arquitectura bioclimatica y construccion sostenible

ARQUITECTURABIOCLIMTICAYCONSTRUCCINSOSTENIBLE:

DISEOYCLCULO

ndice Lasostenibilidadyelbioclimatismo (3h)

Queslasostenibilidad? Elbienestarylasaludmediantetcnicasbioclimticas Labasedelaarquitecturabioclimtica:laarquitecturapopular Herramientasdediseo:climogramas debienestar Herramientasdediseo:mscarasdesombra

Diseoarquitectnico(5h) Condicionesdeinvierno Condicionesdeverano Masaeinerciatrmica Dimensionadoycaracterizacindelosmaterialesycomponentes

Construccindelespaciourbano:diseodeespaciosexteriores(1h) Factoresdelambienteexterior Intercambiosenergticos Diseodelespacioyestrategias

Ejemplodeaplicacin(2h) SolarDecathlon

Herramientasinformticasdeapoyo(1h) Condicionesclimticas Condicionesdebienestar Materiales

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1. LA SOSTENIBILIDAD Y EL BIOCLIMATISMO

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Qu es la sostenibilidad?

El desarrollo que permite cubrir nuestras necesidades pero sin poner en riesgo las necesidades de las generaciones futuras

El desarrollo sostenible promueve cambios en los modos de produccin y consumo....

...promueve cambios...

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Qu es la arquitectura sostenible?

Originalmente:Interpretacin bioclimtica (efectos del clima

sobre el hombre) de la arquitectura.

Arquitectura popular evolucionada y adaptada

Es lo mismo que arquitectura bioclimtica?

Actualmente:Concepto integrador de las relaciones que existen

entre el medio construido y las consecuencias ambientales derivadas.

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Arquitectura sostenible bioclimtica

Arquitectura de alta eficacia energtica

Arquitectura pasiva

Arquitectura sana

Arquitectura ecolgica

Arquitectura integrada

Arquitectura ecoconstruida

La arquitectura bioclimtica, con vocacin de universalidad, es la sntesis de todo ello

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Objetivos

1. La integracin del edificio con un alto grado de respeto a la naturaleza y a la construccin verncula o existente.

2. La explotacin de los recursos naturales del lugar por debajo de su capacidad de renovacin.

3. El uso del territorio de acuerdo a su capacidad de acogida.4. La incorporacin de materiales y energa al medio por debajo de

su capacidad de asimilacin.

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Arquitectura bioclimtica y urbanismo sostenible

La arquitectura bioclimtica es imposible sin el contexto del urbanismo sostenible

La relacin de la arquitectura y el medio, natural o construido, ha sido siempre un hecho natural en la arquitectura verncula

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Conjuntos de estrategias bioclimticas en el contexto urbano

1. Reconstruir la naturaleza destruida con actuaciones de renaturalizacin.

2. Aprender de las formas, materiales y conceptos constructivos del entorno para asumirlos como propios en sus aspectos ms significativos.

3. Reducir la contaminacin reduciendo los consumos y la dependencia energtica.

4. Controlar los residuos urbanos slidos y lquidos mediante el reciclado y la reutilizacin.

5. Emplear materiales poco contaminantes en cualquiera de las fases de su vida: fabricacin, transporte, empleo y destruccin.

ACV

EL BIENESTAR Y LA SALUD

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El bienestar como fenmeno complejo

SENTIDO RGANO RECEPTORRGANO

TRANSMISOR

CALORSentido

criostsico

Nervio sensitivo

LUZ Sentido de la vista Nervio ptico

SONIDO Sentido del odo Nervio auditivo

ESTMULO RESPUESTA

Corpsculos de Krauss (fro) y de Ruffini (calor)

SENSACINOjo

Tmpano

OLOR Nervio sensitivo

Sentido del olfato

Cavidad olfativa

BGLOBAL= f(BHT, BLUM, BACU, BOLF)

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El bienestar es el resultado de un conjunto de factores intrnsecos y extrnsecos difciles de

determinar y evaluar individualmente

El bienestar como fenmeno complejo

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La sinestesia

Alteracin, generalmente sujetiva, de la percepcin de un estmulo provocada por la estimulacin

aplicada en otra parte del cuerpo diferente

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La sinestesia

SENSACIN TRMICA

SENSACIN ACSTICA

SENSACIN CROMTICA

SENSACIN OLFATIVA

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La sinestesia

MENOR SENSACIN DE

REVERBERACINMAYOR

SENSACIN DE RUIDO DE FONDO

COLORES CLIDOS

MAYOR SENSACIN DE CALOR

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La sinestesia

MENOR SENSIBILIDAD AL ROJO

MAYOR SENSIBILIDAD AL VERDE

SONIDOS ALTOS

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La sinestesia

MAYOR SENSACIN DE CALOR

MAYOR CONCENTRACIN DE CO2

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El bienestar higrotrmico

M - W = CV R CC RS + EV + D + A

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RADIACIN

EVAPOTRANSPIRACIN

CONVECCIN

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CONVECCIN

Intercambios con el aire

Temperatura del aire

Velocidad del aire

Humedad del aire

RTACV

37 C 20 C = 17 C

10 C = 27 C

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RADIACIN

Intercambios con otras superficies radiantes

Temperatura de los paramentos

Bveda celeste

Radiacin solar

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EVAPOTRANSPIRACINIntercambios evaporativos

Humedad del aire

Velocidad del aire

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Gradiente vertical de temperaturas

20 C21 C

18 C

22 C24 C

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Parmetros de bienestar

LatitudAltitud

TemperaturaHumedad

Movimiento del aireRadiacin solar

Radiacin emitida por los paramentos

ActividadArropamiento

EdadSexo

Tiempo de ocupacinGradiente vertical de

temperaturaRadiacin de onda larga

emitida por los paramentos interiores

Variacin peridica de la temperatura

Asimetra radiante entre paramentos

Parmetros personales

Parmetros del espacio

interior

Parmetros geogrficos

Parmetros ambientales generales

La arquitectura popular y los climas

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Clima clido-seco

Proteccin de la radiacin solar Incorporacin de mucha masa trmica Enfriamiento evaporativo Enfriamiento radiante

INVARIANTES BSICOS

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Clima clido-seco

La presencia de patios autosombreados por el edificio

Calles estrechas autosombreadas por los edificios que las conforman y por los complementos (toldos, caizos, celosas, etc.) que se coloquen sobre ellas

Voladizos que sombreen las calles

Calles con un trazado irregular que dificulte la circulacin del aire diurno caliente

Presencia de vegetacin que permita el enfriamiento evaporativo

ESTRATEGIAS DE CARCTER URBANO

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Clima clido-seco

Voladizos que sombreen los huecos y las fachadas

Huecos pequeos y protegidos con celosas, contraventanas, cortinajes, etc.

Colores de las fachadas claros para reflejar la radiacin solar

Muros gruesos y pesados para dotar al edificio de mucha masa trmica y asegurar en el interior una temperatura estable cercana a la media del da

Presencia de patios que permitan la presencia de vegetacin (enfriamiento evaporativo) y la reirradiacin nocturna (enfriamiento radiante)

Presencia de agua en forma de fuentes, estanques, recipientes, aljibes, etc.

