SISTEMAS COMPLEMENTARIOSLa arquitectura eficiente es aquella
coherente con las condiciones climticas, ambientales, econmicas,
culturales y tecnolgicas. Si el tipo de respuesta es un modelo
(edificio) totalmente desvinculado del ambiente, lo mas seguro es
que sus niveles de habitabilidad estn alejados de los aceptables,
llegando a condiciones interiores peores a las del exterior, por lo
que es necesario entonces utilizar mayores instalaciones que
reparen esos problemas de diseo para hacer mejorar al menos un poco
las condiciones de habitabilidad del edificio, pero generando
grandes costos de instalaciones.El edificio, es un sistema
artificial costoso, creado por el ser humano para satisfacer sus
necesidades y desarrollas actividades en condiciones de confort.
Este siempre va a funcionar de acuerdo a la influencia del medio
exterior (clima, microclima, luz, sonido), sea o no consciente de
ello el arquitecto. El gran reto que tenemos no es el de crear
edificios inteligentes sino el de aplicar la inteligencia al diseo
integral del edificio, sabiendo que la mejor calefaccin o
refrigeracin es la que no lucha con la energa. El mejor modo de
lograr confort es que edificio responda al dnde funcionando
coherentemente con el clima, y al cmo de acuerdo al uso eficiente
de recursos y tecnologas. Integrar aspectos energticos significa
dar respuesta a las cuestiones climticas con la tecnologa
disponible, que implica recursos naturales, de diseo, instalaciones
y sistemas de regulacin permitiendo el manejo y control de la
energa para el logro de confort y eficiencia energtica.La
utilizacin de sistemas complementarios (medios activos) se
justifica como apoyo al diseo del edificio (medios pasivos),
dependiendo del clima del lugar, programa arquitectnico y funcin
del edificio. Son estrategias de proyecto que deben ser
considerados desde un principio, para evitar luego grandes
modificaciones del proyecto original; es necesario que el
arquitecto posea los conocimientos necesarios para poder tomar
decisiones, debe poseer nociones acerca de los sistemas existentes,
de su impacto en el confort del usuario, de su eficiencia y de qu
previsiones arquitectnicas se deben tomar.Criterios de eficacia de
una instalacinAdecuacin del sistema: a las exigencias de confort;
al uso previsto (continuo, intermitente, horarios, formas de
utilizacin); a los costos totales que incluyen la instalacin, el
funcionamiento, el mantenimiento y debieran incluir los costos
ambientales; a la energa disponible en el lugar; a los
requerimientos de la propia instalacin sobre el diseo del
edificio.Correcta solucin de los criterios de eleccin del sistema y
el proceso de dimensionado, considerando hiptesis de partida
ajustadas al proyecto, como: las condiciones exteriores y su
variacin a lo largo del tiempo; el rango admisible de variacin en
las condiciones interiores deseables; la temperatura del aire, la
temperatura ambiental y las temperaturas superficiales; el tipo de
edificio, situacin, orientacin y relacin de los espacios,
caractersticas de la envolvente, inercia trmica, nivel de
aislamiento y protecciones, eficiencia de la ventilacin natural; el
horario de uso, la respuesta del sistema y su relacin con la
inercia trmica del edificio; la zonificacin del edificio; el
conjunto edificio- instalacin- sistema de regulacin.Zonificacin: Se
aplica en edificios con zonas trmicas diferenciadas y
caracterizadas por: sectores con diferentes orientaciones o
condiciones exteriores, sectores con inercias trmicas diferentes,
sectores con diferentes requerimientos higrotrmicos o de ventilacin
debido a exigencias instantneas dispares por: actividades, horarios
de uso, afluencias de pblico, cargas internas por ocupacin,
iluminacin, etc. Implica que debemos definir zonas dentro del
edificio a estudiar y entenderlas de forma diferente, lo que
conlleva a utilizar mltiples equipos de calefaccin centrales o
locales regulados mediante sensores de ambiente que aporten
controladamente la energa trmica que se necesita en cada espacio; o
mltiples equipos centrales o locales de aire acondicionado o con un
sistema de volumen de aire variable. Los sistemas de regulacin son
dispositivos de control que actuando sobre partes de un sistema
(edificio o instalaciones) mantiene determinadas variables
ajustadas a los valores requeridos. El mantenimiento de las
instalaciones es un conjunto de operaciones necesarias para
asegurar el correcto funcionamiento de una instalacin centralizada
(todas sus partes) o equipo individual de manera constante. Los
objetivos son: conservar la calidad del aire interior y obtener el
mejor rendimiento energtico posible, en beneficio del usuario y del
medio ambiente. El mantenimiento est relacionado a las operaciones
de conservacin y de explotacin.Clasificacin de los sistemas
complementarios: - De calefaccin, - De Aire acondicionado, - De
Ventilacin mecnica. DE CALEFACCIN CENTRALES CONVECTIVOS: - Tubos
aletados y Zcalos convectivos - Caloventiladores - Radiadores -
Aire caliente por ductos RADIANTES: -Losa radiante por agua
caliente INDIVIDUALES CONVECTIVOS RADIANTESPara calefaccionar un
ambiente de forma pasiva, existen dos estrategias: evitar las
prdidas hacia el exterior e incrementar las ganancias de calor. An
aplicando estos principios a veces no es suficiente y esto conlleva
a la necesidad de usar sistemas de calefaccin artificiales. En
nuestro pas es de destacar un perodo frio que se aleja en mayor
medida de las condiciones de confort que el perodo caluroso, por lo
cual es necesario utilizar algn sistema de calefaccin
complementario. Calefaccin es el proceso trmico que controla
solamente la temperatura de bulbo seco de un local durante el
perodo fro. Por lo tanto lo sistemas de ste tipo generan nicamente
calor.Los sistemas de calefaccin centrales, pueden ser centrales
por unidad o centrales al edificio. Intervienen como variables de
confort: temperatura, humedad, movimiento del aire, temperatura
radiante y pureza del aire, adems dependen de las condiciones del
local: volumen, altura, tipo de cerramientos, superficies
expuestas, uso del local. La respuesta del sistema tiene que ver
con la velocidad de la misma, la distribucin de temperaturas,
asimetras trmicas y renovacin del aire. SISTEMAS DE CALEFACCIN
CENTRALES CONVECTIVOS: Zcalos convectivos: Conveccin forzada, ya
que tienen un ventilador que fuerza la salida del aire. Funcionan
igual que los radiadores, salvo que cubren toda la longitud del
local a acondicionar, se deben colocar a 10 o 15cm del piso para
que permita la entrada del aire. El agua viene de la caldera o
motor (por ejemplo en mnibus). Controla: temperatura el aire, Hri
(modifica) y velocidad del aire (aumenta).Caloventiladores a agua o
vapor: Conveccin forzada. Son cajas de chapa plegadas con rejillas
y con un ventilador y serpentn interno por donde circula el agua
caliente o vapor. Se utilizan solo para grandes ambientes y locales
de ms de dos metro de altura, no siendo tiles en viviendas ya que
liberan mucho aire. Controlan la temperatura del aire (aumenta),
Hri (baja) y velocidad del aire (aumenta). La conveccin forzada
