Las aulas se recalientan: cómo el sombreado dinámico puede mejorar el confort en los colegios
- Escrito por Juan María Hidalgo Betanzos
Persianas bajadas, ventanas abiertas, ventiladores improvisados y alumnado intentando concentrarse con más de 30 ºC en clase. Esta escena empieza a repetirse cada vez con más frecuencia en muchos colegios e institutos españoles durante mayo, junio o septiembre.
El sobrecalentamiento en las aulas ya no es un problema puntual. El aumento de las temperaturas y las olas de calor más frecuentes están poniendo a prueba a unos edificios educativos que, en muchos casos, fueron diseñados pensando sobre todo en el frío del invierno y no en el exceso de calor.
La situación afecta directamente al bienestar de alumnado y profesorado. Mantener la concentración durante horas en espacios sobrecalentados es cada vez más complicado, todavía más en aulas con grandes superficies acristaladas y orientaciones desfavorables.
En este contexto, la Asociación Española de Sombreado y Control Solar Dinámico (AESSO) encargó un estudio al grupo de investigación ENEDI de la Universidad del País Vasco (EHU), donde hemos analizado el potencial de las protecciones solares dinámicas en institutos en los climas principales de España mediante simulación energética avanzada.
Los resultados muestran una idea muy clara: incluso manteniendo el mismo horario, ocupación y ventilación, todos los casos analizados mejoran significativamente al incorporar sistemas de sombreado dinámico.
No te pierdas todos los detalles del informe de AESSO elaborado por el grupo ENEDI
Simulación dinámica: reproduciendo el comportamiento real de las aulas
Para el estudio se utilizó simulación energética dinámica avanzada mediante DesignBuilder y el motor de cálculo EnergyPlus, una de las herramientas más reconocidas internacionalmente para el análisis energético de edificios.
El modelo reproduce el funcionamiento habitual de un aula de instituto con un enfoque realista de los horarios y la ventilación:
- Aula tipo con dimensiones habituales y 30% de huecos en fachada
- horario lectivo intensivo de mañana y calendario escolar habitual
- ocupación de 28 alumnos/as y un profesor/a,
- ventilación natural entre las clases, en la pausa del patio, etc.
- iluminación,
En total se analizaron 64 casos distintos, combinando:
- 4 climas españoles: Almería (A4), Barcelona (C2), Madrid (D3), y Bilbao (C1),
- 2 tipos de edificio: existentes de años 80 y nuevos del CTE DB-HE 2019,
- 2 orientaciones: Sur y Este,
- 4 niveles de protección solar.
Así, representamos desde climas mediterráneos cálidos hasta climas atlánticos más templados. Las orientaciones estudiadas fueron sur y este, las más críticas durante el horario escolar por la incidencia solar de mañana.
¿Qué protecciones solares se analizaron?
El estudio evaluó cuatro situaciones:
- Aula sin protección solar
- Protección interior, equivalente a unos estores claros
- Protección exterior 1, media, pudiendo ser screens, toldos ligeros o persianas
- Protección exterior 2, de alta eficacia, pudiendo ser lamas orientables, venecianas o toldos opacos
Además, los dispositivos funcionan de forma dinámica y automática, activándose cuando la radiación solar en la ventana supera los 120 W/m2. Además, en el caso de las protecciones exteriores 1, como persianas, se ha considerado que no tapen toda la luz, si no que cubran en torno al 80%, para no oscurecer completamente las aulas.
Aunque muchas veces se perciben como elementos secundarios, como comprobaremos más adelante, las protecciones solares tienen un efecto directo sobre las ganancias térmicas que entran por las ventanas, además de en el confort interior.
El principal resultado: menos sobrecalentamiento
Uno de los objetivos principales del estudio era analizar el riesgo de sobrecalentamiento en las aulas.
Para ello se utilizaron los llamados “grados hora de refrigeración” (GHR), un indicador que mide a la vez durante cuánto tiempo se supera una determinada temperatura y por cuánto se supera. Para entendernos mejor, esto sería el “área” que veríamos en una gráfica de las temperaturas a lo largo de un día tipo. Y nos permite comparar la mejoría o no entre varias situaciones. Abajo tenéis un ejemplo.
Los resultados muestran reducciones muy importantes del sobrecalentamiento en todos los climas y tipologías estudiadas.
Hay una mejora media del 73% en los grados hora de refrigeración a 26 y 28 ºC. En climas templados o frescos la reducción entre 70-90% y en calurosos entre 50-80%, según los casos y sombreados analizados.
Las reducciones del sobrecalentamiento son especialmente útiles para frenar las temperaturas críticas superiores a 28 ºC. Esto significa que los sistemas de sombreado ayudan especialmente a reducir las situaciones más extremas y problemáticas durante los episodios cálidos.
Las mejoras aparecen tanto en:
- edificios nuevos, como en edificios existentes,
- y en todos los climas analizados.
Temperaturas interiores más bajas
Además de reducir el riesgo de sobrecalentamiento, las protecciones solares consiguen bajar las temperaturas interiores de las aulas.
