Una historia de la arquitectura solarAnejo ilustrado de ...habitat.aq.upm.es/gi/mve/daee/uhas.pdf · A Golden Thread de Ken Butti y John Perlin, 1980. ¿Son las técnicas solares,

Una historia de la arquitecturasolar

Anejo ilustrado de Una brevísima historia de la arquitectura solar,http://habitat.aq.upm.es/boletin/n9/amvaz.html

Mariano Vázquez Espí

Ondara (España), 21 de enero de 2010.

Introducción

A Golden Thread de Ken Butti y John Perlin, 1980.

¿Son las técnicas solares, tales como la arquitectura

bioclimática, técnicas novedosas?

La historia de las técnicas concretas, ¿que nos muestra?¿avances continuados y acumulativos?

¿Existe algún conflicto entre el avance ‘económico’ y elavance ‘técnico’?

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Introducción

Acoma, Nuevo México, s XI.Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 2 / 70

Introducción

La expansión, ilimitada en apariencia, de su poderío material, hacolocado a la humanidad en el predicamento de un capitán cuyobuque está construido con tanta abundancia de acero y hierro quela aguja de su compás apunta sólo a la masa férrea del propiobuque, y no al Norte. Con un barco semejante no hay modo deponer proa hacia ninguna meta; navegará en círculo, entregado avientos y corrientes. Pero [. . . ] podemos añadir que el riesgosubsiste sólo en tanto que el capitán ignora que su compás haperdido la sensibilidad para la fuerza magnética de la Tierra. En elinstante en que este hecho se pone al descubierto, una buenamitad del riesgo se esfuma, ya que el capitán que no quiere darvueltas al azar [. . . ] encontrará sin duda algún medio paradeterminar la dirección de su barco: podrá inventar una forma másmoderna de compás, insensible a la masa del propio buque, opodrá orientarse por las estrellas, como en antiguas épocas.

Werner Heisenberg (1955)


Grecia

Economía basada en la fuerza animal y humana

Braseros de carbón vegetal

Deforestación:

• «Todas las partes más ricas y blandas handesaparecido y cuanto permanece es el meroesqueleto de la tierra»

Platón, refiriéndose a su Ática natal.

• Prohibición del olivo como materia prima del carbónvegetal, Atenas, s IVaC.

Sócrates: casas frescas en verano y cálidas en invierno.


Grecia


Grecia


Grecia

Atenas (40N) La Serena (29,5S)

La regla de Sócrates resuelve un problema geométrico, de composición formal.Con las alturas solares en los solsticios se puede determinar el vuelo del pórticosobre la fachada, o la anchura del patio. Se trata de la forma del edificio, perotambién de la relación entre ellos: de la forma urbana.


Grecia


Grecia

Alabanzas de Esquilo al adobe y la orientación solar

El concepto griego de máquina

Limitación en el uso de combustibles (sociedad esclavista) yrenuncia a la fuerza del vapor


Roma

Calefacción central: hipocaustos. (15 m3/dia)

Deforestación:

• S. III aC: Monte Cimino es región «. . . más difícil deatravesar y aterradora que las regiones boscosas deAlemania», Tito Livio

• S I aC: importación de madera desde el Cáucaso(Estrabón, Plinio El Viejo).

Invención del vidrio plano (s.I, «paneles de ventana»,Séneca; invernaderos, Plinio El Viejo).

Vitruvio


Roma

Heliocaminus, Plinio El JovenCopyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 11 / 70

Roma


Roma

La crisis definitiva del Imperio de Occidente en el siglo IV:¿una crisis de recursos?

Crisis de abastecimiento de la metrópolis

El significado de los tratados de Faventino y Paladius: ladiáspora hacia el campo.

Derecho al Sol: Código de Justiniano


Concentradores solares

Antecedentes griegos, romanos y chinos:

Plutarco describe los vasos cóncavos de bronce con los que seencendían las llamas sagradas en los templos.

La leyenda de Arquímedes y la batalla de Siracusa.



Ars Magna Lucis et Umbrae, Atanasius Kircher, 1646



Hoesen, s. XVIIICopyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 16 / 70

Invernaderos: captadores solares

Agricultura intensiva: solar antes que química.



