UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUNYA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITETCTURA DE BARCELONA MÁSTER ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIOAMBIENTE (2014-2015) ENERGÍA Y CONFORT EN LA ARQUITECTURA Prof.: Helena Coch Roura / Antonio Isalgue Buxeda

EXPERIMENTO SOBRE EL CAPÍTULO

“EL CLIMA DEL AIRE Y DE LA HUMEDAD”

¿DÓNDE LA MISMA TIPOLOGÍA OFRECE LAS MEJORES

CONDICIONES DE CONFORT, CONSIDERANDO LOS

DATOS DE TEMPERATURA Y HUMEDAD?

Bruno Oliveira Santana

ENERO/2015

SUMÁRIO

1. PRESENTACIÓN ........................................................................................ 2

2. OBJETIVO ................................................................................................... 2

3. METODOLOGÍA .......................................................................................... 2

4. CONCLUSIÓN ............................................................................................. 6

5. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 7

ANEXO 01: CATASTRO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN ................................ 8

ANEXO 02: TABLA DE CÁLCULOS SOBRE LA RESISTENCIA TÉRMICA,

TRANSMITANCIA TÉRMICA Y FLUJO DE CALOR .......................................... 9

2

1. PRESENTACIÓN

Ese trabajo académico busca evaluar las condiciones de confort térmico de una

misma tipología de vivienda para sitios distintos, a partir de los datos de temperatura y

humedad de cada uno. La tipología escogida es una edificación adosada ubicada en

cascos históricos, típicas tanto en ciudades de la Penísula Ibérica cuanto en ciudades

de América Latina que fueron colonizadas por Portugal y España. Para ese

experimento, serán comparadas las realidades para los barrios de Raval, en la ciudad

de Barcelona (41ºN), y Pelourinho, en la ciudad de Salvador (13ºS).

2. OBJETIVO

El principal reto es identificar en cual sitio esa tipología de edificación ofrece las

mejores condiciones de confort para los usuarios. Se plantea como hipótesis que la

tipología escogida para el experimento está más adaptada a las condiciones

ambientales para climas mediterráneos, pues fue desarrollada a los largos de diversas

generaciones. Por otro lado, esa tipología no tuve ese proceso de construcción

generacional pues fueron “transportadas” para América Latina, entre los siglos XV y

XVIII, técnicas constructivas, modos de vida y tipologías de edificaciones para

territorios distintos de donde fueron realmente desarrollados.

3. METODOLOGÍA

Para la ejecución del experimento, fueron realizadas las siguientes actividades:

3.1. Cadastro técnico de una edificación ubicada en Raval, Barcelona

(ANEXO 01)

3.2. Análisis de la ubicación urbana de esa edificación, buscando escoger

situación urbana posible de comparación para la ciudad de Salvador:

La edificación ubicada en Raval (41ºN) está orientada a noreste (Figuras

01/02).

Figuras 01/02: Ubicación Raval (41ºN)

Para la situación urbana en Pelourinho (13ºS) fue escogida una ubicación

a sureste (Figuras 03/04), pues una ciudad está situada acima de la línea del

Ecuador y la otra, abajo. Así, se busca que las edificaciones tengan incidencias

solares posibles de comparación, a pesar de latitudes bastante distintas.

3

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

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

TEM

PER

ATU

RA

(°C

)

VARIACIÓN ANUAL DE TEMPERATURA Raval; Pelourinho

RAVAL

PELOURINHO

Figuras 03/04: Ubicación Salvador (13ºS)

3.3. Cálculos sobre la resistencia térmica, transmitancia térmica y flujo de

calor, a partir de los materiales de la edificación (ANEXO 02):

Para la definición de los materiales de la edificación, además de la

observación durante el catastro técnico, fueron consultados trabajos

académicos sobre la tipología constructiva de las edificaciones del casco

histórico de Barcelona.