ESTRATEGIAS EDIFICATORIAS

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Clima clido-secoLas casas-torre del Yemen

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Clima clido-hmedo

Espacios entre edificios amplios para facilitar la ventilacin

Calles con un trazado regular que facilite la circulacin del aire

Presencia de vegetacin que sombree el espacio pblico

ESTRATEGIAS DE CARCTER URBANO

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Clima clido-hmedo

Espacios exteriores en torno a la vivienda para realizar parte de la vida en ellos

Voladizos que sombreen los espacios exteriores

Huecos grandes para facilitar la ventilacin, protegidos con celosas, contraventanas, cortinajes, etc, para dificultar la entrada de la radiacin solar.

Colores de las fachadas claros para reflejar la radiacin solar

Muros y cubiertas ligeros que faciliten la autoventilacin

Construcciones sobreelevadas para facilitar la ventilacin por debajo el edificio y evitar la entrada de la humedad el suelo


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Clima clido-hmedoPalafitos en Venezuela

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Clima templado

Flexibilidad ante la radiacin solar (captacin/proteccin) Flexibilidad en el diseo de los cerramientos (masa

trmica/aislamiento trmico) Enfriamiento evaporativo Enfriamiento radiante Ventilacin

INVARIANTES BSICOS

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Clima templado

Espacios pblicos soleados, pero con soportales para protegerse del sol del verano y de la lluvia

La presencia de patios autosombreados por el edificio y donde se pueda producir el enfriamiento radiante o evaporativo

Voladizos que protejan del sol y de la lluvia las fachadas

Huecos protegidos con elementos que puedan abrirse o cerrarse segn la poca del ao

Muros gruesos y pesados para dotar al edifico de mucha masa trmica

Incorporacin de materiales aislantes trmicos (paja, madera, cmaras de aire, piedras porosas, etc.)

Edificios enterrados o semienterrados para incrementar el efecto de la masa y del aislamiento trmicos

Ventilacin cruzada entre fachadas, o entre fachadas y cubierta


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Clima templadoEl rancho marismeo

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Clima fro de latitudes altas

Aislamiento trmico y conservacin de la energa Empleo de materiales de acabado interior de

calentamiento lento Ventilacin para eliminar el exceso de humedad

INVARIANTES BSICOS

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Clima fro de latitudes altas

Formas muy compactas y con factores de forma bajos

Muros gruesos Empleo de la madera, tanto en los

cerramientos como en los acabados interior

Huecos pequeos Ventilacin a travs de las

chimeneas Cubiertas con aislamiento en

forma de vegetacin


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Clima fro de montaa

Aislamiento trmico y conservacin de la energa Inercia trmica Captacin solar

INVARIANTES BSICOS

41/390

Clima fro de montaa

Formas muy compactas y con factores de forma bajos

Muros gruesos Empleo de piedra en los

cerramientos Huecos medianos pero

protegidos


42/390

Clima froEl igl

43/390

44/390

45/390

Clima froVivienda noruega

46/390

47/390

Clima froLa yurta mongola

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CLIMOGRAMAS DE BIENESTAR

Climograma de Olgyay

Temperatura mxima de las medias de los meses del ao

20% 80%

+2,78 C

-2,78 C

29,45 C

18,32 C

Diagrama de isopletas

reas de igual exigencia bioclimtica

ENERO

* Necesidades de radiacin: 0:00...24:00 nicamente hay Sol de 7:30 a 16:30

Enero

-HAY QUE EVITAR LA CAPTACIN DIRECTA-HAY QUE ACUMULAR Y DESFASAR PARA LAS HORAS SOL.

1. Acumulacin en fachada Este: Desfase de 5:00 a 21:00 (16 horas)

2. Acumulacin en fachada Oeste: Desfase de 12:00 a 21:00 (9 horas)

3. Fachada Norte: Sin acumulacin y aislada.

4. Ventilacin: Norte-Sur (controlada)

MAYO

* Necesidades de radiacin: 0:00...4:00 No ha amanecido.

* Bienestar: 4:00...8:30 Hay Sol, y hay que protegerse de l .

* Necesidades de ventilacin: 8:30...17:00 Hay Sol, y hay que protegerse de l .

* Bienestar: 17:00...21:00 Hay que protegerse del Sol slo unas horas.

* Necesidades de radiacin: 21:00...24:00 Ha anochecido.

Mayo

-HAY QUE EVITAR LA CAPTACIN DIRECTA-HAY QUE ACUMULAR Y DESFASAR PARA LAS HORAS SOL.

1. Acumulacin en fachada Este: Desfase de 5:00 a 21:00 (16 horas)

2. Acumulacin en fachada Oeste: Desfase de 12:00 a 21:00 (9 horas)

3. Fachada Norte: Sin acumulacin y aislada.

4. Ventilacin: Norte-Sur (controlada)

Mayo

JULIO

* Necesidades de ventilacin y sombreamiento todo el da.

Julio

Climograma de Bienestar de Givoni

Climograma de Bienestar Adaptado CBA

1 rea de bienestar saludable (menos del 10% de insatisfechos)2 rea de bienestar algo seca para la salud (menos del 10% de insatisfechos)3 rea de bienestar algo hmeda para la salud (menos del 10% de insatisfechos)4 rea de bienestar extendida (20% de insatisfechos)5 rea trmicamente aceptable pero excesivamente seca6 rea trmicamente aceptable pero excesivamente hmeda

7 Zona controlada por la ventilacin nocturna y la masa trmica8 Zona controlada por la ventilacin permanente

9 Zona controlada por el enfriamiento evaporativo y la masa trmica10 Zona controlada por la radiacin solar y la masa trmica

11 Zona controlada por las cargas internas

12 3

4

4

5 6

78





910

Lneade sombra

Lneade sombra

11





1,0 clo

0,5 clo

0,0 clo

1,5 clo

2,0 clo

2,5 clo

3,0 clo

Paredes fras

Paredes calientes

1,25 met2,00 met3,00 met4,00 met

0,75 metARROPAMIENTO ACTIVIDAD

TEMPERATURA MEDIA RADIANTE

FACTORES DE CORRECCIN DE LA POSICIN DEL REA

Actividad: 1,25 metArropamiento: 1 clo (Nivel 2)Temperatura media radiante = Temperatura del aireVelocidad del aire: 0 m/s

DATOS BASE DEL DIAGRAMA

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100

25 C

30 C

35 C

40 C

50 C

45 C

0 C

5 C

15 C

10 C

20 C

MSCARAS DE SOMBRA

DIMENSIONADO DE LAS PROTECCIONES SOLARES

Cuadro con horas de sombra

Bienestar Bienestar extendido

Junio 10:00-19:00 9:30-21:00Julio 9:30-21:00 9:00-22:00Agosto 9:30-19:30 8:30-21:30Septiembre 10:30-18:30 9:30-20:30