permite dirigir el aire caliente hacia abajo, lo cual por conveccin
natural no es posible, tiene un respuesta rpida (baja inercia
trmica).Radiadores: Conveccin natural. Generalmente se colocan
debajo de las ventanas y tienen vlvulas que permiten controlar el
calor. Se utilizan en locales de alturas menores a 4mts. Y con un
alcance de 4 a 6 ms. dependiendo del tipo de cerramientos. Como no
dependen de la inercia del cerramiento sino del equipo, brindan una
respuesta rpida ya que su inercia es baja. Controlan: temperatura
del aire (aumenta), la velocidad del aire no vara ya que se da por
conveccin natural, temperatura radiante (asimetras trmicas), y no
renuevan el aire.Aire caliente por ductos: Conveccin forzada. Es
similar a un caloventilador de mayor tamao, consiste en un gabinete
que contiene un ventilador de lata presin, un serpentn por donde
circula el agua caliente o vapor. Realiza la distribucin de aire
por conductos. Se aplica en espacios de gran volumen donde es
necesario hacer llegar el aire caliente a varios puntos alejados
entre si. El aire es introducido al espacio a travs de rejillas o
difusores especialmente diseados. Ya que la cantidad del aire
circulado no se contamina totalmente, es posible retornar parte del
aire inyectado y complementarlo con aire exterior puro. Ocupan
mucho lugar y como no poseen un control individual hay que recurrir
a zonificaciones y colocar ms de un equipo segn las diferentes
condicionantes, poseen baja inercia por lo que su respuesta es
inmediata.SISTEMAS DE CALEFACCIN CENTRALES RADIANTES:Losa radiante
de agua caliente: Serpentn por el que corre agua caliente y que se
ubica generalmente en el entrepiso (caos de polipropileno). La
distribucin del local es uniforme pero posee alta inercia trmica
por lo que su respuesta es lenta (4 o 5 hrs.). Existen dos tipos:
de piso y de techo. En las losas de techo las caeras estn insertas
en la losa estructural lo cual implica una propagacin del calor a
los dems elementos estructurales conectados. La distribucin de
calor no es uniforme como en las losas de piso. En las losas de
piso las caeras van dentro de un contrapiso de 6 a 7 cms de arena y
portland. Debajo de dicha losa se coloca un material aislante de
poliestireno expandido para impedir la prdida de calor hacia el
suelo o al piso inferior. Este tipo admite reparaciones, tiene
mayor espesor que la losa radiante de techo.Controla: temperatura
del aire (aumenta), Hri (baja), velocidad del aire no la afecta, tr
(aumenta la temp. Media radiante), y no renueva el aire.SISTEMAS DE
CALEFACCIN INDIVIDUALES: La fuente trmica est en el local a
acondicionar, y no requiere instalaciones auxiliares para su
funcionamiento.SITEMAS DE CALEFACCION INDIVIDUALES CONVECTIVOS:
Convectores Naturales: a gas de tiro balanceado, elctricos con
resistencia elctrica expuesta, radiadores de aceite, tubos aletados
o zcalos convectores.Convectores forzados: Caloventiladores
elctricos o a gas. Los primeros pueden ser porttiles con
resistencias elctricas de entrega de calor instantnea y los de
acumulacin que contienen elementos de alto calor especfico con
poder de acumulacin de calor por determinado tiempo. Los segundos,
recomendables solo en locales donde sea obligatoria la ventilacin
forzada, debido a la combustin dentro del local a acondicionar que
genera monxido de carbono y vapor de agua.SISTEMAS DE CALEFACCIN
INDIVIDUALES RADIANTES:Losa radiante elctrica, donde se sustituye
la caera de agua por un cableado independiente para cada local
permitiendo el control individual de la temperatura de cada
ambiente; paneles radiantes elctricos (estufa a cuarzo o panel
radiante) y a gas (solo recomendable para industrias o locales
deportivos), donde sea obligatoria una ventilacin forzada; tubos
radiantes a gas para grandes ambientes (industriales o comerciales)
y para espacios exteriores.
DE AIRE ACONDICIONADO: CENTRALES: ENFRIADORES DE AIRE: Split
centrales Multisplit Roof top ENFRIADORES DE AGUA Y AIRE:
Enfriadores de agua Manejadores de aire Inductores de aire
ENFRIADORES DE AGUA: Fancoil INDIVIDUALES: COMPACTOS de ventana o
pared DIVIDIDOS minisplitPara refrigerar un ambiente de forma
pasiva existen dos estrategias: reducir las ganancias de calor en
el interior e incrementar las pedidas de calor al exterior
(ventilacin). En nuestro pas es de destacar la existencia de un
periodo caluroso cuyas temperaturas mximas medias de alejan
levemente de las condiciones de confort en las zonas con influencia
martima y en mayor medida en las zonas continentales. El
acondicionamiento artificial del aire es un proceso de tratamiento
del aire que permite controlar de acuerdo al diseo y sofisticacin
de la instalacin, la temperatura, la humedad, pureza y movimiento
del aire en los espacios interiores, para atender las necesidades
de confort y calidad del aire interior. El aire tratado,es el aire
al que se modifican sus condiciones higrotrmicas y de pureza para
introducirlo en los espacios acondicionados.CICLO FRIGORFICO:
Naturalmente el calor como expresin de energia se traslada de
cuerpos calientes a cuerpos mas fros. Pero cuando se quiere
refrigerar un ambiente, lo que se quiere es justamente lo
contrario, quitar calor de un ambiente que est siendo refrigerado
envindolo a uno a mayor temperatura, el exterior. Esto no se
realiza naturalmente, por eso en el ciclo frigorfico intervienen:
un intercambiador de calor formado por tubos aletados llamado
evaporador, dentro del cual circula un fluido a baja temperatura
(refrigerante), el cual entra en ebullicin a bajas temperaturas y a
presiones mayores que la atmsfera. El aire del ambiente a
refrigerar se hace pasar por el evaporador por medio de un
ventilador y luego ya enfriado se lo inyecta al ambiente. SISTEMAS
DE REFRIGERACION CENTRALESLa produccin de frio o calor se realiza
centralmente, distribuyndose a los equipos terminales que actan
sobre las condiciones de los locales o zonas diferentes.SISTEMAS DE
REFRIGERACIN CENTRALES, TODO AIRE:Split centrales: Son equipos
compuestos por dos unidades separadas, la unidad exterior(compresor
mas condensador) y la unidad interior (evaporador) unidas por
caeras por donde circula refrigerante. La unidad interior debe
ubicarse en una sala de mquinas. La temperatura que sale por todos
los ductos es la misma. Se utiliza en locales de gran volmen y con
requerimientos de ventilacinMultisplit: Es igual al minisplit ,
pero la parte exterior es ms grande, por lo que puede alimentar
hasta cuatro euios interiores terminales. S temperatura se maneja
independientemente. Ocupa menos lugar ya que hay solo un equipo
exterior.Roof top: Todo el ciclo se cumple en una misma carcaza.
Son aparatos autnomos que contienen todos los elementos del ciclo
refrigerante y estn diseados para ser instalados sobre la cubierta
del local o en jardines (Gent). Los servicios de mantenimientos se
hacen en el exterior. Calefaccionan por tres mtodos: resistencias
elctricas, por ciclo inverso y por gas.SISTEMAS DE REFRIGERACIN
CENTRALES, AIRE Y AGUA:Se basan en la distribucin de energa a los
diversos locales a travs de circuitos de agua enfriada y aire.
