De la evolución anual de las condiciones del aire, en el diagrama pueden deducirse las necesidades en cada momento. Las propuestas en la propia carta bioclimática son:
- Necesidad de radiación solar si la condición del aire está por debajo de la línea de sombra
- Necesidad de movimiento del aire cuando se está por encima de una determinada temperatura seca (o efectiva). A la inversa, necesidad de protección frente al viento por debajo de dichos valores.
- Necesidad de evaporación cuando, para bajas humedades relativas, se superan ciertas temperaturas
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España
- 4 bibliografía consultada
0 introdução - 1 cidade e território -
2 cidade e clima
- 3 aplicação para a região fronteiriça P
ortugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
72
El cruce de estas necesidades con los datos climáticos disponibles del resto de variables climáticas no higrotérmicas permite recomendar, tal como se ha hecho en este manual, la estrategia necesaria en cada caso. A grandes rasgos, las operaciones que permite el diagrama son las siguientes:
1. Ampliaciones mediante movimiento del aire (NOTA: exige protección solar)
El movimiento del aire, al favorecer la disipación de calor por convección, amplía la zona de confort por la parte superior (hasta un máximo de 3 m/s, que corresponde a 32 ºC). ( Img 2.1.C2 )
2. Ampliación mediante evaporación (NOTA: exige protección solar)
La evaporación disminuye la temperatura del aire por el fenómeno de enfriamiento evaporativo, y también posibilita la ampliación de la zona de confort en la parte superior izquierda del diagrama (clima cálido seco), hasta un máximo de 5 gvapor/kgaire). ( Img 2.1.C3 )
3. Ampliación mediante radiación solar (NOTA: exige ausencia de viento)
La radiación solar amplía la zona de confort por debajo (hasta una intensidad de radiación solar de 90 W/m2 que hace confortable una temperatura exterior de 7 ºC. La línea inferior de la zona de confort, correspondiente a 20,2 ºC marca el límite por encima del cual las condiciones de confort se consiguen a la sombra. Recibe por ello el nombre de línea de sombra.( Img 2.1.C4 )
En la figura se representa este diagrama con la zona de confort y las ampliaciones descritas.
Em grandes rasgos, as operações sugeridas pelo diagrama são as seguintes:
1. Incremento do conforto mediante movimento do ar (NOTA: exige proteção solar)
O movimento do ar, ao favorecer a dissipação de calor por convecção, amplia a zona de conforto pela parte superior (até um máximo de 3 m/s, que corresponde a 32 °C). ( Img 2.1.C2 )
2. Incremento do conforto mediante evaporação (NOTA: exige proteção solar)
A evaporação diminui a temperatura do a,r segundo o fenómeno de arrefecimento evaporativo, e também possibilita a ampliação da zona de conforto na parte superior esquerda do diagrama (clima quente e seco), até um máximo de 5 gvapor/kgar).( Img 2.1.C3 )
3. Incremento do conforto mediante radiação solar (NOTA: exige ausência de vento)
A radiação solar amplia a zona de conforto por debaixo (até uma intensidade de radiação solar de 90 W/m2 que
torna confortável uma temperatura exterior de até 7 °C. A linha inferior da zona de conforto, correspondente a 20,2 °C marca o limite acima do qual as condições de conforto são alcançadas à sombra. Recebe por isso o nome de linha de sombra.( Img 2.1.C4 )
Na figura representa-se este diagrama com a zona de conforto e as ampliações descritas.
Img 2.1.C3. Influencia de la humedad añadida en altas temperaturas. / Influência da incorporação de humidade nas temperaturas elevadas. Img 2.1.C4. Relación entre radiación y temperatura seca. / Relação entre a radiação e a temperatura do ar (bulbo seco).
73
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España - 4 bibliografía consultada 0 introdução - 1 cidade e território - 2 cidade e clima - 3 aplicação para na região fronteiriça Portugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
O objetivo desta secção passa por estabelecer uma sé- rie de recomendações de desenho urbano adaptadas aos climas temperados para:
- Melhorar o conforto da atividade humana, pedonal nos espaços entre edifícios.
