Teorica 6 Viento IDB 2013
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7/28/2019 Teorica 6 Viento IDB 2013
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VIENTO y VENTILACION NATURAL
Centro de Investigacin
Hbitat y Energa
Facultad de Arquitectura,
Diseo y Urbanismo
Universidad de Buenos Aires
D r. A r q. D a n i e l K o z a k
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VIENTO
Alta presin Baja presin
Principio bsico Equilibrio de presiones
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VIENTO
Trmicas
CAUSAS
Las diferencias detemperatura originandiferencias de presiones.El aire se mueve de las zonasde baja temperatura a las dealta temperatura.
DinmicasEl aire tiene inercia comotodos los elementos quetienen peso y masa.
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VIENTO
CALENTAMIENTO DIFERENCIAL Y CONVECCION
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Escala macro o mundial
Movimiento de rotacin dela tierra
Desigual calentamientodel planeta
Distribucindesequilibrada de lasmasas ocenicas yterrestres
Este fenmeno natural esproducto del:
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Espejos de agua y ocano oBRISAS DE MAR
Escala regional
Los vientos sonprovocados por ladiferencia depresin debido a:
Diferencias de altura o VIENTOSDE MONTAA
Desviaciones provocadas por montaas oCADENAS DE Montaas
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Escala regional
VIENTOS PREDOMINANTES ENINVIERNO
VIENTOS PREDOMINANTES ENVERANO
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CALMA VIENTO NORTE VIENTO PAMPERO
Vientos caractersticos de Argentina
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Vientos caractersticos de Argentina
VIENTO SUDESTE VIENTO ZONDA
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Escala Local
Desviaciones del flujo de aire
Definicin de la capa lmite: su altura crece cuando la rugosidadmedia del suelo aumenta
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Escala Local
Variacin de la velocidad del viento segn la rugosidad del suelo
CAMPO ABIERTO ZONA SUBURBANA ZONA URBANA
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Rosa de Viento
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Anlisis del microclima En zonas montaosas
Las concentraciones deflujos tambinaumentan la velocidaden las pendientes altasy sobre barrancasexpuestas al viento
La concentracin deflujos de viento puederesultar enaceleraciones de lavelocidad en valles yespacios entremontaas
Las reas asotavento decadenas montaosaspresentanvelocidadesreducidas de viento,pero a veces secrean lugares convelocidad mselevada en zonadonde desciendenlas masas de aire
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Anlisis del microclima En zonas montaosas
CLIMA DE BARLOVENTO CLIMA DE SOTAVENTO
Sus caractersticas principales son:escasa radiacin solar, pequeasamplitudes trmicas, alta humedadrelativa, gran nubosidad yprecipitaciones.
Las caractersticas principales son: aireseco y clido, cielo despejado, escasaprecipitacin, intensa radiacin solar ygrandes amplitudes trmicas.En Argentina, la mayor parte de la zonacordillerana andina, corresponde a esteclima.
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Anlisis del microclima En valles
Los valles pueden retener el airefro, de menor densidad, quedesciende por las pendientes
Elementos tales como edificios yobras civiles pueden atraparlagos de aire fro que desciendepor las pendientes
Durante el da, la radiacin solar quereciben las pendientes del vallecalienta el aire, cuyo ascenso produceun viento de valle, desde abajo haciaarriba. De noche el descenso de airefro puede crear vientos en el sentidoopuesto. Los valles tambin canalizan los vientosregionales
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Anlisis del microclima En espejos de agua
Durante el da, la tierra se calienta conmayor rapidez que el mar o los grandesespejos de agua, debido a su menorcapacidad trmica. Las corrientesconvectivas de aire ascendente sobre latierra inducen las brisas del mar.
En las ltimas horas de la noche, el mar,que retiene calor, produce corrientesconvectivas y una brisa en el sentidoopuesto desde la tierra hacia el mar.
Las orillas de los grandes espejos de agua con rugosidad reducida, experimentanaltas velocidades de viento.
