ejercicio confort termico luis alexis arias cruz

8/19/2019 Ejercicio Confort Termico Luis Alexis Arias Cruz

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UNIVERSIDAD DE BAJA CALIFORNIA Campus Tepic ARQUITECTURA BIOCLIMATICA

DOCTORADO EN ARQUITECTURA

1

PROYECTO ANALIZADO:

M. EN VAL

.

. LUIS ALEXIS ARIAS CRUZ

CASA HABITACION ubicada en a Ciudad de Tepic, Nayarit.

TABLA 1. Integrantes de una familia de la casa habitación de estudio ubicada en lacolonia Infonavit Los Fresnos, en la Ciudad de Tepic Nayarit México.

CARACTERISTICAS USUARIO - 1 USUARIO - 2

Género Hombre MujerEdad 36 33Nivel Educativo Posgrado SuperiorColor de piel Blanca BlancaEstatura 1.80 1.70

Casa habitación construida en el 2011, y ubicada en la calle quexpan 110 interior 9 en lacolonia Infonavit los fresnos. A continuación se presenta la ubicación de la casa ene estudio:

Ciudad

IUDAD DE TEPIC

CASA HABITACIÓN

CROQUIS DE LA CASA HABITACIÓN DE ESTUDIO

EN LA COLONIA INFONAVIT LOS FRESNOS EN LA

CIUDAD DE TEPIC NAY. MEX.

LATITUD: 21 º 29’23’’ N

LONGITUD: 1 4 º 53’ 24’’W

930 MSNM


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Esta casa habitación tiene 159.32 m2 de construcción y forma parte de la colonia Infonavitlos Fresnos, ubicada en la Ciudad de Tepic, Nayarit, México; consta de planta baja y plantaalta, en el segundo nivel tiene un baño completo, tres recamaras y un cuarto de servicio, y

en planta baja una cochera, sala–

comedor, cocina, una recamara, un baño completo, unmedio baño y un jardín. Sus orientaciones principales son norte sur y fachada corta orienteponiente relativamente.

Hay que señalar que este proyecto tiene ciertos problemas bioclimáticos, en la casa sesienten diferentes temperaturas en la mayoría de los espacios, todos dentro del rango deconfort y es muy variable según la época del año, aunque el clima en Tepic no es muyextremo, la casa es bastante susceptible a los cambios de clima de la ciudad. El bioclimapara la Ciudad de Tepic es templado – húmedo (según clasificación de bioclimas), dondese presenta una temperatura media para el mes más cálido de 23.9 °C (Julio) ver figura 2.

FIGURA 2. TABLA DE TEMPERATURA MENSUALES PARA LA CIUDAD DE TEPIC

FIGURA 3. TABLA DE TEMPERATURAS HORARIAS ANUALES


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En la figura 4 se muestran los datos referentes a la precipitación pluvial de la Ciudadde Tepic y su zona conurbada, en la que se observa que de acuerdo a laprecipitación máxima en 24 horas, julio es el mes con mayor índice de lluvia con334.9 mm.

La precipitación total anual es de 1235.8 mm. Según Fuentes (2004,p.157)determinara los requisitos de humidificación o deshumidifacion de acuerdo alsiguiente rango:

Menor de 650 mm de precipitación, requerimientos de humedad. Entre 650 y 1000 mm se encuentra dentro de la zona de confort hídrico. Mayor de 1000 mm requiere deshumidificacion.

La planta alta tiene problemas de sobrecalentamiendo pues se presenta unfenómeno de inercia térmica en el verano, con los rangos de humedad alta,

precipitación y temperatura, se deben implementar sistemas de ventilación pasiva.

FIGURA 4. TABLA DE PRECIPITACIÓN Y EVAPORACION MENSUAL PARA LA CD. DE TEPIC

L l u v i a

I n t e n s a

L l u v

i a

E s c a s a

Precip. Alta (> 150 mm)

Precip. Baja (< 40 mm) Precip. Baja (< 40 mm)

Evap. Alta (> 150 mm)

PERIODO LLUVIOSO

0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10. 5 11. 5 12.5

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

P R E C I P I T A C I Ó N Y E V A P O R A C I Ó N

( m m )

MESES

PRECIPITACIÓN Y EVAPORACIÓN

LIi - LIs (Precipitación Moderada) PRECIPITACIÓN TOTAL EVAPORACIÓN TOTAL


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FIG. 5.

PLANTA ARQUITECTÓNICA BAJA Y ALTA CORRESPONDIENTE A LA CASA HABITACIÓN DE ESTUDIOEN LA CUIDAD DE TEPIC, NAYARIT, MÉXICO.