- Melhorar o comportamento dos edifícios, face aos ci- clos da energia e da água.
As recomendações efetuadas, segundo Erell e Pearl- mutter, podem agrupar-se nas seguintes categorias (ERELL, 2010):
- Otimizar o uso do solo em relação com as atividades que suporta
- Desenvolver microclimas para diferentes atividades (parques, lazer, etc.)
- Otimizar a forma urbana em relação com o clima da zona
- Controlo higrotérmico mediante o desenho dos espa- ços exteriores e intermédios
- Controlo de escoamento de água
- Seleção de materiais de construção adequados - Melhoria dos custos de utilização de edifícios, especial- mente em climatização
- Controlo do impacte ambiental dos sistemas de trans- porte e da poluição
- Planeamento e normalização urbanística de acordo com as limitações climáticas
A grande variedadede atividades que se desenvolvem nos espaços públicos, com diferentes intensidades metabólicas, tipos de vestuário e perceções do Conforto, assim como a sazonalidade e variação das condições climáticas no exterior, que são dificilmente controláveis, tornam necessário que, em climas como o que nos ocupa neste manual, o projetista ofereça aos utilizadores do espaço público um variado catálogo de situações microclimáticas que se possam adequarem cada caso às suas necessidades.
2.2 Descripción de variables y recomendaciones
2.2 Descrição de variáveis e recomendações
El objeto de esta parte es establecer una serie de reco- mendaciones de diseño urbano adaptadas a los climas templados para:
- Mejorar el confort de la actividad humana, peatonal en los espacios entre edificios.
- Mejorar el comportamiento de los edificios frente a los ciclos de la energía y el agua.
Las recomendaciones efectuadas, según Erell y Pearlmutter, pueden agruparse en las siguientes categorías (ERELL, 2010):
- Optimizar uso del suelo en relación con las actividades que soporta.
- Desarrollar microclimas para distintas actividades (parques, ocio, etc.).
- Optimizar la forma urbana en relación con el clima de la zona.
- Control higrotérmico mediante el diseño de los espacios exteriores e intermedios.
- Control de escorrentías y evacuación de agua. - Selección de materiales de construcción adecuados. - Mejora de los costes de utilización de edificios, especialmente en climatización.
- Control del impacto ambiental de los sistemas de transporte y la contaminación.
- Planificación y normalización urbanística de acuerdo con las limitaciones climáticas.
La gran variedad de actividades que se dan en los
espacios públicos, con diferentes intensidades metabólicas, niveles de arropamiento y
percepciones del confort, así como la estacionalidad
y variación de las condiciones climáticas en el
exterior, que son difícilmente controlables, hacen
necesario que, en climas como el que nos ocupa en este manual, el proyectista ofrezca a los usuarios del espacio público un variado catálogo de situaciones
microclimáticas que puedan adecuarse en cada caso
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España
- 4 bibliografía consultada
0 introdução - 1 cidade e território -
2 cidade e clima
- 3 aplicação para a região fronteiriça P
ortugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
74
A) Radiação solar
A radiação solar é a variável dominante dos meca- nismos de intercâmbio térmico entre os utilizadores e a sua envolvente, em espaços abertos. Esta radiação divide-se em dos tipos: a de pequeno comprimento de onda (direta procedente do sol, que incide ou se re- flete nas superfícies do espaço público) e a de grande comprimento de onda (emitida pelos corpos, entre os que se deve considerar a propia atmosfera terrestre, em função da sua temperatura).
A radiação de pequeno comprimento de onda compõe- -se da radiação solar direta, a difusa e a refletida pelas superfícies circundantes. É a que mais influi no
stress térmico e é determinada pela geometria: - do espaço urbano
- da posição relativa do sol - da forma e posição do corpo
A quantidade da radiação de grande comprimento de onda é dada pela emissividade dos parâmetro da envolvente edificada e pelo fator de forma com o que se ‘vêm’ uns a outros.