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Viento - Datos climticos TEMPERATURAS
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
MESES
TEMPERATURASC
MINIMA MEDIA MAXIMA
MINIMA 19,8 20,0 18,4 15,9 13,4 11,1 10,9 12,0 13,9 15,3 17,1 19,1
MEDIA 25,1 24,8 23,3 20,5 18,1 15,5 15,5 17,2 18,3 20,5 22,5 24,6
MAXIMA 32,5 31,1 29,0 25,9 23,2 20,1 20,6 23,2 24,6 26,3 29,1 31,7
ENE FEB MAR ABR MAY J UN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC
HUMEDAD RELATIVA
0,00
50,00
100,00
MESES
%
DEHUMEDAD
RELATIVA MAXIMA MINIMA
RELATIVA71,00 74,00 75,00 76,00 75,00 76,00 73,00 71,00 74,00 72,00 70,00 69,00
MAXIMA 99,65 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,37 100,00 99,18 100,00 99,57 98,26
MINIMA 45,54 50,52 52,74 53,93 53,87 56,09 52,15 48,05 49,30 49,84 46,50 44,92
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PRECIPITACIONES
0
100
200
300
400
500
MESES
MILIMETROS
PRECIPIT.
PRECIPIT. 156 153 174 137 120 106 104 138 183 209 126 183
ENE FEB MAR ABR MAY J UN J UL AGO SEPT OCT NOV DIC
VELOCIDADES
DE VIENTO
0
5
10
15
20
25
30
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
FRECUENCIA
DE VIENTO
0
50
10
0
15
0
200
250
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
ANUAL
VERANO
INVIERNO
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Proporciones de los espacios entre edificios
BARLOVENTO presin positiva SOTAVENTO presin negativaEspacio reducido.Poco movimiento deaire entre edificios.Buena proteccin enclimas fros, no aptopara ventilacincruzada
Espacio amplio. PocoBuena ventilacincruzada en edificio asotavento.Apropiado paraclimas clido -hmedos
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Efectos del viento y su impacto a escala peatonal
Desvan el viento haciael nivel del suelo,Produciendovelocidades excesivasy condicionesdesagradables(Gandemer)
EDIFICIOS ALTOS
Se produce una fuerteaceleracin yremolinos
ESQUINAS
Fuerte aceleraciny remolinos
GALERIAS O PASAJES
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Efectos del viento y su impacto a escala peatonal
La ubicacin de torreso edificios en forma depantalla con espaciosreducidos entre si,produce zonas deaceleracin de viento
PANTALLA
La ubicacin deedificios altos frentea otros bajos,combina el remolino abarlovento de unocon el sotavento delotro, generandomayores velocidadesentre los edificios
EFECTO WISE
Evita velocidades deviento a nivelpeatonal, pero eltecho del mismo noser apropiado paraser utilizado comoespacio exterior(Houlderg)
PODIO O BASAMENTO
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Efectos del viento alrededor de edificios
Si la direccin delviento coincide con elde la calle, se produceun incremento en lavelocidad del flujo.(Gandemer)
EFECTO TUNEL
Las filas de edificiosde mas de 25m dealtura, tienden aencauzar el vientodetrs de las mismas.(Gandemer)
EFECTO BARRERA
Cuando la direccindel viento es normal ala fachada se produceuna zona de calma.Depende de lasproporciones yalturas de losedificios. (Smith)
CALMA
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Efectos del viento alrededor de edificios
Edificios altos conforma convergente.Este efecto se acentacuando las callesforman toberas rectaso curvas.
EFECTO VENTURI
Se produce en espacioscirculares o de plantapoligonal. El mximoefecto se producecuando la direccin delviento se ubica entre 0y 45 del eje de laabertura.
EFECTO PATIO
Cuando la distanciad entre edificios esinferior a la altura delos mismos, seproduce un giro 90en la direccin delviento.