Octubre 12:30-1830

Lneas de sombra sobre la carta estereogrfica

AHS

AVS

L

V

S

LHS

Longitud del obstculo

SUR

Ap

A AHS

h

PERPENDICULAR A LA SUPERFICIE

SOLPARED A - AAHS =ngulo horizontal de sombra

AHS)sech(tgtgarcAVS =ngulo vertical de sombra

AHStgaLHS =Longitud horizontal de sombra

Longitud vertical de sombraAVStgaLVS =

Clculo de sombras

AHS AHSAHS AHS

AVS

AVS

10

20

30

40

50

60

70

80

Mscaras de sombras

Mscaras de sombras

AVS

10

80

70

60

50

40

30

20

AVS AVS

En un plano perpendicular al hueco

En un plano perpendicular al hueco

AVS

10

60

70

80

20

30

40

50

AVS

AVS

10

60

70

80

20

30

40

50

En unplanoparalelo al hueco

AVS

10

80

70

60

50

40

30

20

Mscaras de sombras

AEROPUERTO DE MAZOISLA DE LA PALMA (CANARIAS)

LA PALMA

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

DiciembreEnero-Noviembre

Febrero-Octubre

Marzo-Septiembre

Abril-Agosto

Mayo-JulioJunio

28.65N

11:0010:00

9:008:00

7:00

6:00

AEROPUERTO DE MAZO

Zona Facturacin

NORTE AHS=62

SUR h=45 y AHS=45

Zona Trnsito

OESTE

ESTE h=65 AHS=50

Necesidad de sombrear Posible necesidad de sombrear

2. DISEO ARQUITECTNICO

ESTRATEGIAS BIOCLIMTICAS EN CONDICIONES DE INVIERNO

Objetivos energticos de la arquitectura bioclimtica

Captacin Acumulacin Distribucin

Estrategias bioclimticas en condiciones de invierno

El calentamiento solar

El efecto invernadero

Clasificacin de los sistemas de captacin

Captacin directa

Hueco a Sur en Madrid

verano

invierno

26.6

73.4

28,5%

89,4%

verano

invierno

E

O

S

N

CRITERIOS DE DIMENSIONADO DE HUECOS CAPTADORES

Rendimiento de la captacin Prdidas por reflexin en el elemento acumulador

(muro, pared o suelo): 10%; rendimiento 0,9 Prdidas por transmisin: 5...20% (depende del local,

del vidrio y del clima); rendimiento medio 0,9 Energa efectiva = Radiacin a travs de vidrio x 0,9 x 0,9

Consumo de energa (da): Edificios bien aislados: 900 Wh/m2 ( carga de 60

W/m2) Edificios medianamente aislados: 1200 Wh/m2 ( carga

de 80 W/m2) Edificios mal aislados: 1500 Wh/m2 ( carga de 100

W/m2)

CRITERIOS DE DIMENSIONADO DE HUECOS CAPTADORES

Radiacin a travs de vidrio simple orientado a sur en enero (latitud 40 N): 2500 Wh/m2 (da)

Energa efectiva: 25000,90,9= 2025 Wh/m2 (da)

Superficie de captacin necesaria: Edificios bien aislados:

900 Wh/m2 / 2025 Wh/m2= 0,44 m2 de vidrio/m2 de local Edificios medianamente aislados:

1200 Wh/m2 / 2025 Wh/m2= 0,60 m2 de vidrio/m2 de local Edificios mal aislados:

1500 Wh/m2 / 2025 Wh/m2= 0,74 m2 de vidrio/m2 de local

Invernadero y muro trombe

N. Foster

Estrategias bioclimticas para condiciones de verano

Relacin de estrategias para condiciones de verano

Actuaciones contra el sobrecalentamientoActuaciones contra la sensacin de calor, sin enfriamientoActuaciones directas de enfriamiento

Actuaciones contra el sobrecalentamiento

Medidas preventivasPara los huecos acristalados

Orientacin del huecoSombreamiento del huecoSeleccin de vidrios

Para la cubiertaVentilacinRecubrimiento vegetal

Para las paredesColorVentilacinSombreamientoRecubrimiento vegetal

Actuaciones contra el sobrecalentamiento

Medidas de eliminacinVentilacin

Irradiancia mxima en julio

SUR

Difusa

Directa

Difusa

Directa

Difusa

SUR

Directa

OESTE

Difusa

Directa

PERS fijosParasoles horizontales sobre dintelLamas de desarrollo horizontalParasoles verticales al lado de las jambasLamas horizontales de desarrollo verticalLamas verticales de desarrollo verticalParasoles mixtos en cajaLamas mixtas en celosa

PERS mvilesLamas horizontales de desarrollo verticalLamas verticales de desarrollo verticalToldos

Parasol Parasol Parasol mixtoen caja

Lamas horizontales Lamas horizontales

verticalhorizontal

de desarrollo de desarrollo en celosaLamas

horizontal vertical

Lamas verticalesde desarrollovertical

Huecos acristalados

Seleccin de vidriosReflectantesColoreadosSelectivosFotosensiblesCon cristal lquidoElectrocrmicos

Cubiertas

VentilacinRecubrimiento vegetal

Cubierta vegetal

La cubierta intensiva o ajardinada La cubierta extensiva o ecolgica

Cubierta ecolgica

b)

IMPERMEABILIZANTE

FORJADO

AGUA

a)

DRENAJE

VEGETACIN

BALDOSA

AISLANTE

GEOTEXTIL

SUSTRATO

Paredes

ColorSombreamientoVentilacinRecubrimiento vegetal

Ventilacin

Actuaciones contra la sensacin de calor sin enfriamiento

Incorporacin de superficies frasReduccin de la humedad relativaIncremento de la velocidad del aire

Reduccin de la humedad relativa

ESTE OESTE

ESTE OESTE

MAANA

TARDE

Incremento de la velocidad del aire

La ventilacin como estrategia

Ventilacin natural puraA. DirectaB. Cruzada

Ventilacin forzada naturalExtraccinC. Recalentamiento en fachadaD. Recalentamiento en cubiertaE. Chimenea solarF. Extraccin por viento

InduccinG. Chimenea de viento

Ventilacin natural pura

+

-

-

-

-

+

-

-

+--

+

+

ZONA DE REMANSO

++

+

-

+

+

+

-

++

-

+

-

+

+

+

-

-+

-

-

+

-

-

+

+

+-

-

-

+

-

-

-

Ventilacin forzada natural

Recalentamiento en fachadaRecalentamiento en cubiertaChimenea solarExtraccin por viento

Recalentamiento en fachada

Recalentamiento en cubierta

Chimenea solar

Extraccin por viento

Chimeneas de viento

Ventilacin inducida

Altura sobre el suelo500 m

400 m

300 m

200 m

100 m

0 m0% 25% 50% 75% 100%

12

34

Porcentaje de la velocidad del aire sobre la mxima

4 En mar abierto3 En campo abierto

2 En bosques o en zonas

1 En centros urbanos

Velocidad moderada del vientomenos de 3 m/s

Velocidad media del vientohasta 10 m/s

Velocidad elevada del vientoms de 10 m/s

Vientos en sentido contrario

Actuaciones directas de enfriamiento

Enfriamiento evaporativoParques y jardinesInduccin de aire por masas de agua

Enfriamiento radianteTechos frosCubiertas hmedasPatiosFachadas radiantes

Enfriamiento conductivoSuperficies frasConductos enterradosConstrucciones enterradas

