09 gianfranco michele de angelis - analisis energetico-ambiental. los trullos del sur de italia

Universidad Politècnica de CatalunyaMaster Oficial Arquitectura Energía y Medio Ambiente

Departamento de Constr cciones Arq itectónicas IDepartamento de Construcciones Arquitectónicas I

Análisis energético-ambiental de los trullosdel sur de Italia en clima cálido-seco

Autor: Gianfranco De AngelisAutor: Gianfranco De Angelis

Tutor: Helena Coch

Septiembre 2009

Master en Arquitectura, Energía y Medio Ambiente Tutor: Helena Coch Autor: Gianfranco De Angelis

Análisis energético-ambiental de los trullos del sur de Italia en clima cálido-seco

Clima Mediterráneo

El nombre lo recibe del Mar Mediterráneo, área donde es típicoeste clima Se sitúa entre las latitudes de 30º y 40ºeste clima. Se sitúa entre las latitudes de 30 y 40aproximadamente.Es una variedad del clima subtropical, o del clima templado, secaracteriza por los veranos secos y calurosos y sus inviernoshúmedos y templados. En verano no llueve casi nunca, en los

Clima templado marítimo

Clima mediterraneo

Clima templado continental

LEYENDA

meses de invierno puede llegar a helar.

Clima templado continental

Clima subtropical

Clima cálido seco Las temperaturas del día y de la noche en este clima son muy variables.

Mapa con los climas templados del mundo.

Las estrategias arquitectónicas populares en respuesta al clima cálido-seco son la gran inercia térmica de las paredes, los asentamientos compactos de las casas, las paredes exteriores pintadas de blanco, la recogida de agua pluvial.

Esquema de casas adosadas Casas pintadas de blanco en el sur de Italia, Ostuni Esquema constructivo de los “sassi” de Matera



Estrategias arquitectónicas en función del clima cálido-seco

Ciudad subterránea en Anatolia (Turquía). Esquema de patio con refrigeración evaporativa Cubierta redondeada en la isla de Procida.

Otras estrategias arquitectónicas en respuesta al clima cálido-seco son las construciones enterradas de Anatolia, los patios

Zona de confort

con fuentes en el interior, las cubiertas redondeadas para diluir la radiación solar cuando está en el punto más alto, dando como resultado una temperatura superficial menor. La forma redonda facilita también su enfriamiento nocturno por el viento.

30

4050

6070

8090

Zona Confort Verano

aire

sec

o

Entalpia (Kcal/Kg. aire seco)

En el confort del ser humano intervienen a la vez parámetros y factores diversos, los primeros pueden valorarse en términos energéticos, los factores dependen de la persona, del usuario del espacio.

20

30

Hum

edad

g/K

g. a Zona Confort Invierno

El confort térmico será posible con valores de temperaturas del aire entre 15 y casi 30º C y con humedades entre el 40 y el 80% de la saturación para cada temperatura, dependiendo siempre de los factores de confort.

Temperatura (°C)

10

Condiciones de confort térmico en verano y en invierno

Los elementos principales que afectan al confort humano son: temperatura del aire, radiación solar, movimiento del aire y la humedad.



La arquitectura vernácula en clima cálido-seco : los “trullos”

“Al buen constructor le importa utilizar de la manera más oportuna y provechosa los que tiene a su disposición”

Origen de los trullosoportuna y provechosa los que tiene a su disposición .

L.B. AlbertiLa palabra “trullo” deriva del griego tholos, que significacúpula cónica.

Un “trullo” es una antigua construcción rural propia de la

La arquitectura vernácula del sur Italia tiene una relaciónf l l d l l E i d

región italiana de Apulia, que se realiza íntegramente con muros de mampostería de piedra en seco sin mortero, rematada con una gran cubierta de forma seudo cónica.

muy fuerte con la naturaleza del lugar. Es un tipo deconstrucción que utiliza materiales del lugar, que seadapta muy bien a las condiciones ambientales.

T ll l i j t l

Características:

- vivienda-refugio con muros de piedras en seco,superficie interior de 25 30 m2

Trullo en el paisaje natural. Tipologías de pináculos.

- superficie interior de 25-30 m2,- casi nunca tienen cuarto de baño en el interior,- piedras recogida del campo para fertilizarlo,- muros con un metro de espesor,

cubierta con forma de falsa cúpula- cubierta con forma de falsa cúpula,- cisterna puesta por debajo para recoger el agua pluvial,- pared exterior basamental pintada de blanco.

Trullos de Alberobello. Signos sobre la cúpula.