Francia, s. XVIICopyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 18 / 70


Inglaterra, s. XVIIICopyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 19 / 70


Remarks on Hothouses, J.C. Loudon (1817)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 20 / 70


Tretatise on. . . Hothouses, J.C. Loudon (1805)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 21 / 70


Inglaterra, s. XIX

La moda de la estufa en Inglaterra llevó aconstruir estufas mal orientadas, con tan-tas pérdidas de calor como para requerir lainstalación de estufas de carbón. . .


‘Cajas calientes’

«. . . es un hecho sabido, y probablemente lo ha sido desde hacemucho tiempo, que una habitación, un carruaje, o cualquier otrolugar está más caliente cuando los rayos del Sol penetran en él através de un cristal.»

Horace de Saussure (1767).



Horace de Saussure, 120oC.Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 24 / 70


Langley (1881)

«. . . algún día podrá derivarse algunautilidad de este ingenio [porque] en reali-dad es demasiado pequeño, barato, y fá-cil de hacer.»

De Saussure



Los experimentos con cajas calientes sentaron las bases explicativastanto del efecto invernadero atmosférico como del diseño de losfuturos colectores planos.Resulta notable que la ecuación fundamental de equilibrio térmicodel colector solar plano, es decir, la visión ‘científica’ del asunto, nofuera establecida hasta 1943 por Hottel y Woertz en unfamoso articulo citado innumerables veces desde entonces.

‘‘The Performance of Flat-Plate Solar Heat Collectors’’,American Society of Mechanical Engineers Transactions,febrero de 1943, pp. 91-104.


La Revolución Industrial

La máquina de vapor a carbón comenzó a utilizarse para aumentar la extrac-ción de carbón, que ya se usaba profusamente como combustible base en GranBretaña.Al mismo tiempo que Watt, en 1767, Horace de Saussure realiza las prime-ras pruebas de una ‘caja solar’, antecedente temprano de los actuales panelestérmicos.

s. XVI escasez aguda de madera en Gran Bretañas. XVII sustitución de madera por carbón

Thomas Savery 1698 primera bomba de vaporJames Watt 1765 primera máquina de vapor

1862 petróleo de Pensilvania a 95$US2004

Nikolaus Otto 1876 primer motor de cuatro tiempos1885 petróleo a 20$US2004

Rudolf Diesel 1896 primer motor diesel





Economía neoclásica: la cuestión del carbón




Rudolf Clausius, 1885




Rudolf Clausius, 1885

Svante Arrhenius: calentamiento atmosférico


Motores solares

«Resulta inevitable llegar a la conclusión de que lo prudente y sabiosería no dormirse en lo referente a esta seguridad [deabastecimiento de combustibles]. La industria terminará por noencontrar en Europa los recursos con que satisfacer esta prodigiosaexpansión. . . Indudablemente, el carbón se agotará ¿Qué haráentonces la industria?»«¡Cosecha los rayos del Sol!»

Augustin Mouchot (1860)


Motores solares

Horno solar y bomba de presión de Mouchot


Motores solares

Alambique solar de Mouchot


Motores solares

Primera máquina solar de Mouchot (1866) Caldera doble según Le chaleur solar


Motores solares

Cocina solar para el ejército francés, Mouchot


Motores solares

«¡Un motor sin combustible!», Mouchot


Motores solares

Exposición Universal de París, Mouchot (1878); frío solar.


Motores solares

Imprenta solar, Abel Pifre (1880)


Motores solares

El fin de la aventura de Mouchot: en 1881 desciende el preciodel carbón gracias al ferrocarril (alimentado con carbón).

Las aventuras americanas:

John Ericsson (1868–1888)

Solar Motor Company of Boston de Aubrey Eneas (1890–1905)


Motores solares

Segundo motor solar de Aubrey Eneas (1899)


Motores solares

Complejo de Pasadena, 1901


Motores solares

Granja Cawston


Motores solares

Granja de John May


Motores solares

«. . . mi experiencia con grandes reflectores me ha convencido deque incluso cuando se consigue la mayor eficacia, el costo deconstrucción, incluso a gran escala, es demasiado alto como parapermitir su utilización comercial, excepto en unos pocos casos. . . »

Eneas (1904)

Motores solares de baja temperatura. . .