Requieren de una central de generacin de agua fra. Se componen de
unidades centrales de acondicionamiento de aire (manejadoras de
aire) y unidades terminales de acondicionamiento del aire,
funcionando stas ltimas con agua helada.Enfriadores de agua: Son
equipos de refrigeracin que utilizan el ciclo de refrigeracin para
enfriar agua en lugar de enfriar aire. Tienen los mismos
componentes, evaporador, compresor, condensador y vlvula de
expansin. Se diferencian en que en el evaporador en vez de aire, se
hace pasar agua, que es enfriada por el refrigerante.Manejadores de
aire: Son equipos compuestos por un intercambiador de calor
agua-aire construido con caos aletados, un ventilador movido por un
motor elctrico filtros de aire una bandeja de drenaje y un gabinete
aislado trmicamente con una entrada de aire. Dentro de los tubos se
hace circular agua helada o caliente, logrndose la funcin que se
necesite.SISTEMAS DE REFRIGERACIN CENTRALES, TODO AGUA:Se basan en
la distribucin de energa a los diversos locales exclusivamente
mediante agua. El agua fra es utilixada por unidades llamadas
fancoil que se instalan en cada ambiente individual.Fancoil: Es una
unidad terminal provista de un ventilador y un serpentn de
intercambio trmico por donde circula agua helada. Su alcance es
inferior a los 6mtrs. SISTEMAS DE REFRIGERACIN INDIVIDUALES: Son
equipos autnomos que poseen su propio ciclo de refrigeracin (no
dependen de un equipo central) En general se usan en forma
individual, para acondicionar espacios personales.Equipos compactos
de ventana o pared: Todos los componentes se encuentran en el mismo
gabinete, y debe ser ubicado en un muro exterior. Se aplica a
locales pequeos de hasta 10 mtr. Y se instala a una altura mnima de
1, 80 mtrs y mxima de 3 mtrs. La calefaccin se realiza por ciclo
inverso con resistencias elctricas. Ventilan un 10 %.Equipos
divididos (Minisplit): Se cmponen de dos unidades: la interior que
acondiciona el aire ambiente y la exterior que disipa la energa
absorbida por la unidad interior por lo cual requiere de una buena
ventiacin. No realiza renovacin del aire, excepto el que va
embutido en el cielorraso 'tipo casette', que tiene una renovacin
mnima. Calefaccionan por ciclo inverso. ACONDICIONAMIENTO TRMICO
NATURAL:Calor = EnergaCalor es el tipo de energa que depende del
grado de vibracin interna de los tomos o molculas de un cuerpo. J o
KJPartculas quietas, slidos. Partculas en movimiento, lquido o
gaseoso.Calor TemperaturaLa temperatura mide la cantidad de calor
que tiene un cuerpo pero independientemente de su masa. C o K Dos
cuerpos pueden tener la misma temperatura pero no el mismo calor.
El cuerpo ms grande necesita ms energa para distribuirla en su masa
y que obtenga la misma temperatura que el cuerpo pequeo. A >
masa o > densidad, necesita acumular ms calor.Calor especfico (
C ) Es la cantidad de calor en KJ necesaria para elevar un kg de
cierto material un C o K Formas de transmisin del calor: Solo
existe cuando los dos cuerpos estn a diferente temperatura. La erga
se transmite del cuerpo que est a mayor temperatura al de menor
temperatura, ya que tienden a igualarse.CONDUCCIN: Se produce, si
solo si, hay contacto fsico entre los cuerpos que estn a diferentes
temperaturas. A > densidad del material, >
conduccin.RADIACIN: Se produce a travs de radiaciones
electromagnticas, no necesitndose un medio fsico para que stos se
transmitan. Por ONDA CORTA: c es la proveniente del sol. Lo que nos
importa es el calor de la superficie, los colores claros absorben
menos y los oscuros mucho ms.Por ONDA LARGA: l es la que proviene
de los objetos, elementos.Las superficies metlicas, tienen una baja
absortancia y emitancia.CONVECCIN: Se produce a travs de
movimientos de aire, ya que ste cuando se calienta disminuye su
densidad y tiende a subir.CERRAMIENTOS OPACOS: El enfoque actual de
control ambiental define el concepto de arquitectura bioclimtica
como aquella que concibe al edificio como un sistema integrado de
medios de acondicionamiento con capacidad de adaptacin o interaccin
con el ambiente exterior para aprovechar los factores favorables y
protegerse de los desfavorables. Los cerramientos que conforman la
envolvente del edificio constituyen la barrera principal frente a
los factores climticos, valorando especialmente sus propiedades de
inercia trmica para estabilizar y regular las condiciones
interiores. Los cerramientos opacos juegan un doble papel desde el
punto de vista trmico: resistivo y capacitivo. El resistivo depende
directamente del espesor e inversamente del coeficiente de
conductividad trmica, y el capacitivo es directamente proporcional
al calor especfico, al espesor y a la densidad de los materiales
que lo componen (capacidad trmica).El calor que penetra en las
edificaciones proviene de fuentes externas (principalmente del sol
y de la temperatura del aire exterior) y el calor generado proviene
de fuentes internas (calor generado por la actividad de las
personas, la iluminacin artificial los equipos elctricos, etc.). La
radiacin solar ingresa directamente por las aberturas y acta
calentando la envolvente que transmite posteriormente el calor al
interior.Dado los requerimientos de PERIODO FRO, es recomendable
aprovechar la energa solar que penetra a travs de los cerramientos
transparentes, almacenndola en los cerramientos con inercia trmica
(masa + aislacin). Mientras que para el PERIODO CALUROSO, debo
considerar tres factores: aportes de energa solar, ventilacin
natural (principal medio para sacar el calor), y la inercia trmica
(medio para amortiguar y retrasar la onda trmica).La cantidad de
calor que incide sobre la envolvente depende de su posicin respecto
al ngulo de incidencia del sol (orientacin y plano), de las
obstrucciones del entorno cercano y del coeficiente de absorcin de
la superficie exterior (que depende de su color y
rugosidad).TEMPERATURA EQUIVALENTE:La influencia de la radiacin
solar sobre un cerramiento opaco se simula mediante la tq. Es la
temperatura que debera tener el aire para producir los mismos
intercambios trmicos que se producen en la realidad al agregarse el
aire. ste efecto es importante en el perodo caluroso dado que la
incidencia de radiacin sobre la envolvente opaca aumenta las
transferencias de calor hacia el interior.tq = t ext + t rad (C) t
rad = Ig x x Rse (C)TRANSMISIN DE CALOR: Parte del calor almacenado
se transmite al medio interior, resultando en una onda de
temperatura que puede mostrar retraso y amortiguacin respecto a la
del aire exterior. El flujo de calor transmitido a travs de los
cerramientos depende adems de la conductividad de los materiales
que lo conforman.1er mtodo de clculo rgimen estacionarioEs una
simplificacin de la realidad.TRANSMITANCIA TRMICA q = t R (w m) q =
ti te R trmica(Cantidad de flujo de calor que atraviesa 1m de
cerramiento). Cuanto mayor es la temperatura, mayor es el
calor.Representa la cantidad de calor transmitido del medio
interior al exterior (o viceversa), a travs de 1 m de cerramiento
cuando existe diferencia de temperatura de 1K entre ambos medios.