Los trullos representan un particular “lenguaje arquitectónico” repetido en otros lugares.

Similitudes en el mundo

La prosecución de la forma es evidente en las construcciones de Harrán (Turquía) y en el ( q ) yPanteón de Roma.

La tipología más difusa se compone de dos elementos estructurales principales: el

Trullos de Alberobello.

Analogía del trullo sovrano con el panteón de Roma.

estructurales principales: el basamento y la falsa cúpula.

El basamento, sea de planta cuadrada o circular (en los tipos

ti ) tá tit idmas antiguos), está constituido de estratos de piedra superpuestos con un espesor entorno a un metro.

La bóveda, con forma de cono invertido, de forma ojival tiene una inclinacion de 15-20° hacia el interior.

0 1 m

Construcciones en Harrán (Turquía) análogas al trullo. Tipologías constructivas antiguas.



Fases de construcción del trulloLa construcción se compone de una serie de anillos concéntricos superpuestos horizontalmente los unos a los otro, suficientemente rígidos gracias al efecto l t l d i t

Tipologías constructivas

Tipo 1

lateral de unas piezas con otras.

Tipo 2

Tipo 3

Anillos concéntricos superpuestos.

Fase 1 Fase 2

La terminación del trullo se completa en el techo con un revestimiento de piedras y con el pináculo, el revestimiento

Tipo 4

p y p ,exterior blanqueado de cal.

Tipo 5

Tipo 6

Maqueta trullo.

Fase 4Fase 3



CARTA DEL SOL

Carta solar de Alberobello Características energéticos - ambientales

La relación entre la

Latitud 40°47'A 21 JunioB 21 Julio - MayoC 21 Agosto - AbrilD 21 Septiembre - MarzoE 21 Octubre - Febrero

Alberobello orientación y la posición de los trullos no tiene mucha importancia, debido al gran espesor de los muros y a las

Piedras de revestimiento en seco

F 21 Noviembre - GeneroG 21 Diciembre

Principales características medioambientales:Conjunto de trullos en la ciudad de AlberobelloN

150-150 B

de los muros y a las pequeñas aberturas.

- 1) Piedras en seco.- 2) Inercia térmica y espacio tampón.- 3) Condensación interior de las paredes del aljibe.- 4) Recogida de agua pluvial.

A

A'

120-120 AB

519

- 5) Refrigeración evaporativa.- 6) Efecto chimenea.- 7) Cuerpo selectivo frìo. - 8) Pérgola de hojas caducas.EW

AC

D

6

7

89

101112131415

16

17

18

B'

60-60

E

FG

111213

Interior de un complejos de trullos.S

O

S

E

N

0 1 m

30-30



Este tipo de construcción de piedras en seco proporciona un alto grado de aislamiento, dilatando el impacto calorífico

1) Piedras en seco 2) Inercia térmica y espacio tampón

g , pdurante muchas horas y permitiendo, como consecuencia, controlar las puntas de calor.

Revestimiento de la cubierta en seco

Diferencia de temperatura en verano interior-exterior.

La inercia térmica de las paredes produce un desfase de la onda termica en el tiempo y una amortiguacion de esta onda

Los muros y el cono de los trullos están construidos en seco, debido a ello entre las láminas de piedra calcárea se forman pequeñas cámaras de aire que actúan como aislante.

p y gal atraversar la pared que no se aprecian los cambios de temperatura exterior; de esta manera la temperatura se mantiene constante.

df = 22 horas

fa = 0,121,00

0,300,40

0,30

fa 0,12

Desfase de la onda térmica.0 1 m

Muro macizo del trullo.



3) Condensación interior de las paredes del aljibe 4) Recogida agua pluvialLos trullos con su piedras calcáreas que se comportan como estructuras de condensación y de conservación de agua en el aljibe.y g j

4,20

En verano el aire caliente que entra en el aljibe, como es un Condensación en el interior del aljibe parecido al comportamiento de una cueva.

3,85

2,19

0,97

q j ,ambiente mas frió, se condensa provocando la formación de pequeñas gotas de agua. En cambio, en invierno el vapor de agua contenido en el aljibe, más caliente que el aire externo, se condensa con su contacto.

