Earth sheltered building/edificio protegido de la tierra

El aislamiento térmico exterior mediante tierra consiste en utilizar tierra contra las paredes de los edificios para generar masa térmica, reducir la pérdida de calor y mantener fácilmente una temperatura interior constante. Esto puede disminuir la cantidad total de calefacción que necesita un edificio.

• "Un edificio puede describirse como semienterrado cuando tiene una cantidad térmicamente significativa de suelo o sustrato en contacto con su envolvente exterior." ^{[ 1 ]}
• "Estructuras construidas con el uso de masa de tierra contra las paredes del edificio como masa térmica externa, lo que reduce la pérdida de calor y mantiene una temperatura del aire interior constante durante todas las estaciones." ^{[ 2 ]}

Aproximadamente el 50% del calor del Sol es absorbido en la superficie. ^{[ 3 ]} En consecuencia, la temperatura en las capas superiores de la tierra cambia dependiendo del ciclo día/noche y, en menor medida, del clima (por ejemplo, a pleno sol la superficie recibe más calor, mientras que si está muy nublado llega menos energía a la superficie). El paso de las estaciones tiene el mayor impacto en la temperatura de las capas superficiales de la tierra. Las fluctuaciones de la temperatura del aire en la superficie pueden ser rápidas (por ejemplo, la puesta del sol o una tormenta). Sin embargo, la tierra tarda tiempo en absorber el calor y liberarlo (la tierra es como una masa térmica ). ^{[ 4 ]} Aunque las capas más superficiales del suelo poseen tantas raíces de plantas y espacios de aire, actúan más como un aislante. ^{[ 4 ]} Pero más allá de esta capa, el subsuelo es duro, compactado y denso. ^{[ 4 ]} Se afirma que el suelo tiene un valor R de aproximadamente 0,65-R por centímetro (0,08-R por 1 pulgada), ^{[ 5 ]} o 0,25-R por 1 pulgada. ^{[ 4 ]} Las variaciones en el valor R del suelo también dependen en gran medida del nivel de humedad del suelo, con valores R más bajos a medida que aumenta el nivel de humedad. ^{[ 5 ]} Cuanto más profundo se vaya, más lenta y atenuada será la respuesta a los cambios de temperatura del aire superficial. A cierta profundidad, la temperatura en la tierra es constante durante todo el año. Las fluctuaciones de temperatura estacionales tienen que penetrar hasta cierta profundidad de la tierra, por lo que se compensan, y esto equivale aproximadamente a la temperatura media anual del aire superficial durante el invierno y el verano. ^{[ 3 ] [ 5 ]}

Algunos sitúan la profundidad de esta temperatura constante de la tierra profunda en 6 metros, ^{[ 5 ]} y otros en 15 metros. ^{[ 3 ]} Además, esta temperatura será diferente dependiendo de la ubicación geográfica. Por ejemplo, 7 grados Celsius en Montana, EE. UU. ^{[ 5 ]} La temperatura constante de la tierra profunda en diferentes partes del Reino Unido puede estar entre 8 y 11 °C. ^{[ 3 ]} Otras fuentes sugieren que la temperatura constante de la tierra profunda (que se describe en términos del factor de corrección de amplitud, las amplitudes se refieren a las fluctuaciones en la temperatura del suelo entre invierno y verano) también varía dependiendo del nivel de humedad del suelo (4,25 m, 5,5 m y 6,7 m para suelo seco, medio y húmedo respectivamente). ^{[ 6 ]}

Por debajo de esta temperatura, la temperatura de la Tierra aumenta gradualmente en aproximadamente 2,6 grados Celsius por cada 100 metros debido a que también hay calor que asciende desde el interior de la Tierra. ^{[ 3 ]}

Hay dos tipos principales de construcción bajo tierra (véase también el diagrama). El terraplén de tierra consiste en construir la casa cerca del nivel original del terreno y amontonar tierra contra los lados de la casa. ^{[ 7 ]} Se puede colocar una capa delgada de tierra sobre la estructura para formar un techo verde . ^{[ 7 ]} Cuando se aplica el diseño solar pasivo al diseño de una casa subterránea, el lado de la estructura que da al ecuador se deja sin terraplén para permitir la captación de la radiación solar. Una casa subterránea de cámara es aquella en la que toda la casa está por debajo del nivel original del terreno, y este tipo es más raro. ^{[ 7 ]} El terraplén de tierra proporciona entre el 90 y el 95 % de la ventaja de energía térmica de una casa completamente bajo el nivel del terreno. ^{[ 4 ]} Las casas con terraplén de tierra también requieren menos excavación y su techo debe soportar menos carga, lo que significa que tenderán a ser más baratas y fáciles de diseñar y construir.

