En los últimos años, la situación energética y los problemas decontaminación ambiental han originado una preocupación generalpor el uso de energías convencionales, tanto a nivel gubernamentalcomo entre los ciudadanos. Esto ha propiciado el impulso y desarro-llo de actuaciones de investigación y desarrollo, promoción eimplantación de tecnologías renovables, en búsqueda de un mode-lo energético sostenible.

Actualmente, las tecnologías renovables están ampliamente des-arrolladas en Andalucía y han demostrado que son tecnologías via-bles técnica y económicamente en muy diversas aplicaciones. Entreeste tipo de tecnologías renovables se encuentra la energía solar, apartir de la cual es posible obtener energía térmica y eléctrica.

Para llegar al escenario actual, en Andalucía se han realizadodesde 1993, programas pioneros en España y Europa de ayudas ala inversión para la promoción de instalaciones de energía solar, asícomo acciones destacadas en I+D+i y medidas de regulación y nor-malización.

Andalucía cuenta con un recurso solar privilegiado, que ha favo-recido el paso de un mercado potencial a un mercado desarrolladoy consolidado en energía solar. Así, en los últimos años, laComunidad Autónoma goza de una posición destacada a nivel nacio-nal al contar con más del 30 % de la superficie total instalada deenergía solar térmica en España, y con las primeras centrales sola-res termoeléctricas en funcionamiento a nivel comercial en Europa,tanto de tecnología de torre, como de colectores cilindro para-bólicos.

La Junta de Andalucía ha querido enfatizar el impulso del uso dela energía solar, mediante la creación de instrumentos como la Ley2/2007, de 27 de marzo, de Fomento de las Energías Renovables ydel Ahorro y Eficiencia Energética en Andalucía, y el Plan Andaluz deSostenibilidad Energética 2007-2013 (PASENER), que condicionaránsin duda el marco en el que se desarrolle la energía solar en laregión en los próximos años.

Si bien, es destacable, la relevancia de la publicación del CódigoTécnico de la Edificación en marzo de 2006, que establece las exi-gencias básicas de calidad, seguridad y habitabilidad de los edificiosy sus instalaciones, buscando que el sector de la edificación seadapte a la estrategia nacional de sostenibilidad económica, ener-gética y medioambiental. Esta normativa exige la incorporación deinstalaciones solares térmicas y fotovoltaicas en edificios de nuevaconstrucción, y en rehabilitaciones, lo cual supone el empujedefinitivo.

La Agencia Andaluza de la Energía realiza esta publicación conobjeto de dar un paso más en el impulso de la energía solar en edi-ficios, teniendo en cuenta la necesaria integración de sus compo-nentes en el proyecto arquitectónico. Así, se centra en destacaraspectos generales sobre la integración arquitectónica de las tecno-logías solares en la edificación, y en aportar las claves para conce-bir la instalación solar como una instalación más en el diseño deledificio, facilitando la incorporación de la energía solar en el proyec-to arquitectónico.

Francisco José Bas JiménezDirector General

Introducción. La Energía Solar en la Edificación

Energía Solar Térmica

Energía Solar Fotovoltaica

Normativa Vigente

Casos Prácticos

Caso 1. Hotel Montemálaga

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El edificio se sitúa en una antigua zonaindustrial en frente del Puerto de Málaga, enun solar en esquina con fachadas de orien-taciones Sureste y Suroeste. El programacombina 28 viviendas y un hotel que com-parten algunos espacios comunes como elpatio principal y el garaje.

Los arquitectos han planteado este edificio apartir de una filosofía integradora que inten-ta convertir cualquier elemento tecnológicoen materia de proyecto. Así, como ellos mis-mos apuntan, “no se distingue entre arqui-tectura e instalaciones.

Se proyectan los espacios teniendo en cuen-ta su comportamiento como instalaciones(patios como pozos de aire y luz, torrescomo chimeneas, etc.) y se proyectan insta-laciones como elementos de arquitectura(parasoles fotovoltaicos)”.

Este concepto integrador se encuentra endiversos elementos del edificio.