Las simulaciones muestran una reducción media de unos 1,5 ºC sin aire acondicionado. Puede parecer una diferencia pequeña, pero desde el punto de vista del confort térmico es muy significativa. Pasar de 30 ºC a 27–28 ºC cambia completamente la sensación térmica del espacio y mejora notablemente la habitabilidad del aula.
Además, aportan mayor adaptabilidad a las temperaturas extremas, ya que las temperaturas más altas, bajan entre 1-4 ºC, según los casos y sombreados analizados.
Menor necesidad de refrigeración
El tercer aspecto más importante es la reducción de las necesidades de refrigeración. Las protecciones solares disminuyen tanto la energía necesaria para enfriar las aulas como la potencia máxima de refrigeración requerida.
La demanda de refrigeración se reduce cerca de la mitad, con una reducción media del 43% de la demanda. Los ahorros oscilan entre 14-70%, según los casos y sombreados analizados. En general, la potencia de estos equipos se reduce de media en un 35%.
Esto, que podría no parecer gran cosa, muestra que si a futuro desean instalar un equipo de AA, implicaría:
- equipos más pequeños y baratos
- menor consumo eléctrico y menor potencia contratada,
- menor dependencia del aire acondicionado,
- y por ello, también menor impacto ambiental.
Sin embargo, debemos tener presente que el objetivo principal del estudio no es únicamente ahorrar energía, sino mejorar las condiciones interiores, reducir el riesgo de sobrecalentamiento en los espacios educativos y aumentar su adaptación a los periodos cálidos extremos (olas de calor).
Los edificios existentes: un reto prioritario
Una parte muy importante del parque escolar español fue construida décadas antes de las normativas actuales como el CTE y el RITE.
Muchos centros educativos, la mayoría, presentan:
- cerramientos poco aislados,
- carpinterías antiguas,
- ausencia de sombreamiento,
- y escasa adaptación al clima actual.
Precisamente por eso, el estudio analiza también edificios representativos de los años 80.
Los resultados muestran que un uso correcto de las protecciones solares existentes, junto con una ventilación natural adecuada, puede aportar mejoras importantes también en los edificios existentes. Además, debería ser una estrategia pasiva especialmente interesante en cualquier rehabilitación energética y adaptación climática.
Además, frente a otras intervenciones más complejas, muchas soluciones de sombreado pueden implantarse de forma relativamente rápida y con costes moderados.
Pensar en los colegios para el clima actual y el futuro
El estudio demuestra que el control solar no debe entenderse como un elemento accesorio, sino como una herramienta clave para mantener un buen nivel de confort interior en los centros educativos.
Las estrategias pasivas siguen siendo fundamentales, también en verano:
- controlar la radiación solar,
- mejorar la ventilación,
- reducir las ganancias térmicas,
- y adaptar los edificios al clima real de cada zona.
Las protecciones solares dinámicas, como las demás estrategias, ayudan especialmente cuando trabajan conjuntamente, como con una ventilación natural o mecánica adecuadas.
No se trata de sustituir completamente otros sistemas, sino de reducir el problema desde su origen.
Mucho más que ahorro energético
Cuando hablamos de colegios, el objetivo no puede ser únicamente reducir consumos.
Estamos hablando de:
- bienestar y salud,
- capacidad de concentración,
- y espacios donde miles de estudiantes se preparan para su futuro.
En muchos centros educativos, las altas temperaturas interiores empiezan a convertirse en una barrera real para el aprendizaje. Por eso, adaptar las aulas al cambio climático es también una inversión educativa y social.
Conclusiones
El sobrecalentamiento en las aulas es un problema creciente en España, de norte a sur.
Los resultados del estudio muestran que las protecciones solares dinámicas, junto con una adecuada ventilación en horario escolar, reducen significativamente el riesgo de sobrecalentamiento, mejoran el confort interior y disminuyen las necesidades de refrigeración en todos los climas y casos analizados.
Es decir, manteniendo las mismas condiciones de uso, ocupación y ventilación, todos los casos analizados mejoran la sensación de sobrecalentamiento una media del 73% al incorporar sistemas de sombreado dinámico. Las mejoras varían según el tipo de sombreado y la situación de cada caso.
Las reducciones observadas en temperaturas interiores y sobrecalentamiento demuestran que las estrategias pasivas siguen siendo fundamentales para adaptar los centros educativos al clima actual y futuro.
En un contexto de aumento de temperaturas y olas de calor más frecuentes, el diseño y la rehabilitación de colegios debe incorporar cada vez más las medidas de control solar, ventilación y adaptación climática para conseguir aulas más confortables, saludables y resilientes.
Informe completo y agradecimientos
Agradecimientos al equipo de la Asociación Española de Sombreado y Control Solar Dinámico (AESSO) por la financiación y la colaboración en el estudio. Este trabajo ha sido desarrollado en el Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco y el grupo de investigación ENEDI de la Universidad del País Vasco (EHU).
No te pierdas todos los detalles del informe de AESSO elaborado por el grupo ENEDI
Fuentes:
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