La transmitancia depende especialmente de la conductividad y de su
espesor.FLUJO DE CALOR = q x rea = Flujo de calor (Cantidad de
calor total que atraviesa todo el cerramiento).RESIST. TRMICA DEL
CERRAMIENTO R = e SE UTILIZA PARA MATERIALES HOMOGNEOS, PARA
MATERIALES HETEROGNEOS TABLA PAGINA 33e = espesor en mtrs =
Conductividad trmicaR total = Rsi + Rse + r (m .k)/W Es la suma de
todas las resistencias de los materiales del cerramiento. Rse =
0,04 SIEMPRE DATOS EN LA PAGINA 34TRANSMITANCIA = U = 1 Rtotal W/(m
.k) U < 0,85La transmitancia U, es la inversa de la resistencia
total que ofrece el cerramiento al paso del calor. Primero se debe
calcular la Res. Trmica que ofrece cada capa y sumarlas, para luego
hallar su inverso.TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL CERRAMIENTO Tsi = ti
( (ti te) RT) C
CAPACIDAD TRMICA = CT = () c..e KJ mK) > 150 KJ
(M2K)Representa la cantidad de calor que es necesario suministrar
para elevar en un grado la temperatura de una capa de 1 m y de un
espesor dado. EJEMPLO: Materiales de alta resistencia trmica son
malos conductores de calor, mientras que materiales con poca
resistencia al paso del calor son buenos conductores de calor Los
intercambios por radiacin se refieren a los flujos de ondas
electromagnticas emitidas o absorbidas por todo cuerpo que se
encuentre a una temperatura superior al cero absoluto (OK). Los
intercambios por conveccin son debidos al flujo de calor que se
genera entre el aire en movimiento y las superficies con que entre
en contacto. Se denominan intercambios superficiales y dependen de
un coeficiente global (Rsi y-o Rse) que toma en cuenta los
parmetros que regulan estas transferencias y que aparecen sumados
como dos capas ms, cualquiera sea el cerramiento considerado.En
todos los cerramientos donde aparece el aire, y por lo tanto se
pueden dar procesos de conveccin, importa la posicin del
cerramiento y el sentido de flujo del calor, ya que el calor fluye
mejor de abajo hacia arriba. Puede darse transmisin de calor por
radiacin de onda larga y por lo tanto importa la terminacin
superficial de la cmara. Si una cara est revestida por un material
de baja emitancia se reduce la conduccin de calor por radiacin de
onda larga y por lo tanto aumenta la resistencia trmica de la
cmara. Pero, el aumento de espesor de la cmara por encima de 5cm no
significa un incremento sensible de su resistencia; si la cmara est
ventilada su resistencia se reduce porque el aire transporta calor
al exterior, en invierno significa que se anula el efecto de la
cmara y de su capa externa; en verano el efecto de enfriamiento es
de inters, sin embargo no est considerado en los valores de la
tabla.IMPPORTANCIA DE LA TRANSMITANCIA Y CAPACIDAD TRMICAEn Uruguay
la variacin de temperatura exterior es media (amplitud entre 10 y
14 grados C) por lo que la envolvente acta como masa reguladora de
los ciclos diarios de carga y descarga de calor es importante. Se
puede simular el comportamiento del cerramiento por medio de
elementos resistivos que afectan directamente a la transmisin del
flujo de calor y de elementos capacitivos que permiten el
almacenamiento de calor.INERCIA TRMICA: Es la capacidad que tiene
el cerramiento de conservar la energa trmica recibiendo y liberando
progresivamente. Tendencia de un material para resistir al paso del
calor y al cambio de temperatura. Los materiales con alta
resistencia trmica, conducen poco el calor y viceversa.INERCIA
TERMICA I = (..C) I = c (a) La inercia trmica de los cerramientos
se define como la resistencia a la transmisin de calor y esto
influye sobre la temperatura (resistencia trmica- aislamiento); y
como la resistencia a las variaciones de temperatura (menor
oscilacin de ti porque absorbe el calor en un tiempo y lo restituye
en otro) - capacidad trmica (materiales pesados).EFECTOS DE LA
INERCIA TRMICA:- Retraso trmico o desfasaje de la oscilacin en el
tiempo. - Amortiguacin trmica de la oscilacin de la temperatura.A
> INERCIA, > AMORTIGUACIN Y > RETARDO Edificio pesadoA
< INERCIA, < AMORTIGUACIN Y < RETARDO Edificio
livianoCONDENSACIONES:Se produce cuando el vapor de agua contenido
en el aire cambia de fase pasando de estado gaseoso a estado
lquido.El contenido de vapor de agua en el aire se llama HUMEDAD
ABSOLUTA (HA) y se cuantifica en gramos de vapor por kilogramo de
aire seco (g/kg).HAS: UMEDAD ABSOLUTA DE SATURACIN: Es la mxima
cantidad de vapor que admite el aire a cierta temperatura. La HAS
aumenta con la temperatura del aire, entonces a > temp. del
aire, > cantidad de agua es capaz de contener.HR: HUMEDAD
REATIVA, es la relacin entre la humedad que hay (HA) sobre lo que
puede llegar a tener (HAS). HUMEDAD RELATIVA HR= HA/HAS X 100
(%)Diagrama psicromtrico: Temperatura de roco: Es la mnima
temperatura que puede tener una superficie para que no se produzcan
condensaciones sobre la misma.Tsi < tr, existe riesgo de
condensacin. En condiciones base tsi > 14, 5Puente trmico: Donde
se generan disminuciones de la resistencia trmica, por ejemplo
donde hay estructura ( vigas y pilares), y uniones de muros.En los
cerramientos opacos las condensaciones pueden darse en el interior
del cerramiento (INTERSTICIALES) o en la superficie interior del
cerramiento (SUPERFICIALES).Causas de las condensaciones
superficiales: Cerramientos con poca resistencia trmica, generan
temperaturas superficiales ms bajas. Se destacan pincipalmente los
planos orientados al sur y los planos horizontales.Baja temperatura
del aire: (problema en invierno).Contenido de vapor en el ambiente
(ms probabilidad de condensaciones).Ventilacin insuficiente.
Soluciones de las condensaciones superficiales:
- Por parte del arquitecto: Un correcto diseo de los
cerramientos con suficiente resistencia trmica para lograr que la
tsi > ti, con especial atencin a los planos verticales
orientados al sur y los planos horizontales.- Por parte del
usuario: Ventilar para evitar condensaciones, ventilacin de
invierno con caudales pequeos por encima del local.
Condensaciones intersticiales:
Si la envolvente no cuenta con aislamiento trmico suficiente,
alcanzar temperaturas ms fras en su masa y en su superficie
interior debido a las bajas temperaturas exteriores del perodo fro,
corriendo un mayor riesgo de encontrarse por debajo de la tr. El
agua disminuye las resistencias y tiende a salir hacia el interior.
Los parmetros del clima exterior a tener en cuenta son: temperatura
exterior, humedad relativa exterior.Los parmetros del clima
interior a tener en cuenta son: temperatura interior, humedad
relativa interior.
En un cerramiento existen dos tipos de intercambio: De
temperatura y de vapor de agua (del lugar de mayor presin, al de
menor presin).Si dos medios poseen diferentes temperaturas habr un
flujo de calor que tiende a igualarlas y cuyo sentido va desde el
medio de mayor al de menor temperatura. A medida que pasa el tiempo
cada capa va aumentando su temperatura, pero como le cede calor a
la siguiente no alcanzan la misma temperatura que la capa anterior
que le cedi calor. Entonces las temperaturas se van ordenando de
mayor a menor en el sentido que fluye el flujo de calor. A sto se
le llama GRADIENTE DE TEMPERATURA.Los materiales con baja
conductividad trmica, como los aislantes trmicos que conducen mal
el calor, el salto de temperatura es mayor y la endiente del
gradiente ser muy pronunciada, a diferencia de los materiales que
poseen alta conductividad trmica, que el gradiente ser muy
pequeo.
Para evitar las condensaciones conviene que la mayor cantidad de
capas se encuentre a la mayor temperatura posible, Esto se logra
logrando el aislante trmico lo ms al exterior posible y la barrera
de vapor lo ms al interior posible.Cuando las temperaturas en el
interior del cerramiento estn por debajo de la temperatura de roco,
es cuando se producen condensaciones intersticiales.