Hotel Montemálaga

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El primero de ellos y quizá uno de los másimportantes es el patio principal, que nosólo se dispone hasta la planta baja si noque se lleva hasta el sótano a 6 metros deprofundidad. Los salones de congresos ytrabajo, junto con el restaurante se llevan aesta cota, siendo por tanto, el patio el ele-mento que articula estos espacios, los dotade iluminación y ventilación natural, y lessirve de espacio exterior de expansión enlos momentos de descanso.

La utilización de este elemento no sólo sereduce a términos espaciales o de articula-ción de los mismos, también se basa en laestrategia bioclimática de aprovechar lainercia térmica del terreno (téngase encuenta que a una profundidad entre 0,5 y1,5 metros la temperatura no varía a lolargo de un día y coincide con la media dia-ria). Este patio se convierte por tanto en unpozo donde se almacena, por su mayor den-sidad, el aire fresco de la noche. Este aire seintroduce en las plantas adyacentes graciasa la posibilidad de generar ventilaciones cru-zadas.

Además, de las excelentes condiciones delaire acumulado en este espacio no sólo sebenefician los espacios adyacentes. Unaentreplanta técnica se sitúa junto a dichopatio, a dos metros de profundidad, y tomaaire del mismo para la climatización. Esteaire, al estar más templado que el quepodría tomar de las plantas superiores,

optimiza el rendimiento de las unidades detratamiento de aire ya que el salto de tem-peratura que estas máquinas deben provo-car en el aire se reduce y en algunos casosse suprime, siendo en ocasiones el aire delpatio inyectado directamente sin tratar enlos espacios a climatizar (free-cooling).

El Patio Principal

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La esquina sur se configura compositiva-mente como una de las más importantes deledificio. Es en la que confluyen las fachadasde habitaciones del hotel, y en la que sesitúa la entrada del mismo. Para intentar darsingularidad a este edificio y relacionarlovisualmente con el paisaje de contenedoresdel Puerto, que se sitúa enfrente, se evita laesquina en chaflán que se dicta desde lanormativa urbanística local, y se proponemediante un Estudio de Detalle una alter-nativa basada en una composición fragmen-tada de volúmenes y materiales. En elladestacan un volumen de piedra y 3 plantasde altura que configura la entrada, y otrovolumen de cristal que, a modo de torre,sobresale del resto del edificio. Estos ele-mentos además de configurar volumétri-camente al edificio, tienen otras funciones.

El volumen de piedra es lo que los autoresdel proyecto denominan “Torre Fría”. Esteelemento se compone de un espacio de 9metros de altura con un cerramiento de 45cm de grosor y cámara ventilada. Gracias ala inercia térmica de este cerramiento, y alas pocas aperturas del mismo, este espaciose configura como un almacén de aire clima-tizado que al encontrarse en la zona deentrada sirve de amortiguador entre elambiente exterior y el interior. Este espaciocuenta con un lucernario de apertura domo-tizada. La apertura del mismo permite laventilación del espacio así como la gene-ración de ventilaciones cruzadas, ya queeste espacio está conectado con las plantasbaja y sótano y con el patio principal. La

cubierta de esta “Torre Fría” se forma poruna solución denominada “cubierta inunda-da”. En este tipo de cubiertas una lámina deagua se encarga de mantener unas óptimascondiciones de aislamiento gracias a la eva-poración y renovación de agua.

La llamada “Torre Caliente” no es más queuna chimenea solar. Este mecanismo bio-cli-mático consiste en un elemento verticalacristalado que al calentarse hace que el

aire interior ascienda generando un efectode succión, y de ventilación. En el caso deeste edificio, la chimenea solar se hace coin-cidir con el núcleo de ascensores. Por tantoeste elemento tiene una triple función: con-figuración volumétrica de la esquina Sur deledificio, elemento bioclimático de ventila-ción, y núcleo de comunicaciones verticales.

