Tema 2 – Bienestar Térmico y Clima
MSc Ing. Timo Márquez
Marzo 21 2011Escuela de Arquitectura
(presentación adaptada de curso Arq Bioclimática, Magíster Arq. Bioclimática, Zaragoza)
Objetivos del Tema-2
• Conocer los métodos para estimar el grado de bienestar térmico
• Entender variables que impactan el bienestar térmico
• Discutir la relación entre variables de diseño, variables climáticas y las condiciones que influyen el bienestar térmico.
• Visualizar ejemplo entre bienestar térmico y ahorro energético
Links recomendados:http://wiki.naturalfrequency.com/
Repaso
• Variables significativas para determinan bienestar térmico (met, clo, Ta, Tr, Vela, HR)
• Cuantificar el grado de bienestar térmico • Temperatura radiante, del aire y operativa
Análisis Climático
• El análisis de la data climática del sitio aporta información para evaluar estrategias de diseño y mejorar el bienestar térmico.
• Está tiene que venir de una estación meteorológica.
Análisis Climático: Tipos de Clima
Aislamiento, factor de forma
Temperaturas bajo 0Polar
Diseño verano e invierno, aislamiento, protección solar
Se distinguen las estaciones
Mediterráneo
Aislamiento, ganancias solares
Bajas temperaturasAlta de montaña
Ventilación, iluminación, precaución humedad
Alta temperatura con pocas variaciones
Intertropical
Ventilación, Humectación, Bloqueo Solar
No se produce precipitación
Árido
Análisis Climático: variables
Las variables necesarias para un análisis climático son:– Radiación Solar– Temperatura bulbo-seco– Humedad relativa– Velocidad y dirección del viento– Albedo
Análisis Climático: radiación Solar
Efectos: Aprovechamiento de ganancias solaresIluminaciónPosibles recalentamientos
Influencia en Diseño:Distancias entre edificiosOrientación de fachadasPorcentaje de acristalamientoElementos de ganancia directa o indirecta
Análisis Climático: radiación solarW/ m²
<0100200300400500600700800900+
Wk
Hr
W/ m²
4
8
12
16
20
24
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3640
4448
52
4
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0
200
400
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800
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Wk
Hr
W/ m²
4
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4448
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24
0
200
400
600
800
1000
W/ m²
<0100200300400500600700800900+
Wk
Hr
W/ m²
4
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28
32
3640
4448
52
4
8
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20
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0
200
400
600
800
1000
Wk
Hr
W/ m²
4
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32
3640
4448
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200
400
600
800
1000
Temuco, Chile
Análisis Climático: radiación solarW/ m²
<0100200300400500600700800900+
Wk
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W/ m²
<0100200300400500600700800900+
Wk
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W/ m²
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1000
Wk
Hr
W/ m²
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4044
4852
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24
0
200
400
600
800
1000
Maracaibo, Vzla¿Por qué es mayor difusa?
Análisis Climático: temperatura
Efectos: Clave para el confort y demandas energéticasLas diferencias de temperatura provocan la transferencia de calor
Influencia en Diseño:Temperatura interiorControl de transferencia de calor mediante aislamiento y control de filtraciones
Análisis Climático: temperatura °C
<04811151923263034+
Wk
Hr
°C
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2024
2832
3640
4448
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°C
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2024
2832
3640
4448
52
4
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1620
24
0
5
10
15
20
25
30
35
40
°C
<048111519232630
34+
Wk
Hr
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52
4
8
12
16
20
24
Análisis Climático: humedad relativa
Efectos: Define zonas de confortEl calor latente provoca variaciones de temperatura
Influencia en Diseño:En regiones secas, la humectación reduce la temperatura
Análisis Climático: humedad relativa
%
<0102030405060708090+
Wk
Hr
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52
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%
<0102030405060708090+
Wk
Hr
%
4
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24
28
323640
4448
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4812162024 0
20
40
60
80
100
Hr4812162024
Análisis Climático: viento
Efectos: Puede crear disconfort en el exteriorIncrementa filtracionesVaría las condiciones de confort
Influencia en Diseño:Barreras al vientoDiseño para permitir su paso
9amWind
3pmWind
Análisis Climático: albedo
Efectos: Presenta influencias positivas o negativas en base al clima y estación
Influencia en Diseño:Se puede variar mediante los acabados urbanos y la presencia de cuerpos de agua
Pintura verdeLadrillo rojo
Pintura blancaHoja de aluminio
Carta psicrométrica
• La carta psicrométrica provee una representación gráfica del estado o condición del aire en un momento especifico.
• Juega un rol importante en un diseño bioclimático del espacio.
Carta psicrométrica: ejemplo
• Clima de Temuco
DBT(°C) -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
AH
5
10
15
20
25
30
Comfort
Psychrometric ChartLocation: Temuco, ChileData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T ool
Carta psicrométrica: ejemplo
• Clima de Santiago
DBT(°C) -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
AH
5
10
15
20
25
30
Comfort
Psychrometric ChartLocation: SANTIAGO, CHLData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T ool
Carta psicrométrica: ejemplo
• Clima de Caracas
DBT(°C) -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
AH
5
10
15
20
25
30
Comfort
Psychrometric ChartLocation: CARACAS, VENData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T ool
Carta psicrométrica: estrategias pasivas
• Mediante la carta psicrométrica se pueden plantear posibles estrategias pasivas:– Protección solar– Calefacción– Enfriamiento– Iluminación
Carta psicrométrica: diseño energético
Ventilación cruzadaAprovechar la ventilación y humectación en verano
Protecciones solares bien dimensionadas
Proteger de radiación solar en verano
Analizar espesores óptimos de aislante en envolvente
Protegerse de las temperaturas del exterior (invierno / verano)
Aplicación de técnicas activas de captación solar (colectores)
Aprovechar la irradiación solar en invierno
• De esta manera se puede ampliar el rango de la zona de bienestartérmico
Software: Weather Tool
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10 0.0k
0 0.2k
10 0.4k
20 0.6k
30 0.8k
40 1.0k
°C W/ m²MONTHLY DIURNAL AVERAGES - San Francisco, California - USA
Weekly SummaryMaximum T e mpe ra ture (°C)Location: Temuco, Chile (-38.8°, -72.6°)© W eather T ool
°C
<051015202530354045+
Wk
Hr
48
1216
2024
2832
3640
444852
48
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2024
0
10
20
30
Wk
Hr
48
1216
2024
2832
3640
444852
48
1216
2024
0
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