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FIG. 6.

CORTE LONGITUDINAL CORRESPONDIENTE A LA CASA HABITACIÓN DE ESTUDIO EN LA CUIDAD DETEPIC, NAYARIT, MÉXICO.

FIG. 7.

FACHADA PRINCIPAL CORRESPONDIENTE A LA CASA HABITACIÓN DE ESTUDIO EN LA CUIDAD DETEPIC, NAYARIT, MÉXICO.


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FIG. 8.

FACHADA PRINCIPAL CORRESPONDIENTE A LA CASA HABITACIÓN DE ESTUDIO EN LA CUIDAD DETEPIC, NAYARIT, MÉXICO. 21 DICIEMBRE 13:00 HRS.


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A continuación se presenta la ubicación de la casa-habitación en la ColoniaINFONAVIT los Fresnos en relación con la estación del Sistema MeteorológicoNacional más cercana que es la 18038.

Se seleccionó esta estación 18038, debido a que se encuentra ubicada a una distancia máscercana (2.8 km.) a la casa habitación de estudio.

Entre las características mas importantes del entorno de la zona de estudio y la zona dondese ubica la estación meteorológica podemos describir las siguientes: La densidad de construcción es alta, las dos se encuentran en la zona urbana de la

ciudad El tipo de vegetación de la zona es prácticamente similar: arboles endémicos como

lo son la amapa primavera, jacaranda, tabachin y especies arbustivas como el pastosan agustin, rosales, laurel enano.

La topografía en esta parte de la ciudad tiene una pendiente del 5% y tanto laestación como la zona donde se encuentra la casa en cuestión tienen característicasimilares con respecto a la altura sobre el nivel del mar: 930 MSNM. El suelo es tipo1 según la estratigrafía de la ciudad. (Plan de desarrollo urbano de Tepic).

En lo que respecta a la orografía, la ciudad de Tepic se encuentra casi rodeada por

cerros, a excepción de la zona sur oriente. Entre ellos destacan el cerro de La Cruz yla Loma Batean, en la que se localiza la estación de microondas; al oriente el cerrode Los Metates; y al poniente el cerro de San Juan. Sin embargo, la mayor parte dela ciudad ocupa suelos planos y semiplanos que no rebasan el 5% de pendiente. Elcrecimiento urbano al norte se da sobre terrenos con pendientes entre el 15 y el 30%,menos aptas para el desarrollo urbano.

Tepic se localiza en la región hidrológica Lerma-Santiago, en la cuenca del ríoSantiago-Aguamilpa y en la subcuenca del río Mololoa.


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La hidrografía está constituida por los ríos Santiago, que sirve de límite al norte y estedel municipio; Mololoa, que cruza la ciudad; y Santa Rosa. Además existen 25manantiales. El principal escurrimiento superficial lo constituye el río Mololoa, quecruza el municipio de Tepic de sur a norte y atraviesa parte de la ciudad al oriente yel norte. El río ha sido canalizado en buena parte de su cauce inicial.

En seguida se presentan los datos que ofrece el Servicio Meteorológico Nacional de laComisión Nacional del Agua (CONAGUA), para la estación 18038.


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variables descripcion U-1 U-2 U-1 U-2