Torre fría y Torre caliente

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Dada la privilegiada situación del edificiojunto al Mediterráneo se pretende que lashabitaciones se abran lo máximo posible.Frente a la solución habitual en hoteles demuros cortinas herméticos, de dudoso fun-cionamiento térmico, se propone un sistemamixto:

subestructura de muro cortina y módulosprefabricados de 2x3,15m con carpinteríaspracticables. Estas carpinterías permiten aledificio “respirar”. Dado que las habitacionesdel hotel tienen una única fachada y no esposible la ventilación cruzada se utilizanventanas pivotantes de 2 metros de ancho,de forma que, cuando estas ventanas seabren, el metro que queda fuera, al situarseperpendicularmente a las corrientes de aireexterior, inducen la entrada del mismo a lahabitación ventilándola. Además de esto, losperfiles de las ventanas permiten tomar y fil-trar el aire del exterior.

El fancoil para la climatización también seintegra en la fachada, y utiliza el aire filtra-do por la carpintería para ventilar y climati-zar la habitación.

La Fachada

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El aspecto que más singulariza esta fachadaes la integración en la misma de una insta-lación de Energía Solar Fotovoltaica conec-tada a la Red para producción de electrici-dad. En el edificio se utilizan con naturalidadlas energías renovables, integrándolas real-mente en su arquitectura. Se muestran losmódulos fotovoltaicos de forma evidente,invitando a una toma de conciencia sobrenuestra realidad energética con una actitudsostenible.

La integración en fachada de la instalaciónfotovoltaica genera diversos beneficios:

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Instalación Solar Fotovoltaica

Producción de energía eléctrica que sevierte a la Red General, contribuyendo asía la generación de energía “verde”, y obte-niendo a la vez un beneficio económico porsu venta.Se evitan deslumbramientos por la entra-da de radiación directa en las habitacio-nes.Se reduce la carga térmica sobre la facha-da gracias al sombreado producido por losmódulos, lo que supone un importanteahorro en climatización.Permite utilizar un vidrio más transparen-te lo que provoca una mejor visión del pai-saje y un ahorro económico.Se evita la emisión a la atmósfera de CO2.Gracias a la monitorización en tiempo realde la instalación, toda la información sobresu funcionamiento queda expuesta de for-ma gráfica en el hall del hotel. De esta for-ma, el cliente es consciente en el interiorde lo que ocurre en la piel del edificio.

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Constructivamente, se diseña un móduloformado por un marco soporte en el que seintegran 5 módulos fotovoltaicos estándar ysus elementos de agarre, colocándose elconjunto a modo de parasoles horizontalesque sombrean las fachadas de las habitacio-nes del hotel. Este módulo-parasol coincideen anchura con la modulación de los ele-mentos prefabricados de fachada, por lo quela integración del conjunto es total.

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Entre módulo y módulo se deja una separa-ción de 2 centímetros. Esto permite, por unaparte, reducir la presión del viento sobre losparasoles cuando esta aumenta, y por otra,se consigue ventilar mejor los módulos queformando grandes superficies continuas,aumentando así el rendimiento de dichosmódulos fotovoltaicos (el rendimiento de losmódulos fotovoltaicos cuando se calientanpor encima de cierta temperatura disminuye).

Sobre el diseño del módulo estándar seacordó con el fabricante la realización depequeños ajustes, permitiendo adaptarlo deesta forma al diseño de la fachada, pero sinconvertirlo por ello en un elemento específi-camente diseñado para este edificio (lo cualimplicaría un sobre coste). Uno de estosajustes consiste en hacer coincidir la caja deconexiones con una de las células foto-vol-taicas en el centro del módulo. Así, la cajade conexiones pasa de ser “un elemento aocultar”, a ser “un elemento integrado en elritmo de la fachada”.

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La instalación fotovoltaica se plantea con un concepto conciliador entre diseño y rendimien-to. Así, se decide colocar los módulos en línea con las fachadas Sureste y Suroeste (a 45ºrespecto al Sur) y con una inclinación casi horizontal para no interrumpir las vistas al mardesde las habitaciones. Con estas características, la instalación produce del orden de 34.709kWh al año, lo que supone aproximadamente la mitad de lo produciría una instalación simi-lar pero con una orientación e inclinación optimas (orientación sur e inclinación 35º respec-to a la horizontal).