3.4. Comparación sobre los datos de temperatura y humedad para las

ciudades de Barcelona y Salvador, a partir de datos meteorológicos:

Fueron consultados datos meteorológicos oficiales sobre temperatura y

humedad de las dos ciudades, que siguen abajo:

TEMPERATURA (°C) ENE FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO

RAVAL 11,80 9,00 14,50 15,20 19,60 23,80 24,50 26,80 23,20 19,60 15,20 12,50 18,00

PELOURINHO 26,40 26,50 26,60 26,20 25,20 24,30 23,70 23,60 24,30 25,10 25,50 25,90 25,30

Fuente: AEMET (España); INMET (Brasil)

4

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

ENE FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO

HU

MED

AD

REL

ATI

VA

(%

)

VARIACIÓN ANUAL DE HUMEDAD RELATIVA Raval; Pelourinho

RAVAL

PELOURINHO

HUMEDAD

RELATIVA (%) ENE FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO

RAVAL 66,00 52,00 55,00 72,00 62,00 62,00 68,00 62,00 69,00 78,00 71,00 67,00 65,00

PELOURINHO 79,40 79,00 79,80 82,20 83,10 82,30 81,50 80,00 79,60 80,70 81,50 81,10 80,90

Fuente: AEMET (España); INMET (Brasil)

A partir de esos datos, fueron evaluadas las relaciones entre temperatura y

humedad de cada situación y como la arquitectura debe actuar para permitir

condiciones adecuadas de confort para los usuarios, por medio del ábaco

psicométrico desarrollado por Givoni.

5

El ábaco demuestra que, para una edificación ubicada en Raval, es posible

ofrecer el confort térmico adecuado a los usuarios manejando la inercia de los

materiales. Por otro lado, para una edificación ubicada en Pelourinho, es

necesario buscar la ventilación de los ambientes para que los usuarios puedan

quedarse ahí de manera confortable.

3.5. Análisis de las condiciones de confort dentro de la edificación:

Con los datos de resistencia térmica, transmitancia térmica y flujo de calor

del piso de la edificación investigada (ANEXO 02), fue posible estimar la

temperatura interior por medio de las siguientes fórmulas:

Q° = U.S.ΔT

Ti = [(U.S)/Q°]-Te

TEMPERATURA (°C) ENE FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO

RAVAL Te

(°C) 11,80 9,00 14,50 15,20 19,60 23,80 24,50 26,80 23,20 19,60 15,20 12,50 18,00

RAVAL Ti (°C) 14,52 11,72 17,22 17,92 22,32 26,52 27,22 29,52 25,92 22,32 17,92 15,22 20,70

PELOURINHO Te

(°C) 26,40 26,50 26,60 26,20 25,20 24,30 23,70 23,60 24,30 25,10 25,50 25,90 25,30

PELOURINHO Ti (°C) 29,12 29,22 29,32 28,92 27,92 27,02 26,42 26,32 27,02 27,82 28,22 28,62 28,00

Fuente: AEMET (España); INMET (Brasil)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

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

TEM

PER

ATU

RA

(°C

)

VARIACIÓN ANUAL DE LAS TEMPERATURAS interior y exterior

RAVAL Text.

RAVAL Tint.

PELOURINHO Text.

PELOURINHO Tint.

6

Los datos de temperatura interior demuestran que esa tipología de

edificación permite que la energía absorbida por los materiales no sea disipada

tan fácilmente y, con eso, es posible tener temperaturas más grandes en el

interior que en el exterior.

Al disponer esos datos en el ábaco psicométrico, se queda muy claro que

esa tipología favorece mucho más las edificaciones ubicadas en zonas

templadas, que necesitan de la inercia térmica de los materiales, que las

edificaciones ubicadas en zonas tropicales.

4. CONCLUSIÓN

Con ese experimento, fue posible confirmar la hipótesis planteada al inicio,

de que la tipología escogida para el experimento está más adaptada a las

condiciones ambientales para climas templados que para climas tropicales.

El principal factor es la condición de edificación adosada de esa tipología,

que disminuye sensiblemente las posibilidades de ventilación de los ambientes.

El movimiento del aire, además de disipar de forma más rápida la energía

acumulada al largo del día por los materiales, disminuye también la sensación

de bochorno provocado por las altas humedades. Es posible comprobar eso

por medio de las principales adaptaciones desarrolladas en esa tipología para

climas cálidos y húmedos: las ventanas y puertas incorporaran persianas

venecianas en ventanas y puertas, buscando favorecer la ventilación en los

ambientes.

