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 a la arquitectura vernácula desde hace 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 por los principios del diseño solar pasivo resurgió en Europa y Estados Unidos, 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 por 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 refrigeración mecánicas. Ha seguido siendo una parte tradicional de la arquitectura vernácula en muchos países. [1] Existe evidencia de que las culturas antiguas consideraban factores como la orientación solar, la masa térmica y la ventilación en la construcción de viviendas residenciales. Los griegos y los chinos emplearon por primera vez métodos de arquitectura solar y planificación urbana plenamente desarrollados, que orientaron sus edificios hacia el sur para proporcionar luz y calidez. [2] Hace casi dos milenios y medio, el antiguo filósofo griego Esquilo escribió: "Sólo los primitivos y los bárbaros carecen de conocimiento de las casas orientadas hacia el sol de invierno". [2] De manera similar, Sócrates dijo: "Ahora bien, suponiendo que una casa tenga una orientación sur, la luz del sol durante el invierno se colará por debajo de la veranda, pero en verano, cuando el sol recorre un camino justo sobre nuestras cabezas, el techo proporcionará un sombra agradable, ¿no es así? [3] Los baños romanos tenían grandes ventanas orientadas al 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 casas solares experimentales anteriores se construyeron utilizando una combinación de técnicas solares activas y pasivas, algunas de las primeras casas solares pasivas de ingeniería europea de la era moderna se construyeron en Alemania después de la Primera Guerra Mundial , cuando los aliados ocuparon el área del Ruhr , incluida la mayor parte de Las minas de carbón de Alemania . [5]
El arquitecto George F. Keck fue un diseñador pionero de casas solares pasivas en los años 1930 y 1940. [6] Diseñó la " Casa del Mañana " totalmente de vidrio para la Exposición del Siglo de Progreso de 1933 en Chicago [7] y notó que hacía calor en el interior en los días soleados de invierno antes de la instalación de la caldera. Después de esto, gradualmente comenzó 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. Luego, Sloan construyó varias 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 solares pasivos en algunos de sus diseños, sobre todo en la Casa Jacobs, construida en 1944 en Wisconsin, que también era conocida como el "Hemiciclo Solar" o "Hemiciclo Solar". [8] Otros continuaron 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 con bermas de tierra en los lados norte y oeste. Complementó el diseño solar básico construyendo una ranura entre el piso y la pared en los cuatro lados que drenaba el aire frío de las paredes hacia un espacio profundo, completamente seco y sellado donde el aire se calentaba a la temperatura de la tierra. La ranura de drenaje de aire frío actuaba como un registro de retorno de un sistema de caldera de aire caliente, pero eliminó los registros y los incómodos conductos que conducían a la caldera haciendo que toda la casa hiciera circular el aire como una caldera pasiva, alimentada con una pequeña estufa de leña en el centro. . [9]
En Estados Unidos, la crisis del petróleo de 1973 estimuló significativamente el interés por el diseño de edificios solares pasivos . [10] En este período se publicaron decenas de libros de patrones, incluido el Libro de energía solar pasiva de Edward Mazria . [11] En 1977, se creó el Departamento de Energía de Estados Unidos y en 1978 se otorgaron créditos fiscales a la energía solar. En 1979, el presidente Carter instaló paneles solares en el tejado de la Casa Blanca .
Las tecnologías solares pasivas se refinaron y mejoraron progresivamente durante el siglo XX, impulsadas por la motivación (y ayudadas por) el desarrollo de técnicas de modelado por computadora en 3D .
A principios del siglo XXI, el diseño de edificios solares pasivos ha despertado un mayor interés. Los créditos fiscales para la energía solar de EE. UU. se restablecieron en 2005, [12] y el proyecto de ley de energía de 2007 proporcionó más fondos para la investigación de la energía solar y el aire acondicionado solar .
La "Conferencia internacional sobre rendimiento térmico de las envolventes exteriores de edificios completos" del Departamento de Energía de EE. UU. de 2007 presentó un taller integral sobre "Tres décadas de lecciones aprendidas de calefacción y refrigeración solar pasiva" [13]
Desde 1978, aproximadamente 300.000 edificios estadounidenses han demostrado al menos algunas características de diseño solar pasivo (aunque desde entonces se han construido más de 25 millones de edificios estadounidenses sin utilizar estas técnicas). [ cita necesaria ] Durante tres décadas (desde los créditos fiscales para la energía solar de EE. UU. de 1978), se ha demostrado una reducción del consumo de energía del 70% al 90% en edificios experimentales de energía solar pasiva y de energía casi nula . "Comparación lado a lado"
En los últimos años, el Solar Decathlon del Departamento de Energía de EE. UU. ha mostrado algunos diseños creativos avanzados, utilizando sistemas solares tanto pasivos como activos, realizados por equipos de estudiantes de arquitectura e ingeniería de todo el mundo. Sitio web de Solar Decathlon