3,65

1,44

0 1 m

30

4050

6070

8090Verano

Aire interior del trullo que entra en el aljibe y se enfria

InviernoAire interior del aljibe que a contacto con el aire interior del trullo se enfria

Recogida de agua pluvial de la cubierta en la cisterna. La presencia de la cisterna favorece la posibilidad de

Sección A-A’20

30

Curva de saturación

Proceso de condensación en el interior del aljibe y formación de gotas de agua.

disponer de agua durante todo el año.10



4050

6070

8090

Entalpia (Kcal/Kg. aire seco)

5) Refrigeración evaporativa 6) Efecto chimeneaEn el interior se genera un movimiento de aire fresco que proviene del aljibe que refresca el ambiente superior y calentándose sube por la chimenea.

20

30

40

Zona Confort Verano

umed

ad g

/Kg.

aire

sec

o El agua, al evaporarse, roba energía al aire con el cual está en contacto y lo enfría, aumentando su contenido de vapor de agua

Temperatura (°C)

10

Hu

Principio de refrigeración evaporativa

Esquemas de chimeneas distintas de los trullos.

de vapor de agua.

Las chimeneas garantizan la ventilación

Se verifica un enfriamiento evaporativo en el interior del trullo enPrincipio de refrigeración evaporativa.

LEYENDA

ghigiénica y la calefación en el interior.

Sección A-A’Sección B-B’

interior del trullo en los meses más cálidos.

1

2 6

4,20 4,

20

7

6relleno de tierra y piedras

pavimento en piedra calcarea

1 piedras en seco

2

4 aljibe5

3 exterior blanqueado de cal

3,854

3

2,19

0,97 3,85

3,05

2,138

deposito alimentos 6chimenea7dormitorio8

B

3,65

1,445

0 1 m

3,03

1,44

0 1 m

5A

A'

B'



7) Cuerpo selectivo frìo 8) Pérgolas de hojas caducasEl material del revestimiento exterior de los trullos en la parte baja es lechada de cal que constituye un cuerpo selectivo frío.

B

A

N

A'

B'

Paredes exteriores blanqueadas con cal.

Tiene la propiedad de reflejar mucho (a≈0) las longitudes de onda más cortas (visibles y infrarrojo próximo) y absorber mucho (por lo t t iti h ) l á l (i f j l j )

O

S

E

N

0 1 m

Planta tipo de una vivienda de trullos

tanto emitir mucho) las más largas (infrarrojo lejano). ACABADO ABSORTANCIA REFLECTANCIA EMITANCIA

para onda corta para onda corta en onda largaPintura blanca 0,10 - 0,25 0,90 - 0,75 0,9

Pérgolas de vid puestas alrededor del trullo

Cuerpo selectivo frio.

Pérgolas de vid puestas alrededor del trullo.

La vegetación absorbe la radiación solar y sombrea los cerramientos. Al mismo tiempo refresca el aire que circunda la envolvente, mediante la transpiración del vapor de agua.



Condiciones climáticas medias de Alberobello

15202530

med

ia

05

1015

Genero

Febrer

oMarz

oAbri

lMay

oJu

no Julio

Agosto

Setiem

breOctu

breNov

iembre

Diciem

bre

Tem

p.

Latitud 40° 47’ N Longitud 17°14’ EAltitud 416 m.s.n.m.

Temperaturas medias de Alberobello.Radiación solar Italia

Tmax en Agosto

PROBABILIDAD DE INSOLACI ÓN

6070

8090ZONA DE CONFORT DE INVIERNOCI

ZONA DE CONFORT DE VERANOCV

ZONA DE CONTROL POSIBLE CON VENTILACIONV

ZONAS DE CONFORT Y DE CORRECCION CON ARQUITECTURA(SEGUN GIVONI)

pRadiación solar Italia.

1

met

A

M

J

J

A

S

O

N

30

4050

ZONA DE CONTROL POSIBLE CON VENTILACIONV

ZONA DE CONTROL POSIBLE CON INERCIA EN VERANOIV

ZONA DE CONTROL POSIBLE CON INERCIA EN INVIERNOII

ZONA DE CONTROL POSIBLE CON REFRIGERACION EVAPORATIVA

E

VMEDIA TEMPERATURAS Y HUMEDADESPOR CADA MES

90 E F

M D

Tmin en Diciembre

10

20

CI

CV IV

M

A M

JJA

SO

ND

Gráfico de Givoni referido al caso de Alberobello.

EII

E FM

Condiciones medias del año de Alberobello en la gráfica de Olgyay.

En el gráfico de Olgyay se han introducido las líneas que unen las condiciones medias de temperaturas y humedadesunen las condiciones medias de temperaturas y humedades de Alberobello para todos los meses del año. Siendo la temperatura y la humedad interior de un trullopróxima a la media estacional exterior, en los meses de verano estamos en una condición de confort térmico.

