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En el camino hacia las envolventes pasivas a nivel de la vivienda [1], los edificios de energía cero o los edificios de emisiones cero, tal y como describe el Centro de Investigación sobre Edificios de Emisiones Cero (ZEB) [2-4], en los que la huella de carbono de los edificios se ha reducido en gran medida, el rendimiento de las secciones transparentes de la envolvente es fundamental para garantizar una baja demanda energética y un ambiente interior agradable [5,6]. En investigaciones anteriores se ha comprobado que la arquitectura, la funcionalidad y la superficie de las fachadas transparentes de los edificios de oficinas tienen un impacto significativo en la eficiencia energética del edificio [7-9].
Para determinar la eficiencia energética de las ventanas hay que tener en cuenta varias consideraciones. Los factores más importantes a tener en cuenta son las pérdidas de energía por la transmisión de calor a través de las ventanas, los beneficios energéticos de la radiación solar y la luz visible transmitida y su efecto en las necesidades de iluminación artificial. El confort del edificio, como el confort térmico y visual, también debe medirse y analizarse.

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El artículo explora la evolución de la seguridad solar en los edificios, desde los dispositivos convencionales de sombreado hasta las revolucionarias técnicas de diseño dinámico. Se presta especial atención a la invención de dispositivos de protección solar en el siglo XX, aunque la geometría solar es ignorada en las obras de los maestros de la nueva arquitectura. Como consecuencia de la necesidad de conservar la electricidad, los arquitectos han vuelto a utilizar métodos para proteger los edificios del calor de la radiación solar. Una nueva generación de sistemas de control de la radiación solar para edificios ha surgido como resultado de las modernas tecnologías avanzadas.

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Hay varias razones para querer limitar la cantidad de luz solar que entra en una estructura. El exceso de ganancia solar en climas cálidos y soleados dará lugar a un elevado consumo de energía de refrigeración; el sol de invierno que entra por las ventanas orientadas al sur dará lugar a un calentamiento solar pasivo en climas fríos y templados; y el control y la difusión de la iluminación natural pueden aumentar la iluminación natural en casi todos los climas.
Los sistemas de control solar y de sombreado bien diseñados pueden reducir significativamente los picos de calor y las necesidades de refrigeración, al tiempo que mejoran la calidad de la iluminación natural de los interiores de los edificios. Se han registrado reducciones del consumo anual de energía de refrigeración de entre el 5% y el 15%, dependiendo de la cantidad y la posición de las ventanas. Al controlar el deslumbramiento y reducir los índices de contraste, los dispositivos de control solar y sombreado también pueden aumentar el confort visual de los usuarios. Esto también se traduce en mayores niveles de satisfacción y productividad. Los sistemas de sombreado permiten distinguir el exterior de un edificio de otro. Esto puede añadir interés y escala humana a un diseño que, de otro modo, no sería destacable.

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Las ventanas, paredes y suelos están diseñados para absorber, almacenar, reflejar y distribuir la energía solar en forma de calor en invierno y rechazar el calor solar en verano en el diseño de edificios solares pasivos. Esto se conoce como arquitectura solar pasiva porque no requiere el uso de componentes mecánicos o eléctricos, a diferencia de los sistemas de calefacción solar activos. 1] El secreto de la construcción de un edificio solar pasivo es optimizar las ventajas del entorno local mediante un estudio exhaustivo del emplazamiento. La posición y la escala de las ventanas, así como la forma del acristalamiento, el aislamiento térmico, la masa térmica y el sombreado son factores a tener en cuenta. 2] Aunque las estrategias de diseño solar pasivo son más fácilmente aplicables a los edificios nuevos, también pueden adaptarse o “readaptarse” a las estructuras existentes.
Las tecnologías solares pasivas se basan en la luz solar y no en sistemas mecánicos activos (a diferencia de la energía solar activa). Con poco uso de otras fuentes de energía, tales tecnologías transforman la luz solar en calor utilizable (en agua, aire y masa térmica), inducen el movimiento del aire para la ventilación o el uso potencial. Un solarium en el lado del ecuador de un edificio es un ejemplo común. El uso de conceptos de diseño similares para minimizar las necesidades de refrigeración en verano es

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