Enfriamiento convectivoVentilacin nocturna

Enfriamiento evaporativo

Para evaporar un gramo de agua son necesarios 2424 JAplicados a un metro cbico de aire son suficientes para bajar su temperatura en 2,2 C

1 g/s = 2424 J/s = 2424 W (2,42 kW de potencia de enfriamiento)

En un local con una carga de refrigeracin de 100 W/m2:24 m2



El enfriamiento radiante

Potencia de reirradiacin = Radiacin + Conveccin - Recuperacin

El enfriamiento radiante

Preirradiacin= T4 + he(T - Te) - 0,5Te4

Cubiertas hmedas

Cubiertas hmedas

85 W/m2

E= 885= 680 Wh/m2

MT = VCeMT = 200 l/m2 1 kg/l 4180 J/kgC =

836000 J/m2C(232,22 Wh/m2C)

C2,9232,22

680ME

tt

===

Patios

Fachadas radiantes

Enfriamiento conductivo

Superficies frasConductos enterrados

Superficies fras

Superficies frastTTPM += ( )

RTT

RtRT

Rt ao ==

( )RTRRTT taPM ++= ( ) R

T

dldTT

taPM

++=

( )12

TTLT

LT

RT ao

tt

t

===

Superficies fras

1210 t+Enero:

Julio:129 t

Enero:

Julio:

C13,1712101,470

0,0300,205TPM =

++=

C16,651291,470

0,0300,2024TPM =

+=

Conductos enterrados

Ejemplo de clculo

Dimetro del conducto: D= 300 mm (0,3 m)

Seccin del conducto: S= r2= 0,071 m2

Velocidad de circulacin del aire: va= 2 m/s

Caudal de aire circulando por el conducto: C= Sva= 0,141 m3/s

CW/m70,69

0,300,320,16ln

0,73

DDln

2D

R1

2

i

eeI

====

CW/m12,10

70,691

14,61

1

Rh1

1U 2

Ii

=+

=+

=

C252

20302

TTT salidaentradam =+=+=

33

salidaeentradae

Ws/m14481kJ/m14,4810,84541,63

0,87055,46

Vi

Vi ===

( ) 2tm W/m121,0015)12,10(25TTUA ===Capacidad de enfriamiento del conducto

La carga trmica por unidad de caudal que debe eliminar

2m16,87121

0,141x14481toenfriamiendeCapacidad

CaudalxeliminaraEnerga ==

Permetro del conducto: 1,005 m

Longitud del conducto necesaria: longituddem16,791,00516,87 =

Enfriamiento convectivo

Villas Costozza (Vicenza)

Enfriamiento convectivo

Paredes fras

MASA E INERCIA TRMICA

LA ACUMULACIN DE LA ENERGA

Sistemas trmicos Sistemas trmicos en forma de calor sensible Sistemas trmicos en forma de calor latente

Sistemas qumicos Sistemas mecnicos Sistemas en forma de gases combustibles Sistemas electromagnticos

Acumulacin en calor sensible

mt= Vce Q= mtT= VceT

Acumulacin en agua (Los Molinos)

Acumulacin en grava

Acumulacin en calor sensible

mt= Vce Q= mtT= VceT

MATERIAL Calor especfico(kJ/kgK)

Energa acumulada

(MJ)

Piedra 0,70,9 ~48Tierra 0,62,5 ~40Cermica 0,84 ~30Hormign 1,0..1,08 ~48Agua 4,18 83,6

Para T= 40 20 = 20 CV= 1 m3

Acumulacin en calor latente

Sal de Glauber

SO4Na210 H2O + 250 kJ/kg SO4Na2 + 10 H2O

Acumulacin en calor latenteGRUPO Sustancia Temperatura

de cambio de estado

(C)

Calor latente de cambio de estado

(kJ/kg)

Sales saturadas

SO4Na210 H2O 32,4 250

NaH(PO4)12 H2O 36,0 263

Mezclas eutcticas

CaCl2 - MgCl2 - H2O41% 10% 49%

25,0 175

Urea - (NH4)NO345,3% 54,7%

46,0 172

Parafinas 1...50 125...209

Comparacin entre calor sensible y latente

MATERIAL Energa acumulada

(MJ)

Piedra ~48Tierra ~40Cermica ~30Hormign ~48Agua 83,6

Parafinas 125209

2. EL EDIFICIO COMO ACUMULADOR DE ENERGA

mt= Vce

La variacin de temperatura segn la masa

Coeficiente de estabilidad trmica

Coeficientes de estabilidad trmica

C.e.t. > 1 Local donde los efectos del sobrecalentamiento son crticos.

C.e.t. = 1,0 Local en el que la temperatura vara al mismo ritmo que en el exterior.

C.e.t. entre 1,0 y 0,5

Local con suficiente inercia trmica. Se reduce el efecto de la temperatura exterior.

C.e.t. < 0,5 Local con gran inercia trmica. Repercute en el local menos del 50% de la fluctuacin de la temperatura exterior.

Inerciaefectiva

Constante trmica del tiempo

tnn21set221set11se m)R0,5...RR(R...m)R0,5R(Rm)R0,5(RCTT ++++++++++=

Ttu R

CTTm =

Masa trmica til

Inercia trmica y aislamiento

INERCIA TRMICA

Locales de uso permanente

Deseable

Locales de uso eventual

No deseable

AISLAMIENTO TRMICO POR EL INTERIOR

Locales de uso permanente

Por el exterior

Locales de uso eventual

Por el interior

Comportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicos

Reciclabilidad Carcter ecolgico Carga energtica


ESPUMA DE POLIURETANO

La materia prima es el petrleo. Se obtiene de la polimerizacin del isocianato (altamente daino para el ser humano) y del poliol.

Como agente espumante utiliza un HCFC (daino para la capa de ozono), diclorometano (peligroso para las personas que lo manipulan) o CO

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POLIESTIRENO EXPANDIDO

La materia prima es el petrleo. Se obtiene de la polimerizacin del pentano y del estireno.

Como agente hinchante utiliza el agua.

Admite el reciclado, aunque an no se ha experimentado.

20/390


POLIESTIRENO EXTRUIDO

La materia prima es el petrleo. Se obtiene de la polimerizacin del pentano y del estireno.

Como agente espumante utiliza un HCFC (daino para la capa de ozono) o CO2(causante del efecto invernadero.

Precisa de ms energa en su fabricacin que el poliestireno expandido.

21/390


LANA DE VIDRIO

La materia prima son arenas silceas, cuarcitas y calizas.

El impacto medioambiental radica en la energa necesaria para la fusin, y la presencia ocasional de plomo o sosa custica.

En la fusin se libera SO2, y en el hilado fenol, formaldehdo y amonio (aunque en procesos

22/390


LANA DE ROCA

La materia prima son rocas baslticas y escorias de alto horno.

El impacto medioambiental radica en la energa necesaria para la fusin.

El aglutinante, a diferencia de las lanas de vidrio, es un aceite mineral, menos problemtico.

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ARCILLA AISLANTE

Es un producto obtenido de la coccin de tierras arcillosas a las que se aade cscara de cereal.

Su impacto medioambiental se reduce a la energa de su coccin.