Causas de las condensaciones intersticiales: condiciones del
aire interior, transmitancia del cerramiento, condiciones del aire
exterior, Propiedades higrotrmicas y el orden de las capas que
componen el cerramiento.
La eleccin del tipo de material aislante depende de estos
factores: Conductividad trmicaDensidadResistencia al paso de
vaporFacilidad de colocacinCostoDurabilidadComportamiento contra el
fuegoGrado de exposicin a la intemperieResistencia a daos
fsicos
CERRAMIENTOS OPACOS LIVIANOS
Son aquellos que su masa < 120 kg/m , sino se consideran
cerramientos opacos pesados.Son ms susceptibles a sufrir
filtraciones de aire a travs de sus capas que hacen perder
efectividad al aislamiento trmico y favorecen la migracin de vapor
de agua. Es importante controlar la estanqueidad al aire en la zona
de aislamiento ya que las filtraciones de aire contribuyen a que se
incremente el problema de condensaciones.
Filtraciones del aire
- Del interior al exterior (EXFILTRACIN): La condensacin suele
ocurrir cerca del punto de salida porque el aire que se filtra del
interior tiene una temperatura alta y por lo tanto tambin lo ser su
temperatura de roco, y puede encontrar capas del cerramiento a una
temperatura mas baja que la tr del aire.
- Del exterior al interior (INFILTRACIN): El aire ms fro
proveniente del exterior, enfra el cerramiento con el consiguiente
riesgo de que sus capas queden por debajo de la temperatura de
roco.Por lo tanto la envolvente debe ser estanca al aire,
disminuyendo al mnimo la cantidad de pases para instalaciones y
sellando bien las uniones.
Cerramientos horizontales: Poseen una zona de cubierta que
comprende el material de la cubierta y la membrana que acta como
barrera al aire y al agua. (ESTANQUEIDAD AL AGUA); y una zona de
aislamiento trmico que comprende el aislamiento trmico y los
elementos estructurales, la barrera de vapor y la terminacin
interior (ESTANQUEIDAD AL AIRE).Cerramientos verticales: Poseen una
zona de terminacin exterior que comprende el revestimiento exterior
y la membrana que acta como barrera de aire y al agua: y una zona
de aislamiento trmico que comprende al aislamiento trmico y los
elementos estructurales, la barrera de vapor y la terminacin
interior.
U < 0.40 W/m k para techos U< 0.68 W/m k para muros
La membrana que debe encontrarse lo ms al exterior posible debe
ser barrera contra el aire y el agua pero permeable al vapor de
agua, mientras que la membrana ubicada sobre el interior debe ser
barrera contra el aire y tambin contra el vapor de agua. Para que
la proteccin sea efectiva debe existir la menor cantidad posible de
juntas.La diferencia entre los cerramiento pesados y livianos es
que los ltimos deben tener SIEMPRE barrera de vapor.Para el
invierno es conveniente que la ventilacin de cmaras de aire sea
permanente, cuando la cubierta o el revestimiento exterior es
metlico.
CERRAMIENTOS TRANSPARENTESLa envolvente est compuesta por
materiales opacos y transparentes, los cuales dejan pasar un alto
porcentaje de la energa incidente en onda corta, sumado a que se
usan en espesores reducidos con alta conductividad trmica, lo que
los hace sensibles a todo tipo de intercambio de energa. El diseo
correcto se vuelve fundamental ya que su impacto sobre el confort
es muy grande.Se diferencian de los cerramientos opacos ya que
tienen muy poca resistencia trmica por lo que no generan ni
amortiguacin ni retardo. El calor asa de manera
instantnea.Funciones: Formas de intercambio de energa:Contacto con
el medio exterior Por TRANSPARENCIA (Radiacin solar en onda corta)
Iluminacin natural Por CONDUCCIN (por diferencia de
temperaturas)Calentamiento solar pasivo Por VENTILACIN
(filtraciones de aire)Ventilacin natural LAS 3 OCURREN AL MISMO
TIEMPO
VERANOINVIERNO
TRANSPARENCIA++
CONDUCCION+_
VENTILACIN+_
Por transparencia: La energa radiante proveniente del sol y del
cielo penetra en el local, siendo absorbida por las superficies
internas y transformada en calor. La radiacin emitida a
temperaturas normales (ondas largas) no puede salir por la va
radiante. A esto se le llama EFECTO INVERNADERO.
En la estacin clida no interesa la ganancia de energa solar,
sino que sta es un inconveniente , necesitndose que penetre la luz
pero no la energa trmica radiante.Los fenmenos que ocurren en el
vidrio pueden ser de absortancia, transmisin y reflectancia. 1= p +
+ La proporcin de la energa incidente que efectivamente penetra al
interior, es llamada FACTOR SOLAR (FS)
FACTOR SOLAR FS = + /3 Caracterstica trmica fundamental de un
material transparente
DENSIDAD DE FLUJO TERMICO POR TRANSPARENCIA q = Ig . FS
(w/m2)
FLUJO TERMICO POR TRANSPARENCIA = Ig . FS . A (w)
CANTIDAD DE CALOR QUE PENETRA EL CERRAMIENTO Q = Qg . FS . A
(wh)
Por conduccin:
CLCULO DIARIO Qt = Ux . (ti-te) . A x 24hrs (wh)
tsi = ti Rsi . U . ( ti te ) (C)
ESTRATEGIAS PARA UN CLIMA TEMPLADO Y HMEDO:
PERIODO FRIO: El principal problema son las bajas temperaturas y
la zona mas afectada es el sur del pas. Las orientaciones
favorables son NORTE, NORESTE Y NOROESTE.
CERRAM. TRANSPARENTES: Conservar la energa interna se vuelve el
requerimiento fundamental. Se debe cuidar la relacin rea
transparente/opaca. Dado que en nuestro pas es mas riguroso el
perodo fro porque t es mayor, disminuir la transmitancia (U) del
cerramiento transparente ser decisiva para conservar la energa en
el interior del local. Tambin incidir la calidad del marco y la
hermeticidad de la abertura respecto a las infiltraciones de aire.
CERRAM. OPACOS: Disminuir prdidas de calor con menor transmitancia
de la envolvente opaca, masa trmica para generar mayor amortiguacin
y retardo, y factor de forma (volmenes con menos superficies
expuestas al exterior pierden menos energa).
PERIODO CALUROSO: El principal problema de disconfort ocurre al
norte del pas. Las orientaciones desfavorables son NORTE, OESTE,
ESTE Y PLANOS HORIZONTALES.
CERRAM. TRANSPARENTES: El objetivo principal es evitar el aporte
de energa del exterior y aumentar las prdidas en el interior,
cuidar la relacin rea vidriada/volumen de aire del local, segn la
orientacin utilizar protecciones fijas o mviles y sombreamiento con
vegetacin de hoja caduca.CERRAM. OPACOS: Sombreamiento y proteccin
de planos asoleados, disminucin de la absorcin mediante la
utilizacin de colores claros, masa trmica para refrescamiento y
prdida de calor mediante correcta ventilacin.
FACTOR SOLAR MXIMO ADMISIBLE: Este factor se utiliza en verano,
es cuando no hay deseabilidad de sol, querindose evitar el aporte
de energa y en especial las ganancias de radiacin solar.En Uruguay,
una envolvente que satisfaga el rigor de invierno tendr un
comportamiento razonable en el verano Las estrategias a considerar
en ste ltimo, son: protecciones solares, ventilacin cruzada y masa
trmica para refrescamiento.Para elegir e tipo de protecciones
solares que se necesita, se debe tener en cuenta la orientacin del
cerramiento transparente y la relacin rea transparente / Volumen
interior del local, mediante el grfico de FSMadm. Se representa el
porcentaje mximo de la energa incidente que admite ese local. Se
considera el aporte de radiacin en cerramientos transparentes
orientados hacia una sola orientacin por vez y libres de
obstrucciones, por lo que si el local tiene mas de un cerramiento
transparente en diferentes orientaciones se debe estudiar cada uno
por separado.
