe considerar la cantidad de sol que atraviesa su envolvente transparente, ya sea que se desee el ingreso del sol o en el caso donde se busque evitarlo. Esto puede suceder para una misma localidad en el cambio de temporada verano – invierno.

El ejemplo más simple es el diseño de un alero del techo y en este ejemplo nos vamos a ubicar en la ciudad de Mar del Plata, Pcia de Buenos Aires, Argentina, con una latitud sur de 38° y longitud oeste de 57,5°.

        Trayectoria solar MDPTrayectoria solar superpuesta a mapa de Mar del Plata. sunearthtools.com



Como vemos en el gráfico de la trayectoria solar para la ciudad de Mar del Plata, el sol sale unos 30° hacia el sudeste en el verano y unos 30° hacia el noreste en invierno, lo cual responde la pregunta de hace unos días: ¿Cuantas veces sale el sol por el este?, cuya respuesta es: 2 veces por año.

También podemos ver que la línea negra en verano recorre más de 14 horas (puntos negros) mientras que en invierno recorre solo poco más de 9, lo cual muestra la variación de la duración del día.

El ejemplo consiste en determinar la altura y longitud que va a necesitar el alero del techo que estamos diseñando para maximizar la captación de energía solar directa en invierno y frenar esta radiación en los meses de verano. Para esto se puede utilizar el gráfico de diagrama polar o el siguiente diagrama cartesiano.

                   Diagrama cartesiano de la trayectoria solar para Mar del Plata – http://solardat.uoregon.edu/

En este gráfico podemos ver que el eje vertical marca la altura en grados desde el horizonte hasta el cenit y en el eje horizontal al centro ubica el norte.

Lo que vemos pintado en color violeta es el ángulo a partir del cual deseamos impedir el ingreso del sol. Esto requiere de especial atención y es para lo cual este gráfico es más útil que cualquier sistema de visualización 3D: con él podemos visualizar todo el año de una vez y decidir que fechas y horarios deseamos obstaculizar. Luego podemos realizar una animación 3D para verificar que no nos olvidamos incluir nada en el cálculo (muy frecuente con los obstáculos del entorno).

Para poder diseñar un techo que cubra la superficie vidriada a partir de los 53 grados debemos trabajar en planta y corte como se muestra a continuación.

                                        Planta y corte del ejemplo

Por último, marcamos en planta donde termina el techo (55°) y lo graficamos en la proyección cilíndrica, teniendo especial atención la orientación de la pared, que para este ejemplo es de orientación norte. De esta manera vemos que quedan algunas horas de sol intenso sin cubrir como son entre las 14 y 15Hs en verano. Esto puede resolverse aumentando el alero hacia ese lado o creando un parasol vertical.

                            Representación del alero en el gráfico cartesiano – http://solardat.uoregon.edu/

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Fuente: Redminka