Su trituracin final podra convertirlo en reciclable.

24/390


HORMIGN ALIGERADO

El producto es un hormign con arcilla expandida u otro aligerante como rido.

Su impacto medioambiental es menor que en los hormigones convencionales al sustituirse la grava (de

i t bi t l)

25/390


VIDRIO CELULAR

La materia prima del vidrio celular o espuma de vidrio es la misma empleada en la fabricacin de vidrios convencionales, con la inclusin de un agente espumante.

El impacto medioambiental radica en la energa necesaria para la fusin, y la presencia ocasional de

l ti E l

26/390


VIRUTA DE MADERA

Es un producto obtenido de la amalgama de viruta de madera con cemento.

La madera es un material renovable, cuya explotacin puede llevarse a cabo de forma sostenible. Por otro lado, la viruta es un material residual resultado de la explotacin maderera.

27/390

Comportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicos FIBRA DE MADERA

Es un producto obtenido de residuos madereros.

Baja conductividad trmica con alta densidad

El coste energtico es bajo.

Reintegracin natural al medio o reutilizacin en combustin.

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CORCHO NEGRO AGLOMERADO

Es una sustancia renovable, cuya materia prima es la corteza de los alcornoques.

Su contenido energtico es muy bajo, ya que se aglomera utilizando sus propias resinas naturales en presencia de vapor.

La degradacin natural es muy buena y se puede incinerar sin desprender

mediambiental de los materiales aislantes trmicos conductivos

FIBRA DE CAMOEs una sustancia renovable, cuya materia prima son diferentes tipos de camos.El coste energtico es bajo.Es un material renovable, cuya explotacin puede llevarse a cabo de forma sostenible. No lleva aditivos que puedan ser perjudiciales

l l d l di


FIBRA DE LINOEs una sustancia renovable, cuya materia prima es el lino.El coste energtico es bajo.Es un material renovable, cuya explotacin puede llevarse a cabo de forma sostenible. No lleva aditivos que puedan ser perjudiciales para la salud o el medio


VIRUTA DE MADERA DISGREGADAEs un producto obtenido del aglomerado natural de madera en forma de restos de virutas.La madera es un material renovable, cuya explotacin puede llevarse a cabo de forma sostenible. Por otro lado, la viruta es un material residual resultado de la explotacin maderera.l i b j

3. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES

1. La conductividad trmica2. La difusividad trmica3. La efusividad trmica

La conductividad trmica

Conductividad trmica

AltaCalentamiento yacumulacin

Rpidos

Baja Lentos

La difusividad trmica

eca

=

Difusividad trmica

AltaCalentamiento

Rpido

Baja Lento

La efusividad trmica

ecb =

Efusividad trmica

AltaAcumulacin

Grande

Baja Pequea

MaterialDensida

d (kg/m3)

ndice de acumulacin relativa

(-)

Poliestireno expandido I 10 0,03

Vidrio celular 160 0,08

Maderas ligeras (abeto, lamo, pino, cedro,...) 200 0,14

Hormign celular sin rido 305 0,16

Placa de hormign con fibra de madera 300 0,19

Fibra de madera 300 0,19

Tablero de fibra de madera 500 0,22

Fbrica de bloques de hormign con arcilla expandida 400 0,25

Moquetas 1000 0,26

Cartn yeso doble 415 0,29

Viruta de madera prensada 650 0,30

Contrachapado 600 0,37

Placa de cartn yeso 900 0,41

Enlucido de yeso 600 0,41

Placa de escayola 800 0,48

Maderas pesadas (castao, encina, haya,...) 800 0,50

Fbrica de bloques de termoarcilla 826 0,51

Tblex 800 0,51

Linleo 1200 0,56

Hormign armado con ridos ligeros 1000 0,57

Fbrica de ladrillos huecos 1200 0,70

Fbrica de bloques huecos de hormign 1400 0,80

Vidrio moldeado simple 900 0,82

Arena seca 1500 0,88

Hormign en masa con arcilla expandida 1500 0,90

Fbrica de ladrillos perforados 1600 1,00

Tapial 1600 1,00

Hormign en masa con ridos ligeros 1600 1,07

Grava suelta 1700 1,11

Fbrica de ladrillos silicocalcreos 1600 1,11

Morteros de cal y bastardos 1600 1,22

Fbrica de ladrillos macizos 2000 1,31

Baldosn cataln 2000 1,31

Plaqueta 2000 1,36

Alicatado 2000 1,38

Gres 2100 1,39

Terrazo 1800 1,42

Suelo arenoso 1700 1,46

Fibrocemento 2000 1,51

Agua lquida 1000 1,55

Hormign en masa normal sin vibrar 2000 1,57

Roca porosa en general 1700 1,65

Encachado de piedra 2000 1,66

Vidrio plano 2500 1,68

Suelo vegetal 1800 1,71

Mortero de cemento 2000 1,74

Picn 2100 1,82

Mrmol 2500 1,97

Hielo a 0 C 900 2,00

MaterialDensidad (kg/m3)

ndice de acumulacin relativa

(-)

Hielo a 0 C 900 2,00

Hormign armado normal 2400 2,01

Hormign en masa normal vibrado 2400 2,01

Arena con humedad natural 1700 2,05

Suelo arcilloso 2000 2,14

Suelo coherente con humedad natural 1800 2,49

Pizarra 2700 2,54

Granito 3000 2,81

Caliza 3000 2,99

Basalto 3000 3,07

Plomo 11250 7,08

Fundicin 7500 13,60

Acero y fundicin 7850 14,16

Bronce 8500 14,23

Zinc 6860 16,75

Latn 8500 18,39

Aluminio 2700 21,91

Cobre 8900 35,66

4. LA ONDA TRMICA POR RADIACIN

Te Ti

RTiTsa

La temperatura sol aire

La temperatura sol aire

TSA= Rse(I - IL) + e

Cubierta :TSA= 0,05IW - 5 + e

Muros:TSA= 0,06IW + e

Temperatura sol-aire (Madrid/Julio/Sur)

Incremento virtual de la temperatura exterior (Madrid/Julio/Sur)

15:00 horas

12:00 horas

Ladrillo blanco 0,93 C 2,20 CMrmol blanco 2,16 C 5,12 CEnfoscado 3,71 C 8,78 CLadrillo amarilla 4,02 C 9,52 CLadrillo rojo 4,64 C 10,98 CGranito 5,25 C 12,44 CLadrillo marrn 5,87 C 13,91 C

Desfase y amortiguacin de la onda trmica

Desfase de la onda trmica

dt

c2t0,0167d ef

=

ad0,0231df =

Amortiguacin de la onda trmica

=d

tc

0,0167

a

e

e1f

=

db0,0060

a e1f

CAPA Espesor

(m)

(W/mC)

a

(m2/s x10-6)

b

(s1/2W/m2C)

Desfase

(h)

Desfase acumulado

(h)

Amortiguacin de cada capa

(tanto por uno)

Amortig. sobre la

energa que traspasa

Energa que traspasa

(tanto por uno)