FS cerr. Transp < FSMadm.
Los datos a tener en cuenta para obtener el factor solar mximo
admisible son: rea de cerramiento transparente, Volumen del local,
Orientacin del CT, Considerar las condiciones base de estudio.Cada
componente del CT, tendr su factor solar de forma que se irn
sumando.
FS = FS vidrio x FS proteccin exterior x FS proteccin interior
< FSMadm
ESTRATEGIAS PARA REDUCIR GANANCIAS: Reducir rea vidriada,
reducir el FS, reducir la transmitancia, modificar la orientacin
del CT para reducir ganancias.ESTRATEGIAS PARA REDUCIR
PRDIDAS:Reducir rea vidriada, reducir la transmitancia, modificar
la orientacin del CT para aumentar ganancias.
Por ventilacin:
VENTILACINEs la accin de permitir el ingreso del aire a travs de
un local o un edificio. Implica renovar el aire introduciendo aire
fresco al local. Para que un local se ventile es necesario que el
caudal de aire exterior que entra sea igual al del caudal que
sale.
Para evaluar la eficacia de la ventilacin se debe analizar el
caudal de aire renovado (v) y los patrones de flujo.El caudal de
aire renovado se puede expresar como: V= Rph x volumen del local (m
/h)V= Rph x volumen/3600 (m/s)Rph= v/volumen
Formas de ventilacin:
1- Empujando y succionando el aire (presiones dinmicas-
viento)Cuando el viento impacta en una edificacin se generan
presiones dinmicas positivas en el lado de barlovento y presiones
dinmicas negativas en el lado de sotavento. El aire intentar entrar
por cualquier abertura que est del lado de barlovento y salir por
cualquier abertura de sotavento.La mayor presin de viento se da
cuando la fachada es normal a la direccin del viento produciendo
una mayor velocidad del aire interior y mayor caudal de aire
renovado. Si el viento incide a 45 respecto a la abertura de
entrada, se produce un mayor barrido del aire sobre las superficies
interiores del local que en el caso anterior.Si coloca una abertura
de entrada ms pequea que la de salida, la velocidad del viento se
incrementar dentro del local.Si se considera que el aire pasa por
una abertura a una velocidad promedio , el caudal total (V) que
atraviesa dicha abertura ser dicha velocidad multiplicada por el
rea til de la misma (al rea que permite ventilar).
CAUDAL TOTAL V = A . v (m / s)
Sin embargo, en toda aberturas se genera una prdida de caudal
por efecto del roce que se produce en el contorno de la misma, al
que se le llama coeficiente de descarga (Cd), entonces:
CAUDAL REAL V = Cd . A . v (m / s)Cd para abertura estandar =
0.80
ESTRATEGIAS DE VENTILACIN POR PRESIN DINMICA:
Ventilacin cruzada: Se colocan aberturas del lado de las
presiones positivas para la entrada del aire y aberturas del lado
de las presiones negativas para la salida del aire. La orientacin
de la edificacin as como la ubicacin relativa de las ventanas,
espacios y divisiones internas debe adecuarse a la direccin
dominante de los vientos de la zona, con el objeto de que el aire
pueda entrar, fluir y salir con facilidad.
El caudal generado se puede calcular : CAUDAL GENERADO v = E .
Ae . V . F (m / s)
Ventilacin unilateral: Cuando la abertura es simple se basa en
la turbulencia producida por la accin del viento, el resultado es
pobre pero alcanza un mnimo en locales con una profundidad mxima de
planta (W) que debe ser menor a dos veces su altura. Cuando se
utilizan dos aberturas separadas por un elemento que induzca
diferencias de presiones entre ambas, dos ventanas a diferentes
alturas, se aprovechar el efecto chimenea por diferencia de
densidad del aire.
2- Calentando y enfriando (presiones estticas- termosifn),
necesitan diferencias de alturas.Las corrientes trmicas sern tanto
ms fuertes cuanto mayor sea la diferencia de altura entre las masas
de aire a temperaturas dismiles que activan el flujo (efecto
chimenea).
ESTRATEGIAS DE VENTILACIN POR PRESIN ESTTICA:
Chimenea: El efecto chimenea depende de la diferencia de
temperatura entre interior-exterior, de la altura de la columna
interna de aire y del tamao de las aberturas.
Chimenea solar: Es una chimenea pintada de negro, en el da la
energa solar calienta la chimenea y por conveccin se calienta el
aire dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente en la
chimenea. Para funcionar de forma efectiva debe ser suficientemente
alta y u abertura de salida debe estar varios metros po sobre el
ltimo piso que ventila.
Captador de viento: Capta el viento predominante desde cualquier
direccin a nivel del techo y lo conduce hasta las habitaciones de
abajo a travs de un conducto regulable.
Atrio: Adems de la ventilacin se utiliza para iluminar
principalmente edificios y oficinas generalmente se ubica al centro
de los mismo lo que permite introducir aire desde ambos lados hacia
el espacio central. Fachadas ventiladas: La totalidad de la fachada
acta como conducto de aire. La ventilacin de ste tipo de fachada se
efecta por conveccin natural o forzada.
Ventilacin mixta: Generando ventilacin por presin dinmica y
esttica.
Debido a las caractersticas climticas de nuestro pas, donde se
define un periodo fro y otro caluroso, el diseo de la ventilacin
natural (que incluye las aberturas) debe adaptarse a los distintos
requerimientos, creando una ventilacin de invierno de carcter
higinico y una ventilacin de verano que adems deber satisfacer los
requerimientos trmicos.
TIPOS DE VENTILACIN:
Infiltraciones: (invierno) Suponer que puertas y ventanas estn
cerradas.Termosifn: dos aberturas a diferente alturaEfecto del
viento: (verano) Considera ventanas abiertas, nica ventanas o ms de
una. Rph > 20
VENTILACIN DE INVIERNO: Se lleva a cabo mediante a remocin de
CO2, de vapor de agua y de olores. Se busca regular el caudal de
aire para evitar que las corrientes de aire sean percibidas por los
ocupantes: dirigiendo las corrientes por la parte superior de los
locales, reduciendo su velocidad a lmites imperceptibles ( v<
0,1 m/s), reduciendo las prdidas de calor innecesarias y patrones
de flujo o movimientos del aire por las zonas no ocupadas del
local.VENTILACIN DE VERANO: El objeto de la higiene pasa a ser
secundario frente a las necesidades del confort trmico. El
movimiento del aire es un mecanismo eficaz para retirar el calor
excesivo. La ventilacin sustituye el aire caliente y retira el
calor acumulado en los cerramientos, enfriando las estructuras
internas del edificio con ventilacin nocturna.La velocidad media
del viento (Vh) a una altura dada es:
Velocidad media del viento Vh = Ch . Ve (m/s)
Factores del diseo que el arq. Debe considerar a la hora de
proyectar:- Velocidad y direccin del viento que pueden modificarse
por la topografa del lugar, por caractersticas del entorno como ser
vegetacin y edificaciones cercanas, y por el plano urbanstico , es
decir la posicin relativa de las edificaciones cercanas.- La
geometra de la vivienda, es decir la forma de la planta de la
edificacin, la orientacin de la edificacin fachadas y aberturas, la
permeabilidad de las fachadas, caractersticas de las aberturas,
arquitectura del techo y presencia de elementos externos que
aumenten las velocidades o las diferencias de presin.- La geometra
interior de la vivienda, en cuanto a la orientacin y permeabilidad
de las divisiones interiores y caractersticas de las aberturas
internas.
