El diseño solar pasivo de los edificios incluye la consideración de su orientación al sol y su masa térmica, factores que se han incorporado en mayor o menor medida en la arquitectura vernácula durante miles de años . Los antiguos griegos, romanos y chinos fueron los primeros en refinar y desarrollar los principios básicos del diseño solar pasivo , pero los avances tecnológicos europeos fueron abandonados en gran medida después de la Caída de Roma . No fue hasta el siglo XX que el interés en los principios del diseño solar pasivo tuvo un resurgimiento en Europa y los EE. UU., con arquitectos como George F. Keck y Frank Lloyd Wright . En el siglo XXI, los esfuerzos mundiales por reducir el consumo de energía han mantenido vivo el interés en la tecnología solar pasiva.
Las técnicas de diseño de edificios solares pasivos se practicaron durante miles de años, por necesidad, antes de la llegada de la calefacción y la refrigeración mecánicas. Ha seguido siendo una parte tradicional de la arquitectura vernácula en muchos países. [1] Hay evidencia de que las culturas antiguas tenían en cuenta factores como la orientación solar, la masa térmica y la ventilación en la construcción de viviendas residenciales. Los métodos de arquitectura solar y planificación urbana plenamente desarrollados fueron empleados por primera vez por los griegos y los chinos , que orientaron sus edificios hacia el sur para proporcionar luz y calor. [2] Hace casi dos milenios y medio, el filósofo griego Esquilo escribió: "Sólo los primitivos y los bárbaros carecen del conocimiento de las casas orientadas hacia el sol de invierno". [2] De manera similar, Sócrates dijo: "Ahora bien, suponiendo que una casa esté orientada hacia el sur, la luz del sol durante el invierno se colará por la galería, pero en verano, cuando el sol recorra un camino justo sobre nuestras cabezas, el techo proporcionará una sombra agradable, ¿no es así?" . [3] Las casas de baños romanas tenían grandes ventanas orientadas hacia el sur. [4] El diseño solar fue abandonado en gran medida en Europa después de la caída de Roma , pero continuó sin cesar en China, donde las tradiciones cosmológicas asocian el sur con el verano, el calor y la salud. [2]
Aunque las primeras casas solares experimentales se construyeron utilizando una mezcla de técnicas solares activas y pasivas, algunas de las primeras casas solares pasivas diseñadas en Europa de la era moderna se construyeron en Alemania después de la Primera Guerra Mundial , cuando los Aliados ocuparon la zona del Ruhr , incluida la mayoría de las minas de carbón de Alemania . [5]
El arquitecto George F. Keck fue un pionero en el diseño de casas solares pasivas en los años 30 y 40. [6] Diseñó la " Casa del Mañana " totalmente de vidrio para la Exposición del Siglo del Progreso de 1933 en Chicago [7] y observó que hacía calor en el interior en los días soleados de invierno antes de la instalación del horno. Después de esto, comenzó gradualmente a incorporar más ventanas orientadas al sur en sus diseños para otros clientes y, en 1940, diseñó una casa solar pasiva para el desarrollador inmobiliario Howard Sloan en Glenview, Illinois. La Casa Sloan fue llamada "casa solar" por el Chicago Tribune, el primer uso moderno de ese término. Sloan luego construyó una serie de casas solares pasivas y sus esfuerzos publicitarios contribuyeron a un importante movimiento de "casas solares" en la década de 1940. [8]
Frank Lloyd Wright utilizó principios de energía solar pasiva en algunos de sus diseños, sobre todo en la Casa Jacobs, construida en 1944 en Wisconsin, que también se conocía como "Hemiciclo Solar" o "Hemiciclo Solar". [8] Otros siguieron experimentando con técnicas solares pasivas. En 1958, Wendell Thomas, un profesor sin formación en arquitectura, construyó "Sunnycave" en la comunidad de Celo, en las montañas de Carolina del Norte. Su casa "moderadamente solar" estaba orientada al sur y tenía bermas de tierra en los lados norte y oeste. Complementó el diseño solar básico construyendo una ranura entre el suelo y la pared en los cuatro lados que drenaba el aire frío de las paredes hacia un espacio de acceso profundo, completamente seco y sellado donde el aire se calentaba a temperatura ambiente. La ranura de drenaje de aire frío actuaba como un registro de retorno de un sistema de calefacción de aire caliente, pero eliminó los registros y los conductos torpes que conducían a la calefacción haciendo que toda la casa hiciera circular el aire como una calefacción pasiva, alimentada con una pequeña estufa de leña en su centro. [9]
En Estados Unidos, el interés en el diseño de edificios solares pasivos se vio estimulado significativamente por la crisis del petróleo de 1973. [ 10] En este período se publicaron docenas de libros de patrones, incluido el Passive Solar Energy Book de Edward Mazria . [11] En 1977, se creó el Departamento de Energía de EE. UU . y en 1978 se otorgaron créditos fiscales a la energía solar. En 1979, el presidente Carter instaló paneles solares en el techo de la Casa Blanca .
Las tecnologías solares pasivas se fueron perfeccionando progresivamente y mejorando enormemente durante el siglo XX, impulsadas por la motivación de (y ayudadas por) el desarrollo de técnicas de modelado informático 3D.
A principios del siglo XXI, el diseño de edificios con energía solar pasiva ha recibido un mayor interés. En 2005 se restablecieron los créditos fiscales para la energía solar en Estados Unidos [12] y la Ley de Energía de 2007 proporcionó más fondos para la investigación sobre energía solar y el aire acondicionado solar .
La "Conferencia internacional sobre el rendimiento térmico de las envolturas exteriores de edificios enteros" del Departamento de Energía de los EE. UU. de 2007 presentó un taller integral sobre "Tres décadas de lecciones aprendidas sobre calefacción y refrigeración solar pasiva" [13].
Desde 1978, aproximadamente 300.000 edificios de Estados Unidos han demostrado al menos algunas características de diseño solar pasivo (aunque desde entonces se han construido más de 25 millones de edificios de Estados Unidos sin utilizar estas técnicas). [ cita requerida ] Durante tres décadas (desde los créditos fiscales para energía solar de Estados Unidos de 1978), se ha demostrado una reducción del consumo de energía del 70% al 90% en edificios solares pasivos experimentales y de energía casi nula . "Comparación lado a lado"
En los últimos años, el Solar Decathlon del Departamento de Energía de los EE. UU. ha presentado algunos diseños creativos avanzados, que utilizan sistemas solares pasivos y activos, realizados por equipos de estudiantes de arquitectura e ingeniería de todo el mundo. Sitio web del Solar Decathlon