Cálculo del patrón de sombras

En la elaboración de un certificado energético de un edificio uno de los cálculos más engorrosos es el del patrón de sombras, aunque es muy sencillo. Para calcular un patrón de sombras relativamente complejo (con obstáculos no ortogonales) el método habitual es realizar una proyección cónica sobre un punto representativo de la fachada a estudiar.

El patrón de sombras es una proyección de los objetos remotos que pueden generar sombra en el edificio sobre una proyección estereográfica solar. De esta manera comparararemos la trayectoria del sol en todas las épocas del año y los objetos susceptibles de dar sombra a nuestro edificio.

De este modo, el procedimiento más adecuado es:  en primer lugar hacer una representación axonométrica (preferiblemente con algún programa CAD) de los objetos que queremos estudiar, definiendo las aristas verticales y el punto representativo. Entonces empezamos con el primer paso del proceso de medición: medimos los ángulos en planta α (desde el eje norte-sur) y en alzado  β (en el plano que se define por el triángulo que forman el punto representativo y la arista del volumen que da sombra). Este proceso lo repetimos tantas veces como aristas haya en el volumen que nos da sombra.

Una vez hemos medido todos los ángulos α y β los podemos tabular en la tabla que nos facilita el programa CE3X. Automáticamente se irá dibujando la proyección de los volúmenes en el diagrama de trayectorias solares. Es un proceso sencillo: para cada plano se debe crear una línea en la tabla.

También podemos introducir en el patrón de sombras (si es que queremos ser más rigurosos) la sombra exacta que proyecta nuestra propia fachada (en el dibujo inferior son los dos grandes rectángulos que quedan a izquierda y derecha), es decir, definir exactamente que 180º de cielo son visibles por el plano de nuestra fachada. Por ejemplo, en nuestro caso tenemos una fachada con un azimuth -15º , está por tanto orientada a Sur tal como se define en el Código Técnico de la Edificación ya que ésta se encuentra dentro de los -18º de desviación, por lo tanto está fachada tendrá una abertura a la bóveda celeste de 180º pero sin embargo desplazados 15º respecto a una fachada orientada a azimuth 0º.

El patrón de sombras en la certificación energética se vuelve muy complicado cuando existen volumetrias complicadas, no alineadas, alrededor de nuestro edificio. En este caso una opción posible es el modelado en Ecotect y el cálculo de la proyección ortogonal en la opción de cálculo de Sun Path Diagram. De este modo nos ahorraremos el penoso trabajo de la medición de ángulos.

Modelamos la volumetría en el programa Ecotect y una vez tenemos el diagrama representado sólo deberemos coger los ángulos α y β (los valores en el eje «x» y eje «y» respectivamente) e introducirlos en la hoja de patrón de sombras del CE3X.