TIM: Se asocia al perodo fro.Para el grfico 1 necesito:
Transmitancia media trmica del cerramiento opaco que da al exterior
-Uom (es dato) y Factor de huecos.FACTOR DE HUECOS Fh = rea de
huecos / rea expuestaPara el grfico 2 necesito: Factor forma (FF) y
ventilacin.FACTOR FORMA FF= rea expuesta / Volumen La ventilacin
tiene que estar en Rph, se saca por tabla de infiltraciones si es
de invierno.Para el grfico 3 necesito el factor de ocupacin total
(personas = radiacin solar) y la orientacin de la ventana.FACTOR DE
RADIACIN rad = rea transparente / Volumen Segn la orientacin saco
el valor por tabla de ganancia solar media en invierno para el tipo
de vidrio.Luego sumo los valores de ambos factores (personas y
radiacin). Si el TIM es para Montevideo tomo el valor de la propia
tabla y sino lo es tomo el t y se lo sumo a la temperatura media
(tm) de esa localidad (pagina 27).EVALUAR:- Segn DECCA, el TIM
tiene que estar entre 18 y 24 C tanto en Montevideo como en Salto.
Si TIM > 16 y < 18 es aceptable ya que hay que invertir poca
energa para alcanzar confort.- Segn ASHRAE, la temperatura tiene
que estar entre 18,5 y 23, 8 C en Montevideo y en Salto entre 19,5
y 24 C.
EL SISTEMA DE GRAFICOS SOLO SE UTILIZA PARA VIDRIO SIMPLETIM
para vidrio doble:t = total FF . Um + (Rph / 3)
Um = (Area opaca x Uom) + (Area de V1 x Uom de V1)+...(Area de
Vn x Uom de Vn)Area opaca + Area V1 +...Area Vn
CLIMAEs el conjunto de fenmenos meteorolgicos que definen el
estado medio de la atmsfera de un lugar determinado.El tiempo sin
embargo, es el estado de la atmsfera de un lugar en un momento
determinado.El clima queda definido por los valores estadsticos de
los distintos factores climticos y por lo estados y las
fluctuaciones del tiempo.Los climas secos tienen grandes amplitudes
de temperatura, grandes diferencias entre el da y la noche,
mientras que los climas hmedos tienen pequeas amplitudes de
temperatura, hay pocas diferencias entre el da y la noche.
Escalas del clima:
Macroclima o clima zonal: Los rasgos generales se repiten mas o
menos de forma constante, sobre reas mayores a 2000km, un ejemplo
es el clima mediterrneo. Las variables del macroclima describen las
caractersticas generales de una regin en relacin al sol, la
nubosidad, la temperatura, el viento humedad y precipitacin. El ao
climtico de referencia es el resultado del tratamiento de treinta
aos de datos climticos en que son eliminados los aos que presentan
mayor o menor temperatura de la serie de aos.Mesoclimas:
Corresponde a las observaciones de las alteraciones locales de la
radiacin solar, la temperatura del aire, la humedad y el viento son
ms o menos constantes sobre una extensin entre los 200 y 2000km.
Una gran ciudad puede alterar las condiciones de su mesoclima por
la polucin que ella misma produce o por el corte indiscriminado de
vegetacin.Clima local: Son reas ms pequeas que presentan unos
rasgos que dependen del mesoclima pero con caractersticas
especficas por la altitud, orientacin, lejana o cercana al
mar.Microclima: Espacio ms reducido cuyos rasgos estn determinados
por factores del entorno prximo al suelo, como el tipo de
materiales, la morfologa,etc. Se relaciona con la escala de la
edificacin y de su entorno inmediato.
Clasificacin climtica segn KOPPEN: Esta clasificacin utiliza la
vegetacin como indicador del clima. Se define a los climas por los
valores medios anuales y mensuales de temperatura y precipitacin.
Utilizando estos factores quedan definidos cinco grandes grupos :A-
Clima tropical lluviosoB- Climas secosC- Climas templados y
hmedosD- Climas templados de invierno froE- Climas polares
A su vez cada grupo se subdivide en otros ms especficos que
tiene en cuenta a distribucin estacional de las precipitaciones.f-
Lluvioso todo el aos- Estacin seca en veranow- Estacin seca en
inviernom- Precipitacin de tipo monznico.
Y por ltimo una tercer clasificacin que tiene que ver con el
rgimen trmico.
El clima de UruguaySe corresponde con las letras Cfa por ser
templado y hmedo, lluvioso todo el ao y porque la temperatura del
mes ms clido es superior a 22C. Adems presenta dos perodos
claramente definidos, uno fro y otro caluroso.Segn la norma UNIT
1026:99 el territorio uruguayo se divide en tres zonas climticas a
saber: zona II b(clida), zona III b (templada clida) y zona IV
(templada fra).
Climas y requerimientos arquitectnicos:
- Cuadrante A: Pertenece a un clima fro y hmedo con cielo
nuboso, menor aprovechamiento de la RSD, con amplitud inferior a
10C. El primer requerimiento es evitar perder el calor interior y
luego captar la RSD para aumentar la temperatura interior. En este
tipo de clima una de las estrategias es protegerse del viento fro y
usar aislante trmico en las paredes exteriores y en el techo, la
otra estrategia es colocar las aberturas de manera conveniente, con
reas controladas y diseo adecuado para reducir las prdidas de
energa.- Cuadrante C: Corresponde a un clima fro seco, y por lo
tanto con alta intensidad de RSD con amplitud mayor a 14C, el
primer requerimiento es captar la la RSD para aumentar la
temperatura interior y el segundo evitar perder el calor interior.
Como estrategia lo ms importante es la orientacin, mayor rea
vidriada y masa trmica aislada para reducir la oscilacin de
temperatura.- Cuadrante B: Clima clido hmedo con amplitud trmica
menor a 10C, el primer requisito es evitar la entrada de RSD, y el
segundo aumentar las prdidas de calor.- Cuadrante D: Representa un
clima clido seco con amplitud trmica superior a los 14C por lo
tanto el primer requisito es evitar la entrada de RSD y el segundo
es acumular el calor en el interior, es decir, controlar las
oscilaciones de temperatura.
Carta bioclimtica: Es una herramienta que nos permite conocer el
tipo de clima del lugar y cuales son las estrategias que se
recomienda aplicar ara conseguir aumentar las horas de confort
trmico.
1- Calentamiento artificial 2- Calentamiento solar pasivo3- Masa
trmica aislada para calentamiento4- Humidificacin (para climas muy
secos y HR muy bajas)5- Confort6- Ventilacin7- Masa trmica aislada
para enfriamiento8- Enfriamiento evaporativo9- Aire
acondicionado
Para Montevideo, los estudios de confort realizados en el DECCA
con personas en actividad sedentaria en edificios n climatizados
muestran que el rango de confort para el perodo fro est entre los
20 y los 22C, extendido de 18 a 24C, mientras que para el perodo
caluroso el rango de confort va de 20 a 17 C con un lmite superior
de temperatura que puede llegar a los 28 C. Para ambos periodos se
considera una humedad relativa entre 40 y 70%.La carta bioclimtica
para Montevideo, indica un clima templado hmedo (fro) con una
amplitud trmica anual de 9C, las temperaturas de bulbo seco van
desde los 0 a los 35C, concentradas en valores de HR superiores al
60% pero con mayor concentracin en las temperaturas de 5 a 20
C.
