Criterios para la selección de edificios sometidos a vientos

Criterios para la selección de edificios sometidos a vientos dominantes
M. en Arq. Haydee Pérez Castro
M. en Arq. Jorge Flores González
M. A. Claudia Ponce Sánchez
Resumen
El viento es una de las dos soluciones alternativas viables para mejorar la comodidad térmica al
interior de las edificaciones ubicadas en clima cálido-húmedo, por lo que es necesario plantear
métodos de análisis entorno a él. Es por ello que resulta preponderante la generación de una
herramienta que permita verificar, en primera instancia, el emplazamiento de los edificios con
respecto de los vientos dominantes. Esta herramienta contribuye a la verificación de las
condiciones en que se encuentra los edificios de estudio, permite seleccionar dentro de un
conjunto arquitectónico los edificios a evaluar, además establece las pautas a seguir para la
colocación del equipo de medición que evaluarán en una segunda etapa, los patrones de flujo
del aire. El caso de estudio es la División Académica de Ingeniería y Arquitectura de la
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco.
Introducción
Actualmente el ahorro de energía es de vital importancia, pues favorece la preservación de los
recursos naturales. El diseño bioclimático es un medio para lograr edificios confortables que
cubran las necesidades de los ocupantes, a través del mínimo consumo de energía producida
por el hombre (Morillón, 1993).
Desde la perspectiva del diseño bioclimático, el confort es el parámetro más importante dentro
del ámbito arquitectónico y urbano, pues tiene como objetivo principal el bienestar del ser
humano. El clima cálido-húmedo como el del estado de Tabasco dificulta las soluciones de tipo
alternativo que pudiera proporcionar el diseño bioclimático, debido a que el ambiente
permanece con un 70% de humedad y la temperatura máxima alcanza los 42ºC. Por lo que las
soluciones más viables son la sombra y la ventilación (Konya, 1981). El manejo del estudio y
análisis de los patrones de viento repercute en el diseño arquitectónico y este a su vez en el
bienestar al interior de los edificios, es decir se manifiesta en el confort de los ocupantes.
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Este trabajo se deriva de una investigación más amplia denominada, “Estudio de los patrones
de viento para verificación del emplazamiento de los edificios en la División Académica de
Ingeniería y Arquitectura”.
Objetivos y metas
Objetivo. Generar una herramienta de análisis para la selección de edificios expuestos a vientos
dominantes, dentro del conjunto arquitectónico de la División Académica de Ingeniería y
Arquitectura.
Metas:
Consideración de las variables que intervienen
Metodología para la elección de los edificios que serán evaluados
Planeación para la colocación del equipo de medición
Materiales y métodos
La investigación se llevará a cabo en los edificios de la División Académica de Ingeniería y
Arquitectura (DAIA), ubicada en el Municipio de Cunduacán, Tabasco.
Para analizar el sistema de ventilación de un edificio es necesario revisar las variables que
intervienen en el patrón del flujo de aire (García, 1995):
Variables del Sitio que Implica la Alteración de los Vientos Dominantes:
Cambios diarios (horarios) y estacionales (mensuales)
Topografía
Vegetación
Construcciones cercanas
Variables Arquitectónicas y Constructivas:
Forma y dimensión del edificio
Orientación con respecto al viento
Localización y tamaño de las aberturas de entrada y salida de aire
Tipo de ventanas y sus accesorios
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Elementos arquitectónicos exteriores e interiores, etc.
Cada una de las variables anteriores causa un efecto en el flujo del aire alrededor y al interior
del edificio.
Aplicación de estudio:
Cambios diarios y estacionales: El municipio de Cunduacán tal como el resto del Estado, ofrece
clima cálido-húmedo con lluvias estacionales de Agosto a Noviembre, por lo que con base en
los datos de CNA el viento se manifiestan predominantemente del Noreste durante los meses
de Julio, Noviembre y Diciembre.
Topografía: La topografía del terreno es relativamente plana.
Vegetación: La vegetación a pesar de ser abundante no obstaculiza de forma predominante el
acceso de viento en las ventanas.
Construcciones cercanas: El elemento que impacta de manera significativa en los patrones de
los vientos dominantes son otros edificios.
Forma y dimensión del edificio: Todos los edificios de aulas de la DAIA presentan volúmenes
rectangulares plantados de manera longitudinal y constan de dos niveles.
Orientación respecto al viento: La gran mayoría de los edificios tiene una orientación Norte–Sur.
Localización y tamaño de las entradas y salidas de aire: Las ventanas corren a lo largo de las
fachadas Norte y Sur, las cuales se encuentran a una altura del piso a 1.10m y se extienden
hasta la trabe que sostiene el techo.
