Departamento Electrotecnia

Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional del

Comahue

El Clima en el diseño de

edificios

Dr. Enrique Sierra

Contenidos

Fundamentos de Clima

Climas Fríos

Respuesta al Clima

Factores Humanos

Zonas Climáticas en el Mundo

Climas Fríos Climas Templados

Climas secos y cálidos Climas húmedos y cálidos

Clasificación de Climas

Fundamentos de Clima

Climas Fríos

Falta de calor

Climas Templados

Variación estacional entre la falta y el exceso de calor

Climas cálidos y secos (áridos)

Mucho calor, secos

Climas cálidos y húmedos

Mucho calor, húmedos

Elementos del Clima

Temperatura

Humedad

Movimiento del Aire (velocidad y dirección del viento)

Precipitación (lluvia, nieve, granizo)

Cobertura de nubes

Duración de la luz solar

Radiación Solar

Fundamentos de Clima

Climas Fríos

Los climas polares requieren especial atención

Asumir climas templados

e.j. Canada, UK, New Zealand, Northern China

Inviernos severos, con nieve y vientos helados

Consideraciones Principales

Temperaturas Max. de verano

Temperaturas Min. de invierno

Precipitación Anual y humedad (frío o seco)

Condiciones del cielo (nublado o claro)

Principios de Diseño

Relación mínima superficie a volumen

Es importante la aislación de todas las superficies externas

Pequeñas ventanas y aberturas, preferiblemente con dobe vidrio

Las ganancias solares anuales a través de las ventanas son generalmente menores que las pérdidas de calor asociadas

Uso de masas térmicas internas expuestas externamente

Estructuras livianas son fáciles de calentar pero rápidas de enfriar

Las estructuras pesadas son lentas de calentar y de enfriar

Climas Fríos

Clima frío (ejemplo)

- protección del viento, frío, precipitaciones y carga de nieve

- diseño para mínimas pérdidas de calor

Clima Templado (ejemplo)

- protección de la lluvia, nieve, vientos helados, calor moderado

del verano y frío moderado del invierno

-minimizar pérdidas de calor, maximizar aislación en invierno;

considerar el sombreado de verano y la ventilación

Tokio, Enero 1998

Cómo puedo

responder

al clima frío?

* Face House, Kyoto, Japan

Criterios Principales:

• Forma de la construcción

• Orientaciones

• Area de pared

• Area de ventanas

• Aislación térmica

• Masa térmica

Respuesta al Clima

Climate-responsive building (Tokyo Gas Earth Port, Japan)

Estrategias Generales de control de clima

Respuesta al Clima

Envoltura del edificio – cascarón externo de

un edificio que determina las fuerzas térmicas

exteriores

Paredes exteriores

Ventanas exteriores

Techos

Sótanos y fundaciones

Puertas abiertas al exterior

Principales factores que determinan el flujo de calor en la envolvente:

Temperatura diferencial, T

Area de superficies expuestas, A

Propiedades de trasmisión del calor, como valor U

Capacidad de almacenamiento térmico

Efecto de masas térmicas

Retardan la transferencia del calor y almacenan calor

Importantes para espacios calefaccionados intermitentemente

Respuesta al Clima

Selección y diseño de un sistema de ventanas

Respuesta al Clima

Solar

Activo

Solar Pasivo

{

}

Uso Efectivo de la Energía Solar

Factores Humanos

Calor y radiación

solar

Brisa del

viento

Conducción y convección del calor

Pérdida de calor

evaporativa

Factores Humanos

Envoltura de confort de ASHRAE

Confort térmico &

condiciones de diseño

Radiación térmica

asimétrica

Piso caliente

o frío

Brisa

fría

repentina

Aire vertical

temp. dif.

Discomfort termal local

Brisa – enfriamiento no deseado

del cuerpo humano causado por

movimiento de aire

Radiación térmica asimétrica en un espacio

Diferencia en la temperatura

Del aire vertical – el gradiente de

temperatura puede causar disconfort

Local – ej. calor en la cabeza y frío en

los pies.

Piso caliente o frío -

Contacto directo de los pies

con el piso; es importante el

material del piso para evitar

este problema.