DESCRIPCIóN

Título

Vierteaguas con adecuación de su derrame para proteger los huecos de edificios y su interior de Ia radiación solar directa reflejada desde su superficie.

Sector técnico

Esta invención se incardina en el sector técnico de Ia construcción (obras, instalaciones de climatización), involucrando al sector energético.

Estado de Ia Técnica

La nueva invención, incide en un aspecto hasta ahora escasamente contemplado ya que tradicionalmente se forman las pendientes con el único criterio de que tan sólo sirvan para que escurra el agua.

Resuelve el problema técnico de abordar una función y añadir una prestación en beneficio del ahorro energético mediante un sistema pasivo y sostenible. Esto, además, no interfiere con las funciones y prestaciones existentes pues su nueva configuración -mayor pendiente- facilita aún más Ia evacuación de agua. '

Tiene novedad porque representa un cambio radical de criterio para Ia disposición de piezas y elementos de remates de cerramiento, principalmente en huecos de penetración de Ia radiación solar (ventanas), en Ia edificación, construcción en general y usos afines. Afecta genérica y masivamente a un aspecto poco contemplado en Ia edificación tradicional (Ia más cuantiosa y presente de este sector productivo) al incidir en usos, prácticas y costumbres establecidas que precisan renovarse de cara al futuro ecoeficiente y sostenible.

En Ia mayoría de las invenciones que existen relacionadas con Ia radiación solar, se contemplan sistemas para Ia captación de energía. Otra cosa son las persianas, toldos y brise-soleil, en general, adoptados para lograr confort climático por medio de sombras. Sin embargo, Ia característica de este procedimiento es Ia evacuación (o desvío) de Ia radiación, por reflexión. ésto significa Ia revisión de un aspecto de incidencia relevante -Ia de Ia radiación reflejada, conducida y transmitida a través de estos planos constructivos-, de trascendencia en el ahorro energético, por su

condición sostenible. Su interés reside en que aporta una nueva consideración sobre una pieza, elemento o sistema ya existente que se estaba despreciando, en el campo de Ia edificación, construcción en general y usos afines.

Pueden citarse patentes relacionadas con Ia invención: Dispositivo portátil para reflexión solar localizada-ES 2 221 789 A1 y otras relacionadas en general con Ia radiación solar, como: ES 2 107 253 T3; ES 2 105 769 T3; ES 2 207 280 T3; ES

2 202 430 T3; ES 2 201 332 T3; ES 2 196 771 T3; ES 2 185 312 T3; ES 2 182 581 T3; ES 2 164 638 T3

Descripción detallada de Ia invención

La invención persigue una nueva utilidad reflejo-radiadora en elementos de fachada, piezas de remate en antepechos y huecos de ventana tradicionalmente ejecutados con pendiente pluvial, hasta ahora despreciados como intervinientes a efectos térmicos de cara a Ia optimización y aprovechamiento de los recursos arquitectónicos en edificaciones como consecuencia del cambio climático que se avecina.

Conlleva una revisión de funciones y prestaciones en superficies horizontales o con escasa inclinación (vierteaguas, albardillas, cornisas, terrazas), en las cuales Ia incidencia y reflexión de Ia radiación solar durante los meses de calor es próxima a Ia vertical.

Enfoca una problemática localizada en las partes de las edificaciones más insoladas y vulnerables a Ia transferencia térmica pues es por los huecos del cerramiento por donde se produce mayor tránsito de energía, con ganancia-pérdida de calor, acumulación y penetración por conducción y radiación reflejada, constituyendo un tradicional puente térmico.

Está concebida como protección de huecos frente a Ia incidencia de Ia radiación solar directa reflejándola hacia el exterior durante los meses de calor mediante un procedimiento de adecuación de pendientes de vierteaguas en ventanas de edificios y planos inclinados similares, y su materialización, según su situación y orientación.

Esta destinada a incorporarse como parte del sistema pasivo, ecoeficiente y sostenible, caracterizado por Ia adecuación de las pendientes de planos inclinados,

sustituyendo su función de vierteaguas pluviales y convirtiéndolas en superficies reflectoras de Ia radiación solar directa indeseable, destinadas a contribuir al bajo consumo energético durante los meses de calor.

Afecta de una manera extensiva y genérica a una problemática tradicionalmente establecida en Ia edificación masiva.

Breve descripción de los dibujos

La FIG 1 representa Ia perspectiva de Ia invención seccionada en una ventana de un edificio, con una pendiente según su situación y orientación, para protegerse de Ia incidencia de Ia radiación solar directa reflejándola hacia el exterior durante los meses de calor, donde (1) es el vierteaguas tradicional existente en el pie del hueco de ventana, (2) el cerramiento de fachada de ladrillo, (3) el vidrio de Ia ventana, (4) Ia guía de persiana, (5) Ia pendiente reflectora con chapa metálica plegada, y (6) el cuerpo de Ia pieza vierteaguas constituido por material aislante térmico (poliestireno extruído o similar).

La FIG 2 es un esquema en planta y sección de Ia radiación solar directa incidente por un hueco de fachada (ventana) orientado a poniente, en un lugar próximo a Madrid, según Ia posición del sol el día Q1AGO06 a las 19:45 hora local oficial, para Ia adecuación de pendiente correspondiente al prototipo realizado, siendo las coordenadas altacimutales: Altura 18,8° - Acimut 277,9.

La FIG 3 es una sección del vierteaguas en ventana abierta a poniente (radiación solar directa incidente con acimut comprendido entre 197,5° y 287,5°) donde se ve Ia pendiente calculada, según su situación y orientación, para proteger de Ia incidencia de Ia radiación solar directa reflejándola hacia el exterior durante los meses de calor.