Ladrillo perforado de 1600 kg/m3

0,12 0,760 0,57 1011 3,67 0,62 1,00-0,62=0,38

Poliestireno expandido de Tipo V

0,05 0,035 0,97 36 1,17 3,67 + 1,17=4,84 0,270,27x0,38=

0,100,38-0,10=

0,28

Ladrillo hueco de 1200 kg/m3

0,09 0,490 0,49 703 2,97 4,84 + 2,97=7,81 0,540,54x0,28=

0,150,28-0,15=

0,13

Yeso de 800 kg/m3

0,02 0,300 0,38 490 0,75 7,81 + 0,75=8,56 0,180,18x0,13=

0,020,13-0,02=

0,11

Desfase total 8,56 Amortiguacin total 1,00-0,11=0,89

VeranoLocal sin ventilacin nocturna

Mes de Julio / Madrid / SurLocal sin ventilacin

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora solar

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

(

C

)

Temperatura exterior

Local sin inerciatrmicaLocal con inerciatrmica

VeranoLocal con ventilacin nocturna

Mes de Julio / Madrid / SurLocal con ventilacin nocturna

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Hora solar

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

(

C

)


Local sin inerciatrmicaLocal con inerciatrmica

Invierno

Mes de Diciembre / Madrid / Sur

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora solar

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

(

C

)


Local sin inercia trmica(hueco sin proteccin)Local con inercia trmica(hueco sin proteccin)Local con inercia trmica(hueco con proteccin)

3. Construccin del espacio urbano: diseo de espacios exteriores

Espacios pblicos en el tiempo

`FOROS ROMANOS`PLAZAS MEDIEVALES,

RENACENTISTAS YBARROCAS

`AGRA GRIEGA

Elementos y factores externos que afectan al bienestar

La temperatura del aire La humedad del aire La radiacin solar La calidad del aire (polvo y contaminacin en

general) El ruido urbano El viento La lluvia.

Estrategias en invierno

Favorecer la radiacin solar sobre las personas o el entorno fsico

Reducir los efectos del viento Crear protecciones contra la lluvia.

Diseo del espacio publico en clima fro

Norte

Sur

Caractersticas pticas de algunos acabados constructivos

ACABADO ABSORTANCIApara onda corta

REFLECTANCIA

para onda corta

EMITANCIA enonda larga1

Plata mate 0,12 0,88 0,05 Ladrillo blanco 0,15 0,85 0,90 Espejo 0,15 0,85 0,05 Pintura blanca mate 0,25 0,75 0,90 Aluminio pulido 0,30 0,70 0,05 Mrmol blanco 0,37 0,63 0,90 Cemento claro 0,55 0,45 0,90 Ladrillo amarillo 0,67 0,33 0,90 Ladrillo rojo 0,77 0,23 0,90 Cemento oscuro 0,78 0,22 0,90 Granito 0,87 0,13 0,90 Ladrillo marrn 0,97 0,03 0,90

Expresin del bienestar

M - W = CV R CC RS + EV + D + Adonde:

M Velocidad del metabolismo.CV Intercambios por conveccin.R Intercambios por radiacin.EV Prdidas por evapotranspiracin. CC Intercambio por conduccin.W Energa mecnica efectiva exterior. RS Intercambios de calor latente (evaporacin respiratoria) y sensible

producidos en la respiracin.D Difusin de vapor de agua desde la piel.A Energa acumulada.

M = CV R + EV

Energa que debe disipar una persona en un espacio pblico, en funcin de su actividad y de

la radiacin solar que recibe.

a Ejemplo: 35 +110 = 145 W

radiacin solar recibida

velocidad del metabolismo

Intercambios por conveccin

hc= 5,6 + 18,6va

para va= 0 m/s hc= 5,6 W/m2Cpara va= 0,5 m/s hc= 14,9 W/m2Cpara va= 1,0 m/s hc= 24,2 W/m2Cpara va= 1,5 m/s hc= 33,5 W/m2Cpara va= 2,0 m/s hc= 42,8 W/m2C

cv= AhcT salto trmico entre la temperatura media de la envolvente y la temperatura del aire

a T = (Tropa - Taire)

Temperatura superficial de la ropa

Tropa= 29,55 + 0,196Ts 1,065M 0,155Rropa{3,9610-8fropa[(Tropa+ 273)4 - (Tmr + 273)4] + fropahc(Tropa -Ts)

en la que:M Actividad metablica (met).fropa Relacin entre la superficie del cuerpo arropado y la

superficie del cuerpo desnudo (adimensional).fropa= 1,0 + 0,3Rropa

Ts Temperatura seca del aire (C).Tmr Temperatura media radiante (C)hc Coeficiente convectivo (W/m2C).Tropa Temperatura superficial del arropamiento (C).Rropa Resistencia trmica del arropamiento (clo).

para va= 0 m/s Tropa = 10,2 Cpara va= 0,5 m/s Tropa = 6,8 Cpara va= 1,0 m/s Tropa = 5,4 Cpara va= 1,5 m/s Tropa = 4,6 Cpara va= 2,0 m/s Tropa = 4,1 C

Intercambio por conveccin y radiacin combinados

cv + ROL= (Tropa - Tpiel)/(0,15Rropa) 145 - 25 = 130 W

Tpiel= 29,55 + 0,196Ts 1,065M(1 0,295Rropa)

para va= 0 m/s cv + ROL = (10,2 - 29,8)/(0,15 x 1,19)= para va= 0,5 m/s cv + ROL = (6,8 - 29,8)/(0,15 x 1,19)= para va= 1,0 m/s cv + ROL = (5,4 - 29,8)/(0,15 x 1,19)= -137 Wpara va= 1,5 m/s cv + ROL = (4,6 - 29,8)/(0,15 x 1,19)= -141 Wpara va= 2,0 m/s cv + ROL = (4,1 - 29,8)/(0,15 x 1,19)= -144 W

-110 W-129 W

energa a disipar prdidas por radiacin

LS(E-

O)

AHS=A

LS(N-S)

AVS

AVS

L(real de sombra)

h

Altura del obstculo

SUR

NORTE

Clculo de sombras arrojadas sobre el suelo por los edificios

Clculo de sombras arrojadas sobre el suelo por los edificios

AVS= arc tg (tg h sec AHS)

LSE-O= LSN-S tg AHSAHS= Acimut del sol

VSN AStg

obstculodelAlturaLS =

h tgobstculodelAlturaL SOMBRA DE REAL =

LS(E-

O)

AHS=A

LS(N-S)

AVS

AVS

L(real de sombra)

h

Altura del obstculo

SUR

NORTE

Sombras arrojadas sobre una plaza

10 h

8 h 8 h

14 h

16 h

12 h

10 h

12 h

14 h

16 h Solsticio de invierno

8 h

10 h

Solsticio de verano

16 h

12 h

8 h

14 h10 h

12 h

14 h

16 h

Carta estereogrfica

Aplicacin de la carta estereogrfica al sombreamiento

SurNorte

Intercambios energticos que se producen en el espacio exterior en

condiciones de verano

Ganancias por radiacin solar directaGanancias por radiacin solar reflejada en las superficies

del entornoGanancias por radiacin solar difundida en la bveda

celeste, las nubes y otras superficiesIntercambios por radiacin de onda larga con las superficies

calientes del entornoIntercambios por conveccin con el aire Prdidas por radiacin de onda larga con la bveda celeste.

