Control solar e iluminación natural en la Arquitectura Dispositivos de control solar fijos en clima semicálido-subhúmedo

Transcripción

1 Control solar e iluminación natural en la Arquitectura Dispositivos de control solar fijos en clima semicálido-subhúmedo Universidad Politécnica de Cataluña Máster en Arquitectura, Energía y Medio Ambiente Autora: Tutores: Isabel Crespo Cabillo y Rafael Mur Soteras Barcelona, Septiembre del 3

2 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Revisión bibliográfica Marco teórico Estado del arte Caso de estudio Definición de variables Simulaciones Software Ecotect / Radiance. Beta Resultados Conclusiones Líneas abiertas de investigación

3 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Caso de estudio: características y geometría del espacio Características del espacio Uso: oficina Dimensiones (m) 3.*4.*3. Volumen 36m 3 Área m Superficies interiores: Muros coeficiente de reflexión 5% Techo coeficiente de reflexión % Piso coeficiente de reflexión % Características de la ventana: Orientación Sur Proporción de ventana (WWR) % Sector % energía eléctrica dedicada a iluminación Dimensiones (m).*.5 Tipo de vidrio Sencillo Espesor del vidrio 6mm 5% Área Industria 5% Localización: Escuelas -5% Comercio 5-7% Hoteles -5% Comercio -5% N Oficinas.m Guadalajara, México Latitud º4`36 N Longitud 3º 3`4 Altitud 55 m.s.n.m Geometría del caso de estudio base en isometrico y planta

4 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Variables a analizar: 3º Las dimensiones de los sistemas a evaluar, así como.69 la separación entre pérgolas, se establecieron en base a las publicadas por Arias y Ávila (4).69 que corresponden a la ciudad de Guadalajara, México. 6º 6º º.69 6º 6º 4 45º 5 Casos de estudio en sección

5 CASOS DE ESTUDIO Simulación del factor de iluminación natural (FIN) Parámetros de simulación lumínica Diseño de iluminacia de cielo 949 lux Modelo de cielo CIE uniforme Factor de limpieza de ventana.9 RESULTADOS LUMÍNICOS FIN % FIN promedio.4% METODOLOGÍA FIN promedio 3.33% INTRODUCCIÓN s FIN promedio.39% s 45º FIN promedio.43% FIN promedio.7%. N

6 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS FIN (%) FIN Promedio Distancia desde la ventana (m) FIN % FIN a.5 m desde la ventana FIN a m desde la ventana FIN a m desde la ventana C. base -7% -7% -6% 45º -3% FIN % C. base -6% -5.3% -5.3% 45º -5.% FIN % C. base -% -% -% -6% 45º 45º FIN (%) FIN mínimo para oficina según Lechner () -% -% -7% -35% 45º FIN% FIN a 3 m desde la ventana C. base -% -% -% -% 45º Iluminancia (lux) Nom. C. base -4% -5% -4% -3% 45º

7 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Solsticio de verano Solsticio de verano Solsticio de invierno Solsticio de invierno (cielo uniforme) (cielo uniforme) (cielo despejado) (cielo despejado) Luminancias 45º

8 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Solsticio de verano con cielo uniforme CIE Solsticio de invierno con cielo uniforme CIE Luminancia cd/m Techo Muro este Muro oeste Plano de trabajo Luminancia cd/m Techo Muro este Muro oeste Plano de trabajo 45º 45º Solsticio de verano con cielo despejado CIE Solsticio de invierno con cielo despejado CIE 3 3 Luminancia cd/m Luminancia cd/m Techo Muro este Muro oeste Plano de trabajo Techo Muro este Muro oeste Plano de trabajo 45º 45º

9 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Aumento del FIN por coeficiente de reflexión en superficies 4.5 Caso previamente analizado Máximos permisibles norma mexicana Máximos permisibles norma mexicana variación control solar FIN % % +% +34% +% +% +9% +34% +4% º (referencia) C.R Caso previamente analizado C.R máximos permisibles según norma mexicana C.R máximos permisibles según norma mexicana variación de valor en sistema de control solar FIN mínimo para locales de oficina (según Lechner) Superficie C.R. Caso previamente analizado C.R. Caso Máximos permisibles norma mexicana C.R. Caso Máximos permisibles variación en control solar Muros 5% 6% 6% Techo % 9% 9% Control solar 5% 6% 9% Piso % 5% 5%

10 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO Mascara de sombras N Jul Ags Sep Jul Ags Jun May 7 Sep Oct Jun May Abr Mar Nov Feb Ene Dic Sep Oct Abr Feb Ene Dic 9 7 Jun May Mar N Jul Ags 7 Nov Feb Ene Dic 7 Sep Oct Nov 9 9 Abr Mar N N 9 Oct Jul Ags RESULTADOS LUMÍNICOS Jun May Jul Ags Sep Abr Oct N Feb Ene Dic º Abr Mar Mar Nov Jun May Nov Feb Ene Dic 4

11 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Exposición a la radiación solar % Enero Julio Agosto Febrero 5 3 Junio Diciembre Mayo Noviembre Abril Octubre Marzo Septiembre

12 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Porcentaje de sombra media mensual H r Hr Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 45º Hr H r Ene Ene Feb Mar Abr May Jun J ul Ago Sep Oct Nov Dic Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic % H r Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Coeficiente de sombra (%) % % 6% 4% % % Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 45º

13 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMÍNICOS Radiación solar º kwh/m/mes 6 4 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep OCt Nov Dic 45º FIN Promedio Disminución del FIN Promedio Referencia % -% -% -7% -35% 9 Radiación global incidente en ventana 5.4 kwh/m/año 3.5 kwh/m/año kwh/m/año 43.4 kwh/m/año 4.37 kwh/m/año kwh/m/año % -49% -49% -3% Disminución de radiación global incidente Referencia % -54% -49% -49% -3% (referencia) 45º

14 INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO RESULTADOS LUMINÍCOS Conclusión general Herramienta fundamental en el diseño pasivo arquitectónico Conclusiones particulares Los sistemas voladizo, pérgola, pérgola 45º son óptimos. Los sistemas voladizo, pérgola y pérgola 45º tienen un desempeño similar, debido la eparación mínima entre pérgolas, y funcionan casi como si fuese un solo elemento es decir, como un voladizo. Las propiedades de reflexión son una potente herramienta para mejorar el ambiente lumínico. El sistema mixto es el menos eficiente. Líneas abiertas de investigación: Contrastar simulaciones con mediciones. Extender la investigación hacia consumos y ahorros energéticos. Investigar la disminución de temperatura. Comparación de sistemas de control solar en distintas regiones.

15 Le Corbusier Le poème de l'angle droit 955