Motores solares

Bomba solar de Charles Tellier (1880)

1904: Willsie Sun Power Company en Arizona1906: introdución del gas ciudad


Motores solares

Planta en Tacony, Shuman (1911)

«De una cosa estoy seguro y es de que la raza humana debeutilizar la energía solar o retornar a la barbarie»


Motores solares

Reflector parabólico en Maadi, Egipto; Shuman (1912)


Motores solares

Planta en Maadi, Egipto; Shuman (1912)


Motores solares

«La energía solar es ya un hecho, habiendo dejado de encontrarseen la fase de bella posibilidad; tendrá una historia algo parecida ala de la navegación área. Hace solo doce años no era más que unasimple posibilidad y ningún hombre práctico la considerabaseriamente. Los hermanos Wright hicieron su vuelo de verdad y,desde entonces, los progresos fueron más rápidos. Hemosdemostrado fehacientemente la capacidad de la energía solar, ytambién esperamos rápidos adelantos.»

Shuman (1914)

Pero estalló la PGM y llegó la época del petróleo barato. . .


Agua caliente solarEl caso del agua del grifo

Coste marginal de producción de agua potable:≈13 MJ/m3

Energía final mínima para ∆T = 30oC: 126 MJ/m3

Consumo total en hogares (Aragón, 2004): 71,0 Hm3

fracción ACS, 50 %: 35,5 Hm3

Energía final mínima (∆T ≥ 30 oC): ≥ 4.470 TJ

Emisiones CO2,eq, ¿≥ 70 kg/ GJ?: ≥ 0,313×109 kg (261 kg/hab)Ahorro con ACS solar, 70 %: ≥ 3.129 TJAhorro de emisiones CO2,eq, ¿≥ 70 kg/ GJ?:

≥ 0,219×109 kg (183 kg/hab)

Reutilización de agua gris, 50 %: 35,5 Hm3

Ahorro en energía final de producción: ≤ 462 TJAhorro emisiones CO2,eq, ¿≤ 200 kg/ GJ?:

≤ 0,092×109 kg (76,9 kg/hab)

Fuentes: INE; CEDEX (comunicación personal); elaboración propia.


Agua caliente solar

Calentadores de 1890 en EEUUCopyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 52 / 70

Agua caliente solar

Patente Climax, 1890


Agua caliente solar

Patente Climax, 1892Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 54 / 70

Agua caliente solar

Patente Improved Climax, 1905Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 55 / 70

Agua caliente solar

Day and Nigth, William J. Bailey, 1909


Agua caliente solar


Agua caliente solar

made-your-self en Popular Mechanics, 1935


Agua caliente solar

Yacimientos en Los Ángeles, 1923Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 59 / 70

Agua caliente solar

Anuncio, Cuba, ca. 1940Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 60 / 70

Arquitectura solar ‘moderna’



Obstrucción solar de rascacielos, Atkinson (ca. 1904)



Soleamiento de habitaciones, Atkinson (ca. 1910)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 63 / 70


Soleamiento, orientación y confort, Henry N. Wright (1938)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 64 / 70


Casa solar 1, MIT, 1938Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 65 / 70


Casa Howard Sloan de G.F. Keck (1940)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 66 / 70


Casa Duncan de G.F. Keck (ca. 1940)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 67 / 70


Casa Tucson de Arthur Brown (1945)Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 68 / 70


Popular Science, 1945Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 69 / 70


Casa solar 4, MIT, 1950Copyleft c©Vázquez Espí, 2010. <<< | >>> Una historia de la arquitectura solar 70 / 70

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Mariano Vázquez Espí

GIAU+S (UPM)Grupo de Investigación en Arquitectura, Urbanismo y Sostenibilidad

Universidad Politécnica de Madridhttp://habitat.aq.upm.es/gi

Edición del 25 de enero de 2010Compuesto con free software:

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