EFECTO DECOMPENSACION
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Diseo de espacios exteriores: uso de vegetacin
PROTECCION A DISTINTAS ESCLAS
CANALIZACION DEL VIENTO
REDUCCION DE VELOCIDAD POR TAMIZ
DESVIACION DEL FLUJO DE AIRE
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Diseo de espacios exteriores: uso de vegetacin
Diseo de espacios exteriores
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Proteccin en sendas peatonales
Proteccin en bici-sendas
Proteccin en calles
Proteccin en patios de acceso
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Diseo de espacios exteriores
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Viento - Etapas del proceso de diseo
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Forma y proporcin del edificio
Planta cuadrada Planta rectangularla efectividad de la ventilacin cruzada est enfuncin de la direccin del viento
Ensayos en tnel de viento sobre formas y aberturas
Ubicacin de las aberturas
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Entrada baja/ salida bajaen caras opuestas Entrada baja/ salida altaen caras opuestas
Ubicacin de las aberturas
Entrada central/ salidacentral, en caras opuestas
Entrada alta/ salida alta,en caras opuestas
Ubicacin de las aberturas
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Ubicacin de las aberturas
Entrada central/salida porlado adyacente
Entrada desplazada/salida por lado adyacente Proteccin frente a las aberturas
Proteccin frente a las aberturas
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Tamao y diseo de las aberturas
Entrada amplia/salida amplia
Entrada amplia/salida reducida
Entrada reducida/salida amplia
Entrada amplia/salida amplia en dos plantas
Tamao y diseo de las aberturas
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Entrada constante / salida variable Parasoles y deflectores de viento
Simulaciones en CFD
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Eleccin del recorte delmodelo a simular
Simplificacin del modelo
Realizacin del modelo en3 dimensionesGeneracin de losclculos
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Conclusiones5
Simulaciones en CFD
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Documentacin del modelo
Esquema del modelo simplificado
Ensayos en Tnel de Viento
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Anlisis y sntesis del modelo
Confeccin de la matriz detrabajo
Realizacin de la maqueta
Bateria de ensayos conregistro fotografico y grfico
1234
Conclusiones5
Ensayos
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en Tnel de Viento
Axonomtrica del Tnelde viento y Heliodn enel Laboratorio deEstudios Bioambientalesdel CIHE
Recomendaciones y pautas de diseo
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Diseo deaberturasPreveer el uso de
deflectores en
caso necesario
Proporciones de areasReducir la profundidad
de los locales y
promover mayores
anchos en la dimensin
de los locales
Ubicacin deaberturas deantrada de airepreviendo
parasoles para
garantizar su
apertura normal
Aberturas desalidas de aireFundamental
para garantizar
el movimiento de
aire
Diseo deaberturasQue ofrezcan
alternativas en
su uso
Uso de patios y conductos (no muyextensos)
Commerzbank, Frankfurt, Alemania
Foster and Partners
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Commerzbank, Frankfurt, AlemaniaFoster and Partners
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Casa Tropical, Arnhem, AustraliaGlenn Murcutt
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Croquis de estudio
Ensayos en Tnel de Viento
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Estudios sobre unaescuela en Misionesde los arqtos.Sotto y Rivarola
ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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Primeros esquemas ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIAFacultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo
Planta general ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIA
Facultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo
Viviendaguardaparques,
estacionamiento y
depsito
Residencia
investigadores en
biodiversidad y
pasantes tesistas,con comedor-
estar
Vivienda director,con laboratorio
Tnel de viento de baja velocidad ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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Simulacin de viento congradiente de capa limite y flujo turbulento
Viento en espacios exteriores
Presin de viento sobre fachadas
Ingreso de brisa en interiores
Calibracin de simulaciones numricas
CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIA
Facultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo
Sol y Sombra ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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INVIERNO 13:00 hsVERANO 13:00 hs
INVIERNO 14:00 hsVERANO 14:00 hs
CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIA
Facultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo
SIMULACION EN CFD
Ventilacin cruzada ESTACION DE BIOSFERA YABOTI
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ENSAYOS EN TUNEL DE VIENTO
SIMULACION EN CFD
CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESaaaaaaTIGACION HABITAT Y ENERGIA
Facultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo
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CENTRO DE INTERPRETACIONMONTE LOAYZA
Golfo San Jorge, Santa Cruz
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7/28/2019 Teorica 6 Viento IDB 2013
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Estudios de viento
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Estudios de viento
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Estimacin de sombras de viento:
direccin sudoeste
Estimacin de sombras de viento:
direccin oeste