La FIG 4 representa Ia planta de orientación del edificio y expresión de las coordenadas acimutales más características a considerar en el cálculo de Ia pendiente de Ia pieza vierteaguas a colocar en los huecos de ventana.

La FIG 5 es un esquema en planta y sección considerando Ia altura crítica del sol para Ia ventana abierta a levante (radiación solar directa incidente con acimut comprendido

entre 107,5° y 197,5°) donde se presenta gráficamente el cálculo de Ia pendiente adecuada del vierteaguas.

La FIG 6 representa en planta y sección el cálculo gráfico de Ia pendiente de vierteaguas en ventana abierta a poniente (radiación solar directa incidente con acimut comprendido entre 197,5° y 287,5°) según otra situación y orientación, para proteger de Ia incidencia de Ia radiación solar directa reflejándola hacia el exterior durante los meses de calor, donde (7) es Ia proyección en planta de Ia superficie reflectante

Exposición de al menos un modo de realización de Ia invención

La realización es específica para un determinado hueco y su orientación. El procedimiento de configuración y cálculo de Ia pendiente del vierteaguas consiste en considerar heliocéntricamente el movimiento planetario y orbital del edificio, situarlo según su posición geodésica y, a través de Ia consideración de las coordenadas altacimutales del sol en una época señalada del año y en un momento del día dado, obtener estas coordenadas en las tablas que se aportan, elaboradas a partir de datos que se han hecho públicos [U. S. Naval Observatory. Astronomical Applications Department -ajustando el horario U.T.-, y MeteoGetafe] (TABLA 1 , TABLA 2, TABLA 3 y TABLA 4, que se muestran al final de este apartado, donde Ia TABLA 1 contiene Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol entre las horas 11:05 y 13:55. Madrid. Año 2006; Ia TABLA 2: Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol entre las horas 14:00 y 16:55. Madrid. Año 2006; Ia TABLA 3: Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol entre las horas 17:00 y 19:55. Madrid. Año 2006; y Ia TABLA 4: Temperaturas y coordenadas altacimutales del sol entre las horas 20:00 y 22:55. Madrid. Año 2006.

El cálculo hecho por método gráfico (FIG. 2, FIG. 5 y FIG. 6) considera Ia incidencia de Ia radiación solar en un arco de 90° con tres direcciones significativas (normal y bisecadas laterales izquierda y derecha) de radiación según el acimut, centrando el arco frente a cada uno de los huecos, y con origen en su eje de simetría (FIG. 4), estimando Ia incidencia más desfavorable según su menor Altura (solar), y determinando con ella Ia adecuación de las pendientes o derrames a Ia finalidad de reflejo deseada.

La invención se ha realizado experimentalmente con la realización de un prototipo. Consta de faldón de chapa metálica, formando nueva pendiente reflectora (5), determinada según el cálculo ya citado. Esta lámina se pliega y rigidiza sobre sí misma pudiendo alojar en su interior un cuerpo de material aislante al que permanece adherida, éste a modo de cuña o realce (6) se sobrepone al vierteaguas. Asentada y encajada esta pieza en Ia base del hueco, está dotada de sendas patillas sobresalientes para su anclaje mecánico a ambos lados del intradós incorporándose al edificio mediante esta sujeción (FIG. 1 , FIG. 3). Esta incorporación puede ser con status permanente, pues funciona con ventajas todo el año, incluso en épocas frías del año, cuando Ia radiación solar tiene menos altura y es menor y más acogedor su efecto de calor. En ese caso, el plano inclinado actúa como superficie reflectante enviando Ia radiación solar hacia el techo del interior del alojamiento, mejorando su luminosidad

A partir de una orientación señalada de Acimut 277,9° y Altura 18,8° (FIG. 4), se ha obtenido por medio de una construcción geométrica (FIG. 2) Ia pendiente 41 ,3° que se había de dar al citado prototipo (FIG. 3), derrame adecuado del pié del hueco considerado. Con ello se evita el reflejo hacia el interior de Ia incidencia de Ia radiación solar sobre ese plano. También se han estimado otros casos (FIG. 5 y FIG. 6) en los que se han calculado geométricamente las inclinaciones críticas para los ángulos acimutales de 107,5° (correspondiente a Ia 1 ^a bisectriz o dirección de 45° a Ia izquierda mirando por Ia ventana de levante) y 287,5° (correspondiente a la 2 ^a bisectriz o dirección de 45° a Ia derecha mirando por Ia ventana de poniente).

El prototipo para Ia ventana de poniente, se ha hecho tan sólo para cubrir hasta las horas de radiación excesiva. A las 19:45 , el 01AGO06 había una temperatura ambiente de 34,5° . Las coordenadas del sol en ese momento eran 277,9 de Acimut y 18,8° de Altura. Le corresponde 41 ,3° de inclinación de los vierteaguas (FlG. 2 y FIG. 3) para evitar que Ia radiación reflejada penetre en el interior del alojamiento.

Efectivamente, son distintas las orientaciones, los ángulos altacimutales, las horas y las temperaturas. Por ello, para evitar Ia reflexión de la incidencia de la radiación solar hacia el interior del alojamiento, las inclinaciones de los vierteaguas (corregidas) resulten distintas. Así resultan distintos los derrames en huecos de cerramiento según Ia situación y orientación del edificio. En obra nueva, se aplica para Ia configuración de

los diferentes vierteaguas de forma heliodinámica, según Ia orientación de las fachadas.

Aplicación industrial

Puede contemplarse desde tres aspectos: a) En proyectos: Arquitectura proyectada para Ia sostenibilidad. b) En obra nueva (de nueva planta): c) En obra construida, restauración, reforma o rehabilitación: