Читать книгу Organización y montaje mecánico e hidráulico de instalaciones solares térmicas. ENAE0208 - Francisco Martín Antúnez Soria - Страница 38

El CTE contempla tres posibles montajes del campo de captadores solares:

1 Caso general.

2 Superposición.

3 Integración arquitectónica.

Dado que cada uno de estos posibles montajes debe quedar integrado adecuadamente en el edificio, se describen a continuación en detalle.

Caso general

Nos referimos a este sistema cuando el campo de colectores se encuentra sustentado sobre una estructura metálica que le confiere la inclinación correspondiente a la latitud del lugar, que se encuentra sobre un plano situado a ras de suelo o sobre una cubierta de un edificio.

El método más fácil para esta instalación es determinar una superficie plana y adecuada en la zona común de la parcela comunitaria ubicada a nivel de suelo, donde instalar el campo de colectores. Esta zona deberá permitir la correcta orientación del campo y no contener la proyección de ninguna sombra de objetos existentes a su alrededor.

En función de las dimensiones del campo solar, el soporte de los colectores puede ser realizado mediante zapata de hormigón o mediante solera continua, mientras que las tuberías y conductores eléctricos se pueden situar en atarjea o canal realizado en el suelo o sobre superficie, mediante la sustentación adecuada.

Se aconseja introducir las tuberías en el suelo, debido a que el terreno circulante actuará como colchón térmico respecto a las variaciones de temperatura exterior.

Es posible que esta situación obligue, como norma de seguridad y para evitar robos, que el campo esté protegido mediante valla perimetral, la cual debe ser la adecuada para que apenas proyecte sombras.

Por otro lado, si es posible, se aconseja instalar el campo solar junto a uno de los elementos perimetrales de la propiedad (muros, vallas, etc.), con lo que se puede reducir el impacto visual.

A continuación, se describen las ventajas y desventajas de este montaje:

1 Ventajas:Buena orientación e inclinación del campo solar.Mantenimiento del campo solar fácil y rápido.Mínimas pérdidas producidas por orientación, integración y por proyección de sombras.Estructuras soporte de tipo común y sin grandes complicaciones, lo que supone ahorro en costes.

2 Inconvenientes:Impacto visual alto, lo que puede provocar cierto rechazo.Realización de zanjas, atarjeas, canales, etc., para instalar las tuberías y conductores eléctricos.El trazado de las anteriores canalizaciones debe ser estudiado de forma tal que a la hora de realizarlo no pase por zonas de tránsito (ni de personas, ni de vehículos); en cuyo caso, deberá ser reforzado en función de las cargas que deban soportar.Las ejecuciones de las anteriores canalizaciones se realizarán acordes con las características del entorno donde se encuentre, prestando especial atención a su protección mecánica y seguridad.Cuando se produzca una avería en el circuito primario, tanto en las tuberías como en los conductores eléctricos, si estos se encuentran enterrados, la localización de dicha avería es muy probable que ofrezca bastante dificultad.El campo solar exige sistemas de protección contra las acciones vandálicas, robo o accidentes mediante la adecuada protección perimetral.

Caso general: instalación

Caso general: instalación sobre cubierta transitable

Caso general: instalación sobre cubierta no transitable

Superposición

Nos referimos a este sistema cuando el campo de colectores se encuentra situado sobre planos paralelos a los paramentos de la envolvente del edificio. Para ello, se utilizarán las fachadas y cubiertas del mismo.

Si se utilizan las fachadas, los colectores empleados deben ser capaces de trabajar en posición horizontal, limitando el tipo de los mismo a los basados en tubos de vacío (heatpipe y similares), obviando los basados en colectores planos, debido a su bajo rendimiento en estas posiciones de funcionamiento.

Así mismo, se seleccionará aquella fachada que esté orientada hacia el sur y que reciba la menor cantidad de sombras proyectadas.

En el caso de las cubiertas, la instalación de un tipo u otro de colector dependerá del criterio de cálculo de la instalación. En cuanto al montaje, se instalará de forma paralela a la inclinación de la cubierta, con los accesorios de soporte y anclaje adecuados a la misma, y con la separación adecuada respecto de esta para la instalación de las tuberías y conductores eléctricos.

Sus ventajas son:

1 Aceptable impacto visual.

2 La superficie donde se ubican los captadores es menor que en el caso general, por lo que el resto se puede destinar a otros usos.

3 Se evita la realización de la obra civil correspondiente al caso general, así como los materiales correspondientes a las tuberías y conductores eléctricos que unen el campo de captadores con los acumuladores.