7

5. BIBLIOGRAFÍA

LIBROS:

Bonet, José. Aislamiento térmico en la edificación. Tarragona: Col-legi

d’Aparelladors i Arquitectes Tècnics de Tarragona, 2003

Serra, Rafael. Arquitectura y Climas. Barcelona: Editorial Gustavo Gili, 1999.

Serra, Rafael; Coch, Helena Coch. Arquitectura y Energía Natural. Barcelona:

UPC Edicions, 1995.

Frota, Anésia Barros; Schiffer, Sueli Ramos. Manual de Conforto Térmico. São

Paulo: Studio Nobel, 2001.

NORMAS:

Catálogo de Elementos Constructivos del Código Técnico de la Edificación.

Ministerio de Vivienda, Gobierno de España, 2010.

SITIOS WEB:

http://www.inmet.gov.br/

http://www.aemet.es

http://www.maps.google.com

http://www.labeee.ufsc.br

3.5

5

CO

CIN

A

m24.39

CIRC.

SUBE

V2V1

V2

ED

IF

IC

AC

IO

NE

S

ED

IF

IC

AC

IO

NE

S

LEYENDA:

P1: puerta 01 (0.70x2.10)m

P2: puerta 02 (1.30x2.40)m

V1: ventana 01 (0.80x1.40)m; h=1.00m

V2: ventana 02 (0.55x1.10)m; h=1.10m

ANEXO 01: CATASTRO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

esc: 1/100

8

9

ANEXO 02: TABLA DE CÁLCULOS SOBRE LA RESISTENCIA TÉRMICA, TRANSMITANCIA TÉRMICA Y FLUJO DE CALOR

ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS MATERIALES e

(m)

λ

(W/m.K)

R

(m².K/W)

Rtotal

(m².K/W)

S

(m²)

U

(W/m².K)

τ (coeficiente de

exposición)

Q°

(W/K)

PISO y TECHO

vigas de madera (conífera, peso medio); (h=0,12 m) 0,30 0,15 2,00

2,40 48,00 1,56 0,20 29,96

bovedilla cerámica 0,10 0,67 0,15

seno com relleno (arena) 0,12 2,00 0,06

mortero (cemento o cal) 0,02 1,30 0,02

parquet 0,03 0,17 0,18

FACHADA PRINCIPAL

enfoscado de cemento 0,03 1,30 0,02

0,32 16,20

2,75 1,00 44,48

adobe 0,30 1,10 0,27

ladrillo mazizo

0,85 0,00

mortero (cemento o cal) 0,02 0,80 0,03

VENTANA 01 perfil de PVC 0,05 - 0,40

0,75 1,12 vidrio doble (4+12+4)mm 0,02 - 0,36

PUERTA 02 perfil de PVC 0,05 - 0,40

0,75 3,12 vidrio doble (4+12+4)mm 0,02 - 0,36

PARED ADOSADA (otras edificaciones)

mortero (cemento o cal) 0,03 0,80 0,04

0,34 26,10 2,98 0,50 38,93 adobe 0,30 1,10 0,27

ladrillo mazizo

0,85 0,00

mortero (cemento o cal) 0,02 0,80 0,03

PARED EM CONTACTO CON VECINOS

mortero (cemento o cal) 0,03 1,30 0,02

0,34 13,80 2,91 0,20 8,03 ladrillo perforado 0,10 0,35 0,29

enlucido yeso 0,02 0,57 0,04

PARED EM CONTACTO CON AREAS COMUNES

mortero (cemento o cal) 0,03 1,30 0,02

0,34 35,55

2,79 0,30 29,74

ladrillo perforado 0,10 0,35 0,29

enlucido yeso 0,02 0,57 0,04

VENTANA 02 marcos PVC 0,05 - 0,40

0,75 0,61 vidrio doble (4+12+4)mm 0,02 - 0,36

PUERTA 01 marcos madera 0,15 0,09 1,67

2,00 1,47 puerta madera 0,03 0,09 0,33

TOTAL 0,46 187,65 2,19 - 151,13