Falta resaltar, que el módulo fotovoltaico de fachada además de una medida activa, es unamedida pasiva en la estrategia medioambiental del edificio. Se ahorra en energía para cli-matización gracias a la sombra que estos módulos proyectan sobre las fachadas. El ahorroanual en energía que se consigue con este elemento es la energía eléctrica generada por lapropia instalación fotovoltaica conectada a red, más la energía ahorrada en climatizaciónpor el sombreado que produce la misma.

En invierno, sin embargo, al incidir el sol con un ángulo menor, los módulos no producensombreado, y por tanto el gasto en calefacción no aumenta.

Potencia Nominal

Nº Módulos

Superficie Total en Módulos

Nº Inversores

Energía Generada Anualmente

Toneladas de CO2 que se dejan de emitir anualmente

55 kW

1.075 ud

474 m²

22

34.709 kWh/año

36.5 T

Datos de la Instalación Solar Fotovoltaica

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El edificio también cuenta con una instala-ción de energía solar térmica para aguacaliente sanitaria. Para la integración de loscaptadores solares térmicos, se ha seguidouna filosofía similar a la utilizada con la ins-talación solar fotovoltaica, es decir, la insta-lación se pone al servicio del concepto globaldel edificio. La orientación ideal sur (azimut0º) para este tipo de instalaciones obligaríaa ocupar totalmente la cubierta con bateríasdiagonales de captadores solares. Los arqui-tectos del edificio se plantearon ¿es lógicocondenar toda una cubierta a la instalaciónde captadores solares en su posición óptimacon lo necesaria que es esta superficie parael resto de las instalaciones de un hotel? Elsuelo y el espacio, son bienes escasos ycaros por lo que su gestión debe ser cuida-dosa y racional. Es necesario, por tanto,buscar una solución de compromiso entre elespacio, los requerimientos de todas las ins-talaciones, y su disposición para el buen fun-cionamiento.

Se decide agrupar los captadores solares endos “pantallas” alineadas con las cornisas delas fachadas Sureste y Suroeste, con unaorientación desviada 45º con respecto alSur, pero con una inclinación óptima (40º).Gracias a esta disposición de los captadoresse permite utilizar el vital espacio de lacubierta para múltiples instalaciones y ade-más, los captadores se comportan comopantallas acústico-visuales que protegen lacalle del impacto de esta maquinaria.

Instalación Solar Térmica

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Nº de Captadores

Superficie de Captación

Volumen de Acumulación

Inclinación Captadores

Azimut (Desviación respecto al Sur)

Energía Anual Ahorrada

165

313.5 m²

16.000 litros

40º

45º

82.3 %

Datos de la Instalación Solar Térmica

Desde el punto de vista energético,se consigue un adecuado rendimien-to anual de la instalación, ya que el82.3 % de la energía anual necesa-ria para el calentamiento de agua essuministrada por la instalación solar.

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Arquitectos:

Arquitectos Colaboradores:

Aparejador:

Cálculo de Estructuras:

Cálculo Instalaciones Hotel:

Cálculo Instalaciones Viviendas:

Promotor:

Cadena Hotelera:

Constructora:

Superficie:

Fotografías:

Juan Manuel Rojas Fernández (Arquitectos Hombre de Piedra) Juan Ramón Montoya Molina (Arquitectos Montoya Molina)

Laura Domínguez Hernández (Arquitectos Hombre de Piedra) Alberto Martín-Loeches Sánchez (Arquitectos Montoya Molina)

César Salvatierra Villada

H.P. Ingenieros

Ineco-98, S.L.

Salvador Muñoz Muñoz Samuel Domínguez Amarillo

Gabriel Rojas, S.L.

Hoteles Monte

Dragados

23.094 m²

Arquitectos Hombre de Piedra

Ficha Técnica:

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La Agencia Andaluza de la Energía agradece la colaboración prestada a las asociaciones solares,

empresas, y expertos que han facilitado información para la realización de esta publicación.

Fotografías: Schüco International KG: 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

Gamesa: 2, 3, 4, 5, 6, 7OpciónDos Energía Natural, S.L.: 15, 16