Tipo de ventanas: Son de tipo corredizas lo que significa que el 50% del vano esta obstruido por
el vidrio.
Elementos arquitectónicos exteriores e interiores: Se observó que las ventanas del piso superior
se encuentran protegidas de la incidencia solar directa, debido a los aleros de la techumbre, sin
embargo en el piso inferior solo una de las fachadas esta protegida por el pasillo del segundo
nivel.
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Para seleccionar los edificios se deben tomaron en cuenta los siguientes criterios:
Ubicación dentro del conjunto arquitectónico:
La incidencia de las
condiciones
microclimáticas se ve favorecida o no con base en el emplazamiento.
Orientación: La orientación de la edificación determina los patrones de vientos dominantes.
Accesibilidad: Facilidad para el montaje del equipo de medición.
Aplicación de estudio:
Ubicación: Con base en el emplazamiento, la mayoría de los edificios que conforman el
conjunto de la DAIA presentan las mismas características, a excepción del edificio denominado
AD que presenta un ángulo con respecto a la ubicación resto.
Orientación: Con respecto a la incidencia de vientos los edificios en general, se encuentran
posicionados a 45º respecto de los vientos dominantes a excepción del edificio AD.
Accesibilidad: Es necesario tener acceso rápido y seguro para la colocación del equipo ya que
requieren de revisión periódica para el vaciado de datos registrados. Por lo que en el caso de
los anemómetros se requiere de una estructura soportante sobre los techos de los edificios y en
el caso de los sensores para temperatura y humedad sujetadores para colocarlos en la pared.
Micro-estación
HOBO H21-002
Anemómetro
SMART SENSOR
Temperatura/RH
Smart Sensor
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El equipo que se implementará para el monitoreo consta de:
Equipo
Características
Micro-estación HOBO H21-002
Capacidad para 4 canales con smart-sensor
Cable
Cable de interfaz serial USB y Cable PC-3.5
Anemómetro HOBO
Rango de medición de 0 a 44m/s, exactitud ±0.5m/s,
S-WCA-M003
rango de temperatura de operación de –40ºC a +75ºC
Temperatura/RH Smart Sensor
Rango de medición –40ºC a 75ºC y de 0 a 100% de
RH entre 0º y 50ºC
Computadora Portátil
HP Pavillon dv9000
Software
HOBO ware Pro, version 2.3.1; para windows XP
Resultados
La investigación proporciona una herramienta de análisis basada en la selección de los edificios
a evaluar, establecimiento del periodo de levantamiento de datos y la colocación del equipo de
medición, contribuye además a la verificación de las condiciones en que se encuentra un
edificio. Se logró, determinar que los edificios a analizar son el AD debido a su ubicación
irregular respecto del resto del conjunto arquitectónico, el F por encontrarse inmerso en él, y el
K por situarse en un extremo del mismo, se recomienda realizar las lecturas en los meses de
Julio, Noviembre y Diciembre debido a la presencia de los vientos dominantes.
Discusión
En los espacios educativos la comodidad térmica se refleja, en cierta medida, en el rendimiento
académico de los estudiantes. Como usuarios de estos espacios y como parte del profesorado
de la carrera de Arquitectura es tarea prioritaria revisar las condiciones de comodidad que las
aulas de la DAIA ofrecen a los alumnos.
En el caso de estudio, después de realizar el análisis, se pudo vislumbrar que la posición de las
ventanas en las caras opuestas del edificio podría sugerir ventilación cruzada, sin embargo esta
situación podrá ser verificada al revisar el patrón de flujo de entrada y salida del viento dentro
del conjunto y al interior del edificio. La presencia de obstáculos, como vegetación frondosa y
otros edificios, respecto de los viento dominantes (Noreste) podría representar una modificación
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inadecuada de la ventilación. Además la velocidad, dirección, frecuencia, y turbulencia influyen
de manera directa en los movimientos en el interior del espacio y deben ser analizadas en una
segunda etapa de la investigación.
Conclusiones
La herramienta de análisis proporciona una metodología a seguir en casos similares sobre el
estudio de los patrones de viento, inclusive para cualquier tipo de clima, su aplicación
contribuirá a reconocer de manera previa los aciertos y desaciertos en los edificios ya
construidos, este análisis aportará datos que podrán ser empleados en la búsqueda de
soluciones dentro del diseño bioclimático, en caso de ser necesario, para la mejora de los
edificios de estudio.
Referencias
Morillón, D. 1993. Bioclimática, Sistemas Pasivos de Climatización; Universidad de
Guadalajara; México.
Konya, A. (1981), Diseño en Climas Cálidos, H. Blume Ediciones, Primera edición
española.
García, Ch.J.R. (1995), Viento y Arquitectura, El viento como factor de diseño
arquitectónico.
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