Confort 21%Disconfort 79 % calor: 14,5% (ventilacin, masa trmica
aislada para refrescamiento, refrescamiento evaporativo, aire
acondicionado) fro: 64,6% ( masa trmica aislada para calentamiento,
calentamiento solar pasivo, calefaccin artificial)Sombreamiento
31,1%
Para Salto es templado hmedo (clido) con una amplitud trmica
anual entre 10 y 14C, las temperaturas de bulbo seco van desde 0 a
40C, concentradas en valores de HR mayores al 60%, pero con mayor
concentracin en las temperaturas de 12 a 25C.Confort
29,8%Disconfort 70,2 % calor: 14,5% (ventilacin, refrescamiento
evaporativo, masa trmica aislada para refrescamiento, aire
acondicionado) fro: 64,6% (masa trmica aislada para calentamiento,
calentamiento solar pasivo, calefaccin artificial)Sombreamiento
46%
Deseabilidad anual de sol: Si la temperatura exterior es >19C
no tengo deseabilidad de sol
VIENTOS
El viento es el desplazamiento de masas de aire originado por
diferencia de presin entre ellas, se traslada de las zonas de altas
a bajas presiones. A menor distancia del suelo, su velocidad es
menor.La velocidad media del viento (Vh) a una altura dada (h) es
:
VELOCIDAD DEL VIENTO Vh = Ch . Ve (m/s)
Vientos en UruguayPredominan los vientos suaves del sector NNE y
ocasionalmente soplan vientos fuertes del SO de ms de 40km/h
(pampero). Vientos fuertes mayores a 40km/h predominan desde el
SSE, y los vientos muy fuertes mayores a 75km/h sopla del OSO y
SSO.Cuando el viento se encuentra con un obstculo aerodinmico lo
bordea sin que se produzcan desprendimiento de flujos. Si los
obstculos son bajos (altura mxima 15m) el viento tiende a pasar por
arriba, con flujos poco perturbadores. Y cuando la obstruccin es
> 15mtrs de altura, las lineas de flujo son perturbadoras y se
producen fenmenos que modifican la direccin y la velocidad de los
flujos de aire creando turbulencias (remolinos o corrientes
desprendidas).
Efectos tipo:
Esquina: En la cara de presin positiva las lneas de flujo se
inclinan hacia los bordes por donde el viento escapa aumentando su
velocidad, volviendo luego de una determinada distancia a su
direccin inicial.
Estela: En las zonas posteriores al edificio las diferencias de
presiones generan turbulencias con remolinos.
Rodillo: Las turbulencias tambin pueden producirse en las caras
del edificio enfrentadas al viento. Se produce porque la velocidad
del viento aumenta con la altura y por lo tanto las sobrepresiones
son mayores en la parte alta de la obstruccin. Tambin puede
ocasionar turbulencias al pie de los edificios por la presencia de
un edificio bajo por delante de otro alto.
Pilotis: Los edificios con planta libre sobre pilotis pueden
favorecer corrientes de aire de gran velocidad pues permiten al
vinculacin directa de la zona de sobrepresin con la zona en
depresin. Conviene orientar el edificio paralelo a la direccin del
viento.
Venturi: Cuando las construcciones convergen formando un ngulo
abierto al viento, genera una zona crtica de aceleracin del viento.
Se recomienda dar mayor separacin entre los edificios. Condiciones
de confort en los espacios exteriores:Factores del individuo,
variables del clima, temperatura de las superficies del entorno y
tiempo de permanencia.Por lo tanto el espacio exterior debe
acondicionarse para responder a las exigencias de confort de los
usuarios, las caractersticas climticas y las funciones de ese
espacio.
ASOLEAMIENTO:
Estudia la radiacin solar directa sobre las construcciones.
Queremos saber si un punto recibe o no recibe radiacin solar, que
da o que hora y cunto recibe. La radiacin solar difusa no se
estudia porque llega siempre.
INTRODUCCIN: Ubicacin geogrfica (latitud y longitud, zona
climtica segn norma UNIT 1026:99), datos climticos( tm ,txm, tnm
para todos los perodos, vientos con su direccin y velocidad,
duracin del perodo caluroso y fro).ASOLEAMIENTO: Cantidad de horas
de sol para los diferentes perodos, radiaciones mximas para los
diferentes perodos y cuando se producen, sombreamientos.
ESTRATEGIAS PERODO FRO: Conservar la energa interna(cuidar la
relacin entre A transp / A opaca, disminuir prdidas con la
transmitancia del vidrio y el cerramiento, controlar prdidas por
infiltracin-hermeticidad-, masa trmica para calentamiento
(amortiguacin y retardo) y conservar energa por radiacin solar
(orientaciones favorables N-NE-NO).ESTRATEGIAS PERODO CALUROSO:
Evitar aportes de energa (A trans / Volumen del aire, proteccin
fija o mvil, sombreamiento con vegetales de hoja caduca, disminucin
de la absorcin con colores claros) y estrategias de orientacin
(PH-O-E), estrategias de ventilacin y masa trmica por
refrescamiento (amortiguacion y retardo).
CARTAS BIOCLIMTICAS:
Segn ASHRAE El confort es la condicin de la mente que expresa la
satisfaccin con el entorno trmico. Aparecen factores como el
psicolgico, por lo que el confort puede ser diferente para
todos.
Escuela de confort ESTTICA:Considera a la persona como un
receptor pasivo de estmulos trmicos. La escuela esttica toma todo
de manera esttica, no toma en cuenta la actividad, el nivel
sociocultural, la condicin geogrfica, etc. Los parmetros son los
que dependen del DISEADOR: temperatura del aire interior,
temperatura radiante interior, HR interior y velocidad del aire
interior; y los factores son los que dependen del INDIVIDUO:
socioculturales ( tipo de vestimenta -CLO-) y fisiolgicos ( tasa de
metabolismo).El equilibrio trmico es el que ocurre cuando hay
equilibrio en el intercambio de calor, es decir que una persona
piede el mismo calor que gana.Escuela de confort ADATATIVA: El
trmino genrico de adaptacin hace referencia a todos los mecanismos
de adaptacin fisiolgica de aclimatacin y a los procesos
conductuales y psicolgicos que sufren los ocupantes del edificio
con el fin de mejorar y ajustar las condiciones ambientales
interiores a las necesidades personales o colectivas. La persona es
partcipe en la bsqueda del confort.
Categoras de adaptacin- Ajustes de conducta: Personales (ropa,
actividad, postura, bebidas, etc), tecnolgico ( abrir y cerrar
ventanas, cortina, ventiladores, etc), culturales (siesta, cdigos
de vestimenta, etc).stos ajustes a veces son posibles y otras veces
no.- Adaptacin fisiolgica: gentica (escala del tiempo ms all de una
persona), aclimatacin (escala de tiempo de das o semanas).-
Adaptacin psicolgica: Expectativas de una persona.
Parmetros: -Ambientales: (Son los mismos que a otra
escuela).-Adaptabilidad del espacio: Movilidad de los ocupantes,
modificacin de elementos y dispositivos de control ambiental.
Factores:Fisiolgicos: sexo, edad, peso, tasa de metabolismo,
estado de salud, calor o fro por ingestin de bebidas,
etc.Socioculturales: Tipo de vestimenta, expectativas de confort,
contacto visual con el exterior, psicolgicos, etc.