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

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

W/ m²

<0100200300400500600700800900+

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Temuco, Chile

Análisis Climático: radiación solarW/ m²

<0100200300400500600700800900+

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

W/ m²

<0100200300400500600700800900+

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

16

20

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

4

8

12

16

2024

2832

3640

4448

52

4

8

12

1620

24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Wk

Hr

°C

4

8

12

16

2024

2832

3640

4448

52

4

8

12

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

4

8

12

16

20

24

%

<0102030405060708090+

Wk

Hr

%

4

8

12

16

20

24

28

323640

4448

52

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

• Identificación de data climática

Carta psicrométrica: lectura

Carta psicrométrica

Carta psicrométrica

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

1216

2024

0

10

20

30

Wk

Hr

48

1216

2024

2832

3640

444852

48

1216

2024

0

10

20

30