Actuaciones generales 4

Reducir la radiacin solar directa y reflejada.

Favorecer la presencia de viento fresco. Incorporar superficies fras.Enfriar el aire

FENMENO ESTRATEGIA BSICA ESTRATEGIAESPECFICA

Ganancias por radiacin solar directa. Sombreamiento Empleo de protecciones solaresColores oscurosAgua

Empleo de superficies conbajos coeficientes dereflexin Vegetacin

Ganancias por radiacin solar reflejadaen las superficies del entorno.

Sombreamiento Empleo de protecciones solaresGanancias por radiacin solar difundidaen la bveda celeste, las nubes y otrassuperficies.

Sombreamiento Empleo de protecciones solares

Colores clarosAgua

Empleo de superficies conbajos coeficientes deabsorcin VegetacinSombreamiento Empleo de protecciones solares

Intercambios por radiacin de onda largacon las superficies calientes del entorno.

Enfriamiento RiegoAprovechamiento del vientocon el diseo del espacioAumento de la velocidad

del aire, si su temperaturaes baja

Cambio de direccin yvelocidad medianteobstrucciones

Intercambios por conveccin con el aire.

Enfriamiento Agua en fuentes o pulverizadaPrdidas por radiacin de onda larga conla bveda celeste. No sombreamiento

Empleo de protecciones solaresmviles

Material Absortancia Reflectancia TransmitanciaLimpia 0,10 0,65 0,25Cobertura textil de color claroSucia 0,30 0,55 0,15Limpia 0,60 0,30 0,10Cobertura textil de color

oscuro Sucia 0,65 0,25 0,10Limpia 0,10 0,75 0,15Cobertura de plstico de color

claro Sucia 0,30 0,65 0,05Limpia 0,60 0,30 0,10Cobertura de plstico de color

oscuro Sucia 0,65 0,30 0,05Limpia 0,20 0,80 0Cobertura opaca de color claroSucia 0,40 0,60 0Limpia 0,80 0,20 0Cobertura opaca de color

oscuro Sucia 0,80 0,20 0Tupida 0,80 0,20 0Cobertura vegetalPoco tupida 0,55 0,15 0,30Claras 0,20 0,80 0Cobertura de lamas opacasOscuras 0,80 0,20 0

Prgola de lamas

Cubierta ventilada

Efectos globales de la vegetacin

Polvo (1 u)Polvo (6 u)

CO2

O (0,5 kg/m ao)2

Polvo (60 u)

2

O (1 kg/m ao)22

Tipo de pavimento Expuesto a sol SombreadoPavimento de colorclaro

La temperatura exteriorms 10 C

La temperatura exterior

Pavimento de colormedio



Pavimento de coloroscuro



Csped Regado: La temperatura exterior menos 5 CSin regar: La temperatura exterior

Exposicin total

CV+ROL= +33 W

Rbc= -25 W

M= +110 W

EV= -253 W

Rr= +50 W

RD= +85 W

Madrid, da descubierto14:00 mes de julioText: 38 C

Empleo de prgolas

EV= -224 W

ROL= +10 W

M= +110 W

Rr= +50 W

CV+ROL= +33 W

RD= +21 W

Empleo de la vegetacin

CV+ROL= +17 WRr= +5 W

EV= -132 W

M= +110 W

Empleo de vegetacin y agua

M= +110 W

Rr= +5 W

EV= -75 W

CV+ROL= -40 W

4. Ejemplo de aplicacinSOLAR DECATHLON

1 Arquitectura Satisfaccin de las necesidades bienestar, con una buena organizacin de espacios

2 Atractivo Grado de aceptacin desde la perspectiva de la demanda social

3 Desarrollo del Proyecto Calidad de la documentacin generada (diseo, construccin y coste); modelado energtico de la vivienda

4 Comunicaciones Elaboracin de contenidos (bases, principios de diseo y tecnologas empleadas) y presentacin a los visitantes (organizadores, profesionales, medios de comunicacin y usuarios de internet)

5 Confort Niveles adecuados de temperatura, humedad relativa y calidad del aire

Solar Decathlon 2005: Las 10 pruebas

6 Equipamiento Funcionamiento diario de electrodomsticos (lavadora, secadora, lavavajillas, microondas, frigorfico, televisin, video, ordenador, etc)

7 Agua caliente Suministro diario de determinada cantidad de agua caliente sanitaria mediante energa solar

8 Iluminacin - Niveles adecuados de iluminacin natural y artificial, utilizando tecnologas eficientes

9 Balance energtico Se valora en qu medida la energa solar es capaz de suministrar la electricidad requerida para satisfacer las necesidades de la vivienda

10 Movilidad Suministro de electricidad para alimentar un coche elctrico con el que realizar determinados recorridos

Solar Decathlon 2005: Las 10 pruebas

Qu tiene MAGIC BOX? Concepcin bioclimtica y sostenible con una integracin atractiva de las

tecnologas solares

Multifuncionalidad de espacios para que se adapte a las necesidades de los usuarios

Carcter europeo y mediterrneo, con la presencia de vegetacin en la cubierta y en dos invernaderos, con masa trmica, materiales cermicos e, incluso, con un patio

12 3 4

5

7 7

8

910

6

Vivienda de 70 m2en una parcela de 500 m2

15

432

6

Control de la temperatura

Produccin de ACS

COLECTORES SOLARES

DEPSITO 1 DEPSITO 2 DEPSITO 3

ENTRADA DE AGUA DE RED

ENTRADA DE AGUAS GRISES CALIENTES

SALIDA DE AGUAS GRISES FRAS

SALIDA DE AGUA CALIENTE PARA EL CONSUMO

ENERGA ELCTRICA DE APOYO

COLECTORES SOLARES







COLECTORES SOLARES







Situacin climatolgica de baja radiacin solar.

1. No hay suficiente temperatura en el depsito 1. No llega por tanto nada al depsito 2. El depsito 3 estprecalentado con la energa residual.

2. Aportacin de energa de apoyo exclusivamente al depsito i para asegurar la temperatura de consumodeseada sin gastar ms energa que la imprescindible para el consumo del momento.

3. Tras el consumo el depsito 2 ha recibido el agua precalentada que estaba en el depsito 3. El depsito 1est preparado para calentarse con energa solar. El depsito 3 est preparado para recoger la energa delas aguas grises que se acaban de consumir.

Situacin climatolgica con radiacin solar suficiente.

1. Se ha alcanzado la temperatura adecuada en el depsito 1. Al depsito 2 llega algo de energa excedente. Eldepsito 3 est precalentado con la energa residual.

2. No es necesaria energa auxiliar de apoyo. Tras el consumo el depsito 1 ha recibido el agua precalentada que estaba en el depsito 2, y el depsito 2 la precalentada que estaba en el depsito 3. El depsito 1 est preparado para completar el calentamiento con una pequea cantidad de energa solar. El depsito 3 est preparado para recoger la energa de las aguas grises que se acaban de consumir.

Situacin climatolgica con radiacin solar superior a la necesaria.