4 Se evita sistemas de protección contra robo, vandalismo y seguridad de accidentes.

Y sus inconvenientes los siguientes:

1 Tanto el proceso de montaje como el de mantenimiento del campo solar ofrece una mayor dificultad.

2 Exige preparación y adecuación específica de la cubierta para soportar las tuberías, conductores eléctricos y el campo solar.

3 Exige preparación y adecuación específica de la cubierta para permitir el paso de tuberías y conductores eléctricos.

Superposición

Integración arquitectónica

Cuando se requiere una completa integración del campo de captadores, los objetivos que se pretenden alcanzar son:

1 Eficiencia energética.

2 Eficiencia estructural.

Bajo este aspecto, se diseñarán soluciones en las que el campo de captadores forme parte del propio edificio como un elemento estructural más del mismo.

Es importante reseñar que, cuando se realizan este tipo de diseños, se deben respetar todas las indicaciones del CTE que le sean de aplicación: partes estructurales, de seguridad, térmica, etc.

El paramento que más se utiliza para realizar este montaje es la cubierta, donde el campo de colectores está embutido en él, formando un elemento continuo. En ocasiones y dependiendo del tamaño del campo de colectores, la cubierta podrá ser sustituida completa o parcialmente por la nueva estructura.

En cuanto a los paramentos verticales, sustituir total o parcialmente uno de ellos dependerá tanto de sus características técnicas (resistencia mecánica, composición, inclinación, etc.) como de su orientación.

De las dos posibles soluciones, la más habitual es la sustitución de la cubierta frente a los paramentos verticales.

Actualmente los fabricantes de soluciones para este tipo de montajes suelen apostar por realizar un colector en el que el cristal ha sido sustituido por materiales cerámicos, que son capaces de almacenar y transmitir calor; de esta forma el impacto visual es inexistente.

Otra solución es integrarlo en una estructura de cristal con dimensiones adecuadas para que cuando se realice el campo de captadores, el paramento obtenido ofrezca un impacto visual nulo.

Sus ventajas son:

1 Reducción de los costes arquitectónicos de los materiales sustituidos por el campo de colectores.

2 Reducción al mínimo del impacto visual.

Y sus inconvenientes son los siguientes:

1 Especial atención a los sistemas de impermeabilización y aislamiento en función de los cerramientos o paramentos obtenidos.

2 Mayores requerimientos técnicos en el montaje y mantenimiento del campo de captadores.

Colector con cubierta de pizarra

Integración arquitectónica

Cubierta solar térmica

Aplicación práctica

La constructora Empresas Reunidas del Sur está en fase de diseño de una promoción de viviendas basadas en contenedores marítimos. Como datos de información facilitan los siguientes:

1 Aportan diseño de la vivienda, reflejado en el dibujo adjunto.

2 Las paredes de los contenedores están formadas por chapa de 3 mm de espesor.

3 Cada vivienda dispone de una parcela que la rodea. La parcela irá ajardinada mediante césped.

4 La fachada principal está orientada al Sur.

5 La cubierta es plana y está realizada en base a un panel aislante tipo sándwich con capa superior de chapa de 2 mm de espesor.

¿Cuál puede ser el diseño del campo de captadores adecuado? Justifique su respuesta.

SOLUCIÓN

Del dibujo se pueden observar las dimensiones de zona ajardinada, así como el diseño arquitectónico de la vivienda. Así mismo se observa una pequeña solera en el lado derecho. Tal solera tiene el mismo formato que la correspondiente a la entrada a la vivienda, por lo que de entrada esta zona debe quedar descartada como utilizable por el campo de colectores.

Además, ubicar el campo en las paredes verticales queda descartado por estética arquitectónica.

Por otro lado, realizar un montaje del campo de colectores en la cubierta de la vivienda, está desaconsejada debido a:

1 La inclinación necesaria para los colectores, así como los sistemas de soporte y anclaje; estos provocarán un impacto visual importante, lo que provocaría una rotura de estética arquitectónica.

2 El peso del campo puede ser excesivo para el panel, que por otro lado no permite el taladrado debido a su capacidad aislante.

Por tanto, dado que la cubierta tiene que ser descartada como lugar de ubicación del campo de colectores, se propondría instalarlo en el suelo. Para ello, se utilizará la zona ajardinada necesaria, siguiendo el criterio del caso general. Una buena ubicación puede ser delante de la solera lateral, que no rompería demasiado la estética arquitectónica.