Con las condiciones climáticas medias de Alberobello, se permite reconocer para cada mes y para cada época del año cuáles son las constricciones climáticas que deberán ser combatidas con medios arquitectónicos.



Compacidad: 0.83Porosidad: 0 00

Simulación térmica del trullo con Archisun 3.0

Porosidad: 0.00 Alargamiento: 0.43Orientación: 45Esbeltez: 0.40

Forma

Con el programa Archisun se ha evaluado el gasto energético de una tipología de trullo en clima cálido-seco Se determina por cada estación

Ubicación de Alberobello.

tipología de trullo en clima cálido seco. Se determina por cada estación una serie de valores para verificar se estamos en condición de confort.

En la estación de invierno y otoño no hay confort térmico en el interior, pero la calefacción de la chimenea compensa las perdida y contribuye

l it ió d f t bi i h f t

INVIERNO

a la situación de confort, en cambio en primavera y verano hay confort interior sin la ayuda de sistemas activos.

La arquitectura de los trullos, con una gran inercia térmica de las paredes l i t i d l f i ió ti d l ljib

En conclusión resulta ser un diseño eficiente desde el punto de vista energético-ambiental en un contexto con clima cálido-seco como es lo

y con el sistema pasivo de la refrigeración evaporativa del aljibe, es un tipo de arquitectura pasiva en condición de confort térmico.

VERANO

temp. exterior temp. piel temp. interna temp. sensacion confort radiacion indirecta radiacion directa gananacia interna coef.trans.directa coef.ventilacion

energético-ambiental, en un contexto con clima cálido-seco como es lo de la región de Apulia.



Restauración actual de los trullos Perdida de las propiedades medioambientales:- perdida de recogida de agua pluvial en el aljibe,

did d l f t d f i ió ti

Ampliación de las aberturas. Eliminación del altillo interior.

- perdida del efecto de refrigeración evaporativa, - ampliación de las ventanas,- eliminación del altillo, amortiguador de temperaturas, - eliminación de pérgolas alrededor del trullo, - redución de espacio interior por la creación de cuarto de baño.

Propuesta de restauración de los trullos

espacio exterior

Restauración según criterios medioambientales:- posicionamiento del cuarto de baño fuera del trullo,- utilización del agua pluvial para el deposito del baño,- altillo que se puede abrir y cerrar según las estaciones,

tit i l t d d d i t lB

espacio exterior multi-función

cocina

é l d id

- sustituir la puerta de madera con una de cristal opaco,- muro invernadero en el lado sur del cuarto de baño, - colector solar en la pared vertical móvil al lado del muro invernadero,- paneles fotovoltaicos horizontales en la cubierta del porche.

Alzado Sur

A

pérgola de vid

8,52

3,98

3,98

1

persianacorredera

paneles

Alzado Sur

A'aislamiento móvilmuro invernadero

6,34

2,07

2,07

1,00

paneles fotovoltaicos

pfotovoltaicossemi-trasparentes

persianacorredera

O

S

E

N

0 1 m B'muro invernadero

baño exterior muro invernaderocolector solaraislamiento móvil

0 1 m Muro invernadero del cuarto del baño en el lado sur



Propuesta de restauración de los trullosB

espacio exterior multi-función

cocina

Elemento vidriado

A

pérgola de vid

8,52

3,98

3,98

persianacorredera

Contenedor

A'aislamiento móvilmuro invernadero

6,34

2,07

2,07

1,00

paneles fotovoltaicos

Aislamiento térmicoTubos con agua Elemento captador

Colector solarPaneles fotovoltaicos

O

S

E

N

0 1 m B'muro invernadero

baño exterior

Sección B-B’

Sección A-A’

20

pérgola de vid

20

pérgola de vidmuro invernadero

Sección A A

4,

2,19

0,97 3,85

persianacorredera

3,85

3,05

2,13

4,persianacorredera

3,65

1,44

0 1 m3,03

1,44

0 1 m



Conclusiones

La arquitectura vernácula de los trullos de Apulia representa una adaptación perfecta con el clima cálido-seco del lugar.

Conocer a fondo el funcionamiento de este tipo de vivienda significa conocer bien sus propiedades energéticos-ambientales intrínsecas,

L t ió d l t ll ió d li d i liLa restauración de los trullos es una operación delicada que implica este conocimiento para disfrutar de sus calidades medioambientales.



09 gianfranco michele de angelis - analisis energetico-ambiental. los trullos del sur de italia

Documents