1. Se ha alcanzado la temperatura adecuada en el depsito 1. Al depsito 2 puede que llegue suficienteenerga solar como para que tambin alcance la temperatura adecuada. El depsito 3 est precalentadocon la energa residual y tal vez con energa solar excedente.

2. No es necesaria energa auxiliar de apoyo. Tras el consumo el depsito 1 ha recibido el agua caliente a latemperatura adecuada que estaba en el depsito 2, y el depsito 2 la precalentada que estaba en eldepsito 3. El depsito 1 est preparado para el consumo y el depsito 2 para completar el calentamientocon energa solar. El depsito 3 est preparado para recoger la energa de las aguas grises que seacaban de consumir, y tal vez de energa solar excedente.

Noche de verano

Da de verano

Da de invierno

Noche de invierno

Ventilacin

2539

90

12

El sistema fotovoltaico

4 Planosde captacin

Potencia instalada: 8,1 kWp (90% en cubierta, 10% en fachada)

Mdulos comerciales (adaptados y a medida)

Premios y distincionesPremio Salv i Campillo

Premio Holcim North America (Encouragement)

Eurosolar Berln

ndiceARQUITECTURA BIOCLIMTICA Y CONSTRUCCIN SOSTENIBLE: DISEO Y CLCULOndice

Arquitectura bioclimtica y construccin sostenible1abc. SostenibilidadNmero de diapositiva 1Qu es la sostenibilidad?Qu es la arquitectura sostenible?Arquitectura sostenible bioclimticaObjetivosArquitectura bioclimtica y urbanismo sostenibleConjuntos de estrategias bioclimticas en el contexto urbanoEL BIENESTAR Y LA SALUDEl bienestar como fenmeno complejoNmero de diapositiva 10La sinestesiaLa sinestesiaLa sinestesiaLa sinestesiaLa sinestesiaEl bienestar higrotrmicoEl bienestar higrotrmicoEl bienestar higrotrmicoEl bienestar higrotrmicoEl bienestar higrotrmicoGradiente vertical de temperaturasParmetros de bienestarLa arquitectura popular y los climasClima clido-secoClima clido-secoClima clido-secoClima clido-secoClima clido-secoClima clido-secoClima clido-hmedoClima clido-hmedoClima clido-hmedoClima clido-hmedoClima clido-hmedoClima templadoClima templadoClima templadoClima fro de latitudes altasClima fro de latitudes altasClima fro de montaaClima fro de montaaClima froNmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Clima froNmero de diapositiva 46Clima froClima froClima fro

1d. ClimogrmasCLIMOGRAMAS DE BIENESTARNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Diagrama de isopletasNmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Climograma de Bienestar de GivoniNmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Climograma de Bienestar Adaptado CBANmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22

1e. Mscaras de sombrasMSCARAS DE SOMBRACuadro con horas de sombraNmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11

2a. Diseo arquitectnico (inv)2. DISEO ARQUITECTNICOESTRATEGIAS BIOCLIMTICAS EN CONDICIONES DE INVIERNO Objetivos energticos de la arquitectura bioclimticaEstrategias bioclimticas en condiciones de invierno El efecto invernaderoClasificacin de los sistemas de captacinCaptacin directaNmero de diapositiva 8CRITERIOS DE DIMENSIONADO DE HUECOS CAPTADORESCRITERIOS DE DIMENSIONADO DE HUECOS CAPTADORESNmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12

2b. Diseo arquitectnico (ver)Estrategias bioclimticas para condiciones de verano Relacin de estrategias para condiciones de verano Actuaciones contra el sobrecalentamientoActuaciones contra el sobrecalentamientoIrradiancia mxima en julioNmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Huecos acristaladosCubiertasCubierta vegetalCubierta ecolgicaParedesVentilacinActuaciones contra la sensacin de calor sin enfriamientoReduccin de la humedad relativaIncremento de la velocidad del aireLa ventilacin como estrategia Ventilacin natural puraNmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Ventilacin forzada natural Recalentamiento en fachadaRecalentamiento en cubiertaChimenea solarExtraccin por vientoExtraccin por vientoNmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Ventilacin inducidaNmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Actuaciones directas de enfriamientoEnfriamiento evaporativoNmero de diapositiva 37El enfriamiento radiante El enfriamiento radianteCubiertas hmedasCubiertas hmedas Patios Fachadas radiantesEnfriamiento conductivoSuperficies fras Superficies frasSuperficies frasConductos enterradosEjemplo de clculoNmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Enfriamiento convectivoEnfriamiento convectivo

2cd. Masa e ineciaMASA E INERCIA TRMICALA ACUMULACIN DE LA ENERGAAcumulacin en calor sensibleAcumulacin en agua (Los Molinos)Acumulacin en gravaAcumulacin en calor sensibleAcumulacin en calor latenteAcumulacin en calor latenteComparacin entre calor sensible y latente2. EL EDIFICIO COMO ACUMULADOR DE ENERGALa variacin de temperatura segn la masaNmero de diapositiva 12Coeficientes de estabilidad trmica InerciaefectivaConstante trmica del tiempoInercia trmica y aislamientoComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento medioambiental de los materiales aislantes trmicosComportamiento mediambiental de los materiales aislantes trmicos conductivosComportamiento mediambiental de los materiales aislantes trmicos conductivosComportamiento mediambiental de los materiales aislantes trmicos conductivos3. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALESLa conductividad trmicaLa difusividad trmicaLa efusividad trmicaNmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 374. LA ONDA TRMICA POR RADIACINLa temperatura sol aireTemperatura sol-aire (Madrid/Julio/Sur)Incremento virtual de la temperatura exterior (Madrid/Julio/Sur)Desfase y amortiguacin de la onda trmicaDesfase de la onda trmicaAmortiguacin de la onda trmicaNmero de diapositiva 45VeranoLocal sin ventilacin nocturnaVeranoLocal con ventilacin nocturnaInvierno

3. Espacios exterioresNmero de diapositiva 1Espacios pblicos en el tiempoElementos y factores externos que afectan al bienestarEstrategias en inviernoDiseo del espacio publico en clima froCaractersticas pticas de algunos acabados constructivosExpresin del bienestarEnerga que debe disipar una persona en un espacio pblico, en funcin de su actividad y de la radiacin solar que recibe.Intercambios por conveccinTemperatura superficial de la ropaIntercambio por conveccin y radiacin combinadosNmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Clculo de sombras arrojadas sobre el suelo por los edificiosClculo de sombras arrojadas sobre el suelo por los edificiosSombras arrojadas sobre una plazaCarta estereogrficaAplicacin de la carta estereogrfica al sombreamientoIntercambios energticos que se producen en el espacio exterior en condiciones de veranoActuaciones generales 4Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Prgola de lamasCubierta ventiladaEfectos globales de la vegetacinNmero de diapositiva 26Exposicin totalEmpleo de prgolasEmpleo de la vegetacinEmpleo de vegetacin y agua

4. Ejemplo de aplicacin4. Ejemplo de aplicacinSOLAR DECATHLONNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Produccin de ACSNmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Noche de veranoDa de veranoDa de inviernoNoche de inviernoVentilacinEl sistema fotovoltaicoNmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28

arquitectura bioclimatica y construccion sostenible

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