x1 temp aire°C 20 34 20 32

x2 Opinion preferencia térmica4 2 4 2

x 3 Tiempo permanencia suj eto2 3 2 3

x4 Hume dad re lati va de l ai re5 6 5 7

x 5 Tiempo de vigi lia de l suj eto2 3 2 4

x6 Ni vel e ducati vo del suje to2 2 2 3

x7

Relacion simbólica entre

concepto de comodidad y

espacios exteriores1 1 1 1

x8Relacion simbólica entre

concepto de frío y elementos

arquitectónicos1 0 1 0

x9Relación simbólica entre

concepto de frío y casa1 0 1 0

x10Horario diurno de toma de

opinión 6 3 6 4

x11 Temperatura corporal sujeto3 3 3 3

x12

Relación simbólica entre

concepto de frío y espacios

exteriores 0 0 0 0

x13Evaluación emocional del

sujeto 9 9 9 9

x14 Estatura del sujeto en metros1.7 1.7 1.7 1.8

x15¿El local de estudio es

población rural? 0 0 0 0

x16Tasa metabolica del sujeto

previa a la opinión1 1 1 2

x17Alimentación del sujeto previa

a la toma de opinión4 2 4 3

x18 Color de piel 1 1 1 1

x19Relacion simbólica entre el

concepto de calor y casa0 1 0 0

x20Género del sujeto de

referencia 0 0 0 1

x21

Relacion simbólica entre el

concepto de frío y otros

elementos e instalaciones1 0 1 0

x22

Relacion simbólica entre el

concepto de calor y los

espacios exteriores0 1 0 0

x23

Calidad de la construcción de la

casa donde está acostumbrado

a vivir el sujeto

9 9 9 9

Y1OPINION DE SENSACION

TERMICA 4 6 4 5

MES FRIO MES CALIDO

A continuación se presenta una tabla donde se indican los valores asignados a las variablesindependientes correspondientes a los usuarios de la casa – habitación y a partir de ellos suaplicación dentro del modelo Holístico del cálculo de confort térmico de J.R. Mayorga(2005).

Nomenclatura utilizada en latabla u: usuario; h =hombre; m = mujer.


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ENTONCES PARA EL MES MAS FRIO SEGÚN EL MODELO HOLISTICO:

Para usuario 1 (M-33) X1 = 20.947 °C ANGO = 18.44°C – 23.44°CPara usuario 2 (H-36) X1 = 25.535°C RANGO = 23.03°C - 28.03°C

PROMEDIO TOTAL MODELO HOLISTICO:(20.947 °C+25.535°C)/2= 23.2415 °C (para seres humanos promedio adultos, valorcomparable)

ENTONCES PARA EL MES MÁS CALIDO SEGÚN EL MODELO HOLISTICO:

Para usuario 1 (M-33) X1 = 33.71 °C ANGO = 31.21°C – 36.21°CPara usuario 2 (H-36) X1 = 27.93 °C RANGO = 25.43°C - 30.43°C

PROMEDIO TOTAL MODELO HOLISTICO:33.71 °C + 27.93°C)/2= 30.82 °C (para seres humanos promedio adultos, valor

comparable)


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FIGURA 9 .Datos climatológicos para la ciudad de Tepic. Fuente: Observatorio meteorológico de Tepic, Nay.

La zona de confort térmico para la ciudad de Tepic y zona conurbada se encuentra en losrangos de temperaturas de 21.6°C como mínima y 26.6°C como máxima. Estos rangosfueron usados para delimitar la zona de confort térmico anual, mensual y horario y definirestrategias de diseño puntuales en cuanto al calentamiento y enfriamiento.

FIGURA 10

. Temperaturas mensuales

En las figuras 2 y 3, se observa que las temperaturas máximas de los meses de diciembre yenero se localizan dentro del límite máximo de la zona de confort (ZC); en tanto, para los

LATITUD: 21° 29' 23' ' N 21.49

LONGIT: 104° 53' 24'' W -104.89

ALTITUD: 9 63 msnm 963

CLIMA:

BIOCLIMA:

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

a MAXIMA EXTREMA ºC 11 32.0 33.2 35.0 35.7 38.2 37.6 35.0 37.0 38.0 33.5 33.4 45.5 45.5

a FECHA d d/ aa aa n /d 1 5/ 19 74 0 1/ 19 76 1 6/ 19 77 0 1/ 19 81 1 3/ 19 79 0 1/ 19 80 0 1/ 19 69 0 1/ 19 70 2 3/ 19 72 2 4/ 19 74 2 5/ 19 77 2 1/ 19 72 2 1/ 19 72

a PROMEDIO MÁXIM A ºC 11 26.2 27.2 28.3 29.1 31.2 30.3 29.8 29.6 29.4 29.5 28.1 26.7 28.8a MEDIA ºC 11 17.7 18.0 18.8 19.7 21.7 23.4 23.9 23.9 23.7 22.9 20.3 18.7 21.1a PROMEDIO M ÍNIMA ºC 11 9.2 8.8 9.2 10.3 12.2 16.5 18.0 18.2 18.1 16.3 12.4 10.7 13.3a MINIMA EXTREMA ºC 14 2.8 1.2 4.0 2.2 4.2 4.7 9.2 8.6 7.3 9.2 3.2 4.2 1.2a FECHA d d/ aa aa n /d 2 4/ 19 73 2 1/ 19 74 1 7/ 19 69 0 1/ 19 71 1 7/ 19 71 0 1/ 19 73 0 1/ 19 73 3 1/ 19 72 0 1/ 19 72 3 1/ 19 69 1 8/ 19 73 0 1/ 19 73 2 1/ 19 74b OSCILACIÓN ºC 11 17.0 18.4 19.1 18.8 19.0 13.8 11.8 11.4 11.3 13.2 15.7 16.0 15.5