Los refugios de tierra suelen ser de una sola planta, ^{[ 4 ]} quizás porque la estructura ya tiene que soportar el peso de la tierra que la cubre, y añadir una planta más requiere elementos portantes excesivamente costosos. Sin embargo, se han construido algunos refugios de tierra de dos plantas, a veces debido a la pronunciada pendiente del terreno, lo que hace que esta forma funcione bien. ^{[ 4 ]}

Desde Earthships

Las Earthships son un tipo de casa solar pasiva , integrada en la tierra, diseñada para funcionar de forma autónoma . Se construyen utilizando neumáticos rellenos de tierra o sacos de arena.

Los neumáticos (si se utilizan) se fabrican compactándolos con tierra, convirtiéndolos así en "ladrillos" utilizables. Este es un método de construcción sencillo y económico que produce paredes con una gran capacidad de carga. En una Earthship, los neumáticos generalmente se fabrican en el lugar, ya que, cuando están bien hechos, pueden pesar hasta 136 kilogramos y ser muy difíciles de trasladar.

El enterramiento puede aumentar la masa térmica de un edificio. Sin embargo, en climas templados y árticos es fundamental añadir una capa aislante. El grosor de esta capa depende de la profundidad del suelo (véase Casa solar pasiva ). Si no se coloca una capa aislante en estas zonas, el calor se filtrará al suelo durante las épocas del año en que la tierra se enfríe.

Dado que la mayor parte del calor tiende a escaparse por el techo (así como por las grietas, véase Casa solar pasiva) en lugar de por las paredes laterales, lo ideal es cubrir el techo con tierra para lograr la máxima eficiencia. Sin embargo, para muchas personas esto podría generar claustrofobia. En estos casos, cubrir las paredes hasta una altura de 1,6-1,8 m permite instalar una ventana que, al estar de pie, elimina esta sensación de claustrofobia. Además de este método, también es posible cubrir las paredes por completo e instalar un techo plano de vidrio.

Los setos formados por plantas densas y espinosas pueden impedir el acceso al espacio que queda detrás. Véase Manejo integrado de plagas y Protección perimetral de cultivos.

• El costo y el consumo de energía de construir edificios semienterrados son mayores que los de los edificios convencionales. Si bien se requiere más esfuerzo para retirar la tierra, se ahorra tiempo y esfuerzo al no tener que dar un acabado estético a las superficies cubiertas por ella.
• La forma diferente y el impacto visual, por ejemplo, los edificios subterráneos pueden tener un menor impacto, ser menos convencionales en apariencia y crear menos sombra (lo que permite más sol y espacio para que crezcan las plantas; véase Agricultura urbana ).
• La tierra puede proporcionar amortiguación de temperatura y/o aislamiento.
• Los edificios situados en plantas bajas son mucho más vulnerables a las inundaciones , algo importante si existe algún riesgo significativo de inundación (considerando incluso las inundaciones teóricas que ocurren una vez cada 1000 años, teniendo en cuenta que los riesgos reales pueden ser mayores que los riesgos teóricos si se pasa por alto algún factor de riesgo).

Una de las ventajas que se le atribuyen a las construcciones subterráneas es que proporcionan una barrera térmica moderada entre la casa y el entorno. ¿Es esto cierto?

Es cierto que la temperatura de la Tierra suele ser más moderada que la del aire; por ejemplo, 10 °C (50 °F) cuando el aire está a -25 °C (-10 °F). Sin embargo, la transferencia de calor ^W depende no solo de la diferencia de temperatura, sino también de la conductividad térmica del medio.

Pregunta: En el rango de temperaturas que experimenta una casa en un clima determinado (por ejemplo, frío, templado o tropical), ¿cuál es la diferencia en el flujo de calor entre una pared expuesta al aire y una pared expuesta a la tierra? Esto podría expresarse mediante una fórmula y representarse gráficamente. ^{[ Se necesita ampliar la explicación ].} Por supuesto, se espera que esto varíe según el tipo de suelo y su contenido de agua.

• Edificio ecológico Wofati
• Earthship
• Viviendas y barrios autónomos

• Artículo sobre Wofati y los terraplenes de tierra en richsoil.com
• ^W (Artículo sobre refugios subterráneos en Wikipedia)
• Viviendas eficientes con aislamiento térmico en Energy.gov
• El uso arquitectónico del espacio subterráneo: problemas y aplicaciones, Kenneth B. Labs
• [2]
• [3] Archivo de artículos de Mother Earth News sobre casas subterráneas