Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Wohnungsbau.
El sistema económico de alta energía hace uso de una fuente de alta energía disponible , que es el combustible fósil.
Muchas necesidades no son evaluadas correctamente y se solucionan con un gasto en paralelo de energía innecesaria. Es el caso de la calefacción o refrigeración en viviendas. El diseño en arquitectura de edificios incoherentes con la energía es otro ejemplo.
Además están las necesidades inducidas que ocasionan gastos de energía y contaminación inaceptables.
En el caso de una vivienda normal, son muchos los elementos que cuentan para lograr disminuir la energía necesaria, solamente usando la disponible naturalmente sin poner en riesgo el planeta.
Energía geotérmica, energía solar, energía biológica. Ademas los conceptos de diseño como las salas aisladas, o directamente ambientes aislados térmicamente.
Sistema biológico.
Aprovechar la energía propia del humano en sus propias necesidades es algo que se ha comenzado a implementar. Simples generadores acoplados a equipos de gimnasia permiten acumular energía que se usará en las necesidades de la vivienda.
Una persona puede realizar trabajos por un equivalente a 900 kcalorías diarias, menos la pérdida calórica. El cuerpo humano no realiza una conversión directa de energía química en trabajo, sino que lo realiza en un equivalente a un trabajo y una energía disipada al ambiente.
Si la energía realmente transformada en trabajo neto es un 50% de las 900 kcalorías, eso representa unos 450 /0.86 Watts -hora, suponiendo que el trabajo se entregó en ese lapso.
Eso es 523,25 W-hora. Eso equivale a unas 7 horas de 3 lámparas de bajo consumo de 25 W.
Si es mas de una persona en la vivienda el aporte es mayor y no necesariamente el consumo general se incrementa linealmente, o sea que se gana cada vez más. Eso sin contar con que la persona debe realizar ejercicios físicos diarios. La ecuación cierra perfectamente.
Sistema geotérmico.
El aprovechamiento de la energía geotérmica o transferencia de energía de la vivienda al suelo o a la inversa, implica equipos no costosos si la instalación se realiza en forma básica, con tanques de transferencia de agua y sistema electrónico de control del proceso.
1 m3 de agua que varía entre 35 º a 25 º implica una cantidad de Frigorías de 10000 , lo que permite refrigerar un ambiente a razón de 1000 Frigorías /hora, por 10 horas. Se entiende que se trata de ambientes aislados térmicamente.
El trabajo de pérdida es la elevación de agua de un nivel inferior al nivel de la vivienda. Ello implica un pérdida ínfima. Para el desagote, no se requiere energía, se realiza por gravedad.
En el caso de refrigerar salas aisladas para dormir, el sistema es óptimo porque combina la acción de energía geotérmica con superficies aisladas pequeñas.
Energía solar.
Existen dispositivos para su captación, como los concentradores solares, que se disponen sobre un motor Stirling , que directamente transforma calor en energía mecánica, o celdas solares. El uso de agua caliente en forma directa es aplicado en calefones solares.
Captación de Frigorías del ambiente
Algo menos usual pero que potencialmente es interesante es la captación de fluídos con baja temperatura para ser usados en refrigeración.
El aire puede ser captado de esta manera cuando un sistema se entera que el aire externo a la vivienda tiene una temperatura adecuada para ello. Sistemas de ventilación automática permiten captar así Frigorías cuando las condiciones lo permiten. Una aplicación a estudiar es la captación de volúmenes de aire frío , su compresión y guardado en las profundidades. Con ese método se dispone de aire comprimido enfriado disponible para ser usado a voluntad.
El agua de lluvia no ha sido tenida en cuenta.
El agua de lluvia llega a baja temperatura. Si se pudiese captar volúmenes de agua para su almacenamiento ello permitiría alojarla en las profundidades y luego usarla como el caso de la energía geotérmica
Cómo captar agua de lluvia? El procedimiento más sencillo consiste en captar el agua que proviene de techos que se dirige a canaletas y cañería pluvial. Un dispositivo adecuado permite derivar el agua hacia un tanque que directamente dirige el agua al fondo por gravedad. La elevación se realiza por bombeo, con costo insignificante.
Considerar que una vivienda como mínimo concentra 60 a 80 m2 de superficie. En una lluvia de 30 mm, eso implica 70x0,03 m3= 2,1 m3.Si consideramos que haya una temperatura de 18 º C en el agua, esto permite otorgar a una temperatura de 35 º en el ambiente, 35700 Frigorías, lo que implica 1000 Frigorías durante 35,7 horas.
En épocas de lluvias , en la zona de Santa Fe puede llegar a unos 600 mm en un lapso de 3 meses. Si hubiese disponible 200 mm en un mes se acumularían para el mismo ejemplo 70x0,2 = 35 m3 de agua. Ello es 595000 Frigorías, que divididas por 30 días resultan 19833 Frigorías diarias, lo que es 1000 Frigorías durante 19,8 horas.
Es cierto que las lluvias no ocurren distribuidas uniformemente,es probable que en cierto momento el sistema de almacenamiento no pueda contener el equivalente a una gran lluvia. Pero en general con un depósito de 3 m3 se considera suficiente para aplicaciones normales.
Considerable interés muestran los grandes espacios públicos que reciben agua de lluvia. Con sistemas de acumulación como el descrito se pueden enfriar escuelas u otras entidades públicas.