c INSOLACIÓN TOTAL h 20 259.0 166.0 148.0 219.0 257.0 216.0 202.0 198.0 197.0 227.0 238.0 274.0 2,601.0

a TOTAL (Global) W/m2 5 173.5 196.7 208.3 243.0 254.6 231.4 214.1 208.3 196.7 196.7 173.5 150.5 203.9

e DIRECTA W/m2 5 57.8 127.2 127.2 150.4 173.5 127.2 104.4 104.4 104.4 104.4 104.4 92.5 114.8

e DIFUSA W/m2 5 46.3 69.4 81.0 9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 86.8 75.2 63.6 57.8 43.9

a PRESIÓN MEDIA hPa 20 910.9 911.8 909.6 909.1 909.5 908.8 910.2 909.9 909.3 910.1 910.3 911.6 910.1

d TENSION MEDIA DE VAPOR mb n/d 1.0 1.0 1.0 1.2 1.3 1.4 1.4 1.4 1.4 1.3 1.0 0.9 1.2

a RELATIVA MAXIMA % 10 74.6 71.4 67.8 70.2 72.3 80.2 82.9 81.4 83.6 78.5 73.5 67.4 75.3

a RELATIVA MEDIA % 20 68.0 66.0 64.0 62.0 65.0 73.0 78.0 79.0 79.0 76.0 71.0 69.0 70.8

a RELATIVA MINIMA % 10 38.4 28.8 29.4 29.5 35.0 41.7 51.6 49.3 49.9 44.6 36.8 30.9 38.8

c EVAPORACIÓN TOTAL mm 20 87.0 109.0 154.0 182.0 198.0 164.0 131.0 128.0 113.0 109.0 88.0 72.0 1,535.0

c TEMP. DE BULBO HÚMEDO ºC 20 14.3 14.7 15.1 16.4 18.4 21.2 21.5 21.6 21.7 20.5 17.4 15.3 18.2

a TOTAL mm 20 34.8 11.2 2.4 1.9 6.9 183.2 334.9 316.0 229.8 76.9 13.6 24.2 1,235.8

a MAXIMA mm 20 216.2 79.0 20.7 27.2 45.1 372.2 416.3 446.6 376.9 142.0 78.0 123.3 446.6a FECHA aaaa n/d 2006 2010 2002 2008 2007 2002 2005 2010 2010 2010 2003 2009 AGO-2010 a MAXIMA EN 24 h mm 20 100.7 54.4 10.4 11.3 32.0 116.9 92.6 86.9 97.8 50.3 61.0 54.8 116.9

a FECHA dd/ aaaa n/d 31/ 2006 01/ 2010 21/ 2002 28/ 2008 03/ 2007 28/ 2002 19/ 2005 03/ 2010 13/ 2010 29-1010 02/ 2003 17/ 2009 28-j un-2002

a MAXIMA EN 1 h mm 20 12.2 9.2 6.1 8.6 14.2 58.7 66.5 56.0 71.1 33.0 27.9 17.6 71.1a FECHA dd/ aaaa n/d 07/ 2002 05/ 2009 03/ 2003 17/ 2002 11/ 2005 22/ 2005 21/ 2002 13/ 2006 05/ 2007 04/ 2001 12/ 2003 19/ 2001 5-sep-2007 a MINIMA mm 10 4.0 4.0 7.0 18.0 13.0 40.0 38.0 26.0 32.0 12.0 4.0 3.0 3.0a FECHA aaaa n/d 2005 2009 2007 2001 2008 2010 2007 2004 2009 2010 2010 2010 DIC-2010

c LLUVIA APRECIABLE Días 20 3.2 1.2 0.8 0.6 1.4 11.7 23.5 24.1 17.8 6.1 2.3 2.9 95.6

d LLUVIA INAPRECIABLE Días 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

c DIAS DESPEJADOS Días 20 7.2 8.0 9.7 8.8 10.5 6.6 5.4 5.2 4.9 5.6 6.9 6.8 85.6

c DIAS MEDIO NUBLADOS Días 20 13.1 14.0 14.5 15.4 15.7 11.0 7.1 6.8 7.7 15.1 17.6 13.9 151.9

c DIAS NUBLADO / CERRADO Días 20 10.7 6.0 6.7 5.8 4.9 12.4 18.5 19.0 17.4 10.3 5.5 10.4 127.6

d DIAS CON ROCIO Días 20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.1

c GRANIZO Días 20 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.5 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1 1.5

c HELADAS Días 20 0.1 0.1 0.1 0.0 0.1 0.0 0.1 0.0 0.1 0.1 0.0 0.2 0.9

c TORMENTA ELÉCTRICA Días 20 0.2 0.1 0.2 0.1 0.5 6.4 14.9 18.3 13.6 3.3 0.4 0.2 58.2

c NIEBLA Días 20 3.7 4.5 3.8 4.1 4.3 5.5 4.1 6.1 7.3 10.6 9.8 5.3 69.1

d NEVADA Días 20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

d VISIBILIDAD DOMINANTE km 20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

