Arquitectura bioclimàtica i estalvi energètic

Explica què és l'arquitectura bioclimàtica i anomena dues estratègies característiques seves, indicant què aconsegueix cadascuna.

A Espanya, per què interessa orientar les finestres grans d'un habitatge cap al sud? Explica què s'aconsegueix amb això a l'hivern i quin problema pot aparèixer a l'estiu.

La figura mostra la secció d'una casa bioclimàtica, amb un element dels murs marcat amb ?. Indica què és aquest element, quina funció fa i explica per què el sol d'hivern entra per la finestra però el sol d'estiu no.

Explica què és l'aïllament tèrmic d'un edifici i anomena els dos elements d'un habitatge on sol ser més important (teulada, façanes, finestres), justificant la tria.

Explica per què una finestra de doble vidre aïlla millor que una de senzilla: quin paper juga la cambra d'aire entre els dos vidres.

Explica què és l'aïllament tèrmic d'un edifici i raona el sentit de la frase «l'aïllament és la primera calefacció», relacionant-ho amb la demanda d'energia.

Una aula pateix molta calor a les tardes durant el mes de juny. Proposa tres solucions bioclimàtiques (sense aire condicionat), ordena-les de menor a major cost i explica com actua cadascuna.

Explica què és la ventilació creuada, com s'aconsegueix en un habitatge i per què refresca sense gastar electricitat.

Explica què és la «inèrcia tèrmica» dels murs gruixuts i com l'aprofiten les cases tradicionals del sud d'Espanya per estar fresques de dia i temperades de nit.

Què és l'etiqueta energètica dels electrodomèstics? Explica què indica la seva lletra i per què convé mirar-la (i la del consum anual) abans de comprar.

Dissenya un experiment escolar per comparar el poder aïllant de tres materials (suro, llana i poliestirè): muntatge amb caixes iguals i aigua calenta o gel, quina variable es mesura i com garantir que la comparació és justa.

Un edifici d'oficines a Madrid té les quatre façanes completament envidrades amb mur cortina convencional. L'empresa propietària proposa col·locar làmines solars tintades idèntiques a tots els vidres de l'edifici per solucionar la calor a l'estiu.\na) Rebat per què aplicar una solució idèntica a les quatre façanes és un error de disseny bioclimàtic, analitzant la radiació solar i les necessitats tèrmiques i lumíniques a la façana nord enfront de la façana sud.\nb) Dissenya una proposta de rehabilitació bioclimàtica passiva diferenciada: indica quin tipus de proteccions solars (horitzontals o verticals) instal·laries a la façana sud i a les façanes est i oest considerant l'alçada solar, i quina intervenció tèrmica o d'envidrament prioritzaries a la façana nord. Justifica cada decisió.

Una bombeta LED de $9\ \text{W}$ substitueix una incandescent de $60\ \text{W}$ que feia la mateixa llum. Si està encesa 4 hores al dia, calcula quanta energia, en $\text{kWh}$, s'estalvia en un any (365 dies).

Un habitatge gasta $1.200\ \text{kWh}$ a l'any en calefacció elèctrica (a $0,20\ \text{€/kWh}$). Una empresa els assegura: «Si invertiu $1.800\ \text{€}$ a aïllar la façana, reduireu un $40\ \%$ el consum i amortitzareu l'obra en uns $5$ anys, perquè l'energia no para de pujar».\na) Calcula l'estalvi econòmic anual amb la tarifa actual i determina quants anys trigaria en realitat a amortitzar-se la inversió sense apujada de preus.\nb) Rebat amb dades l'afirmació dels 5 anys: a quin preu mitjà s'hauria de pagar el kWh durant aquest període per amortitzar els $1.800\ \text{€}$ en només 5 anys? És una previsió realista?\nc) Justifica tècnicament si recomanaries escometre primer aquesta obra o si convindria prioritzar mesures de baix cost (com el segellament d'infiltracions en finestres o termòstats programables), atenent a la relació cost-benefici.

Un centre educatiu substitueix $100$ lluminàries fluorescents de $60\ \text{W}$ (que funcionaven $6\ \text{h/dia}$) per panells LED de $20\ \text{W}$. Es projectava un estalvi energètic del $66,7\ \%$. Tanmateix, després de la reforma, el consum elèctric d'il·luminació només es va reduir un $33,3\ \%$ perquè el personal, en percebre que «els LED no gasten res», deixa els llums encesos una mitjana de $12\ \text{h/dia}$.\na) Calcula el consum diari original en $\text{kWh}$, el previst després d'instal·lar els LED i el consum real resultant. Quin percentatge de l'estalvi teòric s'ha perdut?\nb) Explica a partir d'aquestes dades què és l'«efecte rebot» (o paradoxa de Jevons) i com distorsiona les previsions d'eficiència energètica.\nc) Dissenya dues mesures tècniques automatitzades (sensors, temporitzadors o sistemes de control) que evitin aquest efecte rebot sense dependre de la voluntat o conducta dels usuaris.