Pese a que mi propuesta general implica la eliminación del automóvil , las calles existentes o las que permanezcan son grandes superficies de recepción de agua. No solo se puede usar la misma para enfriamiento directo sino también como economizador, para compensar sistemas de enfriamiento, o cámaras frigoríficas, disminuyendo en consecuencia la energía que se usa en su funcionamiento.
Alemania dispone de sistemas que reciben frío o calor del sistema público , por medio de serpentinas enterradas en el pavimento. Sistemas automáticos envían el agua fría o caliente a profundidades diferentes acordes a dicha temperatura. Hasta unos 30 m, la temperatura es estable fría ( alrededor de 15ºC) , luego de ello la misma crece. Es común enviar el agua a 100 metros para mantenerla caliente.
El viento también se puede captar con sistemas de almacenamiento directo de energía eléctrica. En general su rendimiento corresponde a la latitud geográfica de localización.
( en edición...)
Towards a sustainable housing.
The high-energy economic system uses a high-energy source available, which is fossil fuel.
Many needs are not assessed properly and solved in parallel with spending unnecessary energy. This is the case of heating or cooling in housing. The architectural design of buildings incoherent energy is another example.
Then there are the needs induced, causing energy costs and unacceptable pollution.
In the case of a normal home, there are many elements that have to reduce the energy needed to achieve using only the naturally available without endangering the planet.
geothermal energy, solar energy, biological energy. Furthermore the design concepts as isolated rooms or environments directly thermally insulated.
biological system.
Harnessing the power of the human self on their own needs is something that has begun to implement. Simple generators coupled to allow fitness equipment store energy to be used in housing needs.
A person can perform work for the equivalent of 900 kilocalories per day, less heat loss. The human body does not make a direct conversion of chemical energy into work, but it is done in an equivalent job and energy lost to the environment.
If the energy actually transformed into net work is 50% of the 900 kilocalories, that represents about 450 Watts -hour /0.86, assuming that the work was delivered in that period.
That's 523.25 W-hour. That equates to about 7 hours 3 energy saving lamps 25 W.
If more than one person in the household contribution is greater and not necessarily the overall consumption increases linearly, so it gains more and more. Not to mention that the person should perform daily physical exercises. The equation closes perfectly.
geothermal system.
The use of geothermal energy or energy transfer housing to the floor or conversely, involves no expensive equipment if the installation is done in basic form, with tanks water transfer and electronic process control system.
1 m3 of water ranging from 35 ° to 25 ° implies a quantity of frigories 10000, allowing cooling an atmosphere at 1000 frigories / hour, for 10 hours. It is understood that it is thermally insulated environments.
The job loss is raising water from a lower level of housing level. This implies a negligible loss. For drain, no energy is required, it is done by gravity.
In the case of cooling insulated sleeping rooms, the system is optimal because it combines the action of geothermal energy with small isolated surfaces.
Solar energy.
There are devices for capturing, as solar concentrators which are arranged on a Stirling engine, which directly converts heat into mechanical energy, or solar cells. The use of hot water is directly applied to solar water heaters.
Capturing environmental frigories
Somewhat less common but potentially interesting is the uptake of low temperature fluids for use in refrigeration.
The air may be captured in this way when a system finds that the external air to the housing has a temperature suitable for it. Automatic ventilation systems allow capture and frigories when conditions permit. An application to study is attracting volumes of cold air, compression and stored in the deep. With this method it has cooled compressed air available for use at will.
Rainwater has not been taken into account.
Rainwater arrives at low temperature. If one could catch volumes of water for storage would allow host it deep and then use it as the case of geothermal energy
Capturing rainwater? The simplest method is to capture the water from roofs that targets gutters and storm drain. A suitable device allows divert water into a tank that directs water directly to the bottom by gravity. The lift is performed by pumping, with negligible cost.
Consider a concentrated housing at least 60 to 80 m2. In a rain of 30 mm, that means 70 x0,03 m3 = 2.1 m3.Si consider that there is a temperature of 18 ° C in water, it can give a temperature of 35 degrees in the environment, 35700 frigories, the 1000 involving frigories for 35.7 hours.
In the rainy season, in the Santa Fe can reach 600 mm in a span of 3 months. If it had available 200 mm in a month they would accumulate to the same example 70x0,2 = 35 m3 of water. This is 595000 frigories, which are divided by 30 days 19833 frigories a day, which is 1000 frigories for 19.8 hours.
It is true that the rains do not occur evenly distributed, it is likely that at some point the storage system can not contain the equivalent of a heavy rain. But generally with a deposit of 3 m3 it is considered sufficient for normal applications.
Considerable interest shown large public spaces that receive rainwater. With accumulation systems as described can be cooled schools or other public entities.
Although my general proposal involves removal of the automobile, existing streets or large surfaces remain are water reception. Not only can you use it for direct cooling but also as economizer cooling systems to compensate, or cold stores, thereby decreasing the energy used in its operation.
Germany has systems that receive heat or cold from the public system, through coils buried in the pavement. Automatic systems send hot or cold at different depths chords at that temperature water. Up to about 30 m, the temperature is cold stable (around 15 ° C), after that it grows. It is common to send water 100 meters to keep warm.
Wind systems also can capture direct electrical energy storage. Overall performance corresponds to the latitude of location.