°C Grados Centígrados Milímetros

h Hora Días

W/m2 Watt / Metro cuadrado

hPa Hectopascal% Porciento Dato no disponible

Unidades:

PERIODO

mm

P R E C I P I T A C I Ó N

H U M E D A D

F R E C U E N C I A

D E

F E N Ó M E N O S E S P E C I A L E S

AÑOSVARIABLES CLIMATOLÓGICAS UNIDAD

T E M P E R A T U R A

R A D I A C I Ó N

S O L A R

Días

aaaa

dd/aaaan/d

Año (4 dígitos)

Día (2 dígitos) / A ño (4 dígitos)

Templado Húmedo

C O O R D E N A D A S

FUENTE ANUALMESES

1951-2010

TEPIC NAYARIT MEX.

CIUDAD

(A)Caw2(w ) (i') (Semic álido, poca oscilación, no es tipo ganges, no hay canícula)


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meses restantes la diferencia es oscila entre los 2 y 8 grados. La temperaturas mínimas(Tmin) se encuentran por debajo de la zona de confort mínima (ZC min) en todos los mesesdel año, teniendo en los meses de julio, agosto y septiembre una diferencia de 6 a 8°C pordebajo del límite mínimo de confort.

Conocer las horas de sobrecalentamiento y enfriamiento contribuirá a tomar decisiones másadecuadas en cuanto a las características formales y funcionales del espacio a diseñar, estoal relacionarlas con los horarios de uso del inmueble. (Figura 3). Con Respecto a las horasde mayor temperatura o sobrecalentamiento (color amarillo), estas se presentan en loshorarios de 14:00 a las 17:00 horas en promedio, fenómeno que se produce en Mayo yJunio.

Con base en los resultados se definen específicamente estrategias de diseño bioclimáticoaplicables a diseño arquitectónico en cuanto a requerimientos de bajo calentamiento ysobrecalentamiento.

En la figura 10, se presentan los valores promedio de humedad relativa de a Ciudad deTepic, tanto los mínimos, como los máximos que sirvieron para realizar un análisiscomparativo de relaciones con los demás parámetros.

FIGURA 11 .

Temperaturas mensuales

FIGURA 12. Gráfico de humedad relativa máxima, media y mínima.


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Se observa que los valores de humedad relativa máxima corresponden a los meses de Junioa Octubre con el 95.5%; la humedad mínima, se presentó en el mes de Enero con un 46.9%de humedad, y la humedad media anual es de 75.4% , la cual se encuentra fuera del rangode confort, ya que Fuentes establece un rango de 30% como límite mínimo y un 70% comomáximo. Después de analizar los resultados, se encontró que se requieren aplicar

estrategias de diseño en cuanto a requerimientos de deshumidificación.

Aunque la zona de confort es rebasada durante todo el año, la implementación deventilación participara en la obtención del confort higrométrico sin implementar alguna otraestrategia-, esto debido a que las renovaciones de aire participan en la perdida de calor alinterior del edificio, provocando que la sensación de disconfort por la relación detemperatura alta y humedad relativa alta no se den y causa de la disminución detemperatura y el efecto del viento en el cuerpo humado que contribuye a la evaporación delsudor.

FIGURA 13.

Tabla de humedad relativa mensual, limite superior e inferior de la zona de confort

FIGURA 14. Tabla de humedades relativas horarias para la Ciudad de Tepic.


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En los gráficos se puede observar que prácticamente la mitad del año se necesitaranrequerimientos bioclimáticos, y que de noviembre a abril la zona de confort es mas ampliacontando una hora más por la mañana y una más por la noche; y el rango de confortdisminuye a 7 horas durante los meses de junio, julio y agosto. Las humedades máselevadas se reportan en el horario de 5:00 a 10:00 horas y están relacionadas con las

temperaturas bajo la zona de confort térmico mínimo, en esos horarios, por lo tanto nocausara sensaciones de disconfort drásticas como por ejemplo el sofocamiento.


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BIBLIOGRAFIA:

Mayorga Cervantes, Juan. Arquitectura y confort térmico, teoría, calculo y ejercicios. 2012, Ed. Vacha, S.A.

de C.V.

Normales climatológicas. del Servicio Meteorológico Nacional. 2014

ejercicio confort termico luis alexis arias cruz

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