O balanço de radiação, Rn, medido em W, que o utilizador sente num espaço público (Img 2.2.A1) pode representar-se com a seguinte expressão:
Rn = (Kdir + Kdif + Kh + Kv )(1 - αs )+Ld + Lh + Lv - Ls
Em que:
αs : albedo da pele ou vestuário
Kdir : radiação direta de pequeno comprimento de onda Kdif: radiação difusa de pequeno comprimento de onda Kh: radiação direta refletida nas superfícies horizontais Kv: radiação indireta refletida nas superfícies verticais Ld: radiação de grande comprimento de onda emitida pela
atmosfera
Lv:radiação degrande comprimento de onda emitida pelas superfícies verticais
Ls: radiação de longo comprimento de onda emitida pelo corpo no ambiente (valor negativo)
Tanto a radiação solar recebida como a temperatura do ar são fatores de que depende o conforto térmico
em espaços exteriores. Enquanto a temperatura do ar é
A) Radiación solar
La radiación solar es la variable dominante en
espacios abiertos dentro de los mecanismos de intercambio térmico de los usuarios con su entorno. Esta radiación se divide en dos tipos: la de onda corta (directa procedente del sol, que incide o se refleja en las superficies del espacio público) y la de onda
larga (emitida por los cuerpos, entre los que se debe
considerar a la propia atmósfera terrestre, en función de su temperatura).
La radiación de onda corta se compone de radiación
solar directa, la difusa y la reflejada por las super-
ficies circundantes. Es la que más influye en el estrés térmico y viene determinada por la geometría:
- del espacio urbano - de la posición relativa del sol - de la forma y posición del cuerpo
La cuantía de la radiación de onda larga viene dada por la emisividad de los paramentos del entorno edificado y por el factor de forma con el que se ‘ven’ unos a otros.
El balance radiante, Rn, medido en W, que experimenta el usuario de un espacio público (Img 2.2.A1) puede estudiarse con la siguiente expresión:
Rn = (Kdir + Kdif + Kh + Kv )(1 - αs )+Ld + Lh + Lv - Ls
En la que
αs : albedo de la piel o la vestimenta
Kdir : radiación directa de onda corta
Kdif: radiación difusa de onda corta
Kh: radiación directa reflejada en las superficies
horizontales
Kv: radiación indirecta reflejada en las superficies
verticales
Ld: radiación de onda larga emitida por la atmósfera
Lh: radiación de onda larga emitida por las superficies
horizontales
Lv: radiación de onda larga emitida por las superficies
verticales
Ls: radiación de onda larga emitida por el cuerpo a
l ambiente (valor negativo)
Tanto la radiación solar recibida como la temperatura
Img 2.2.A1: Radiación de onda corta y onda larga en un espacio libre. / Radiação de pequeno comprimento de onda e de grande comprimento de onda no espaço livre.
75
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España - 4 bibliografía consultada 0 introdução - 1 cidade e território - 2 cidade e clima - 3 aplicação para na região fronteiriça Portugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
um fator dificilmente controlável nos espaços abertos, a radiação solar é um parâmetro que se pode ajustar (ERELL et al, 2010).
Assim, no que se refere à radiação solar, as estratégias de adaptação bioclimática baseiam-se na definição de condicionantes da envolvente que favoreçam a incidência de radiação ou o sombreamento dos espaços exteriores, dependendo das necessidades que em cada caso resultam do estudo climático e/ou microclimático.
A disponibilidade de sol numa envolvente urbana depende principalmente de variáveis morfológicas
(densidade, altura da edificação, largura de ruas, espaços urbanizados e vazios...), e das características da estrutura urbana (orientação e larguras de rua), e do próprio suporte sobre o qual se desenvolve o espaço urbano (topografia e declives).
A morfologia urbana, entendida como a configuração tridimensional dos edifícios e dos espaços criados entre eles, tem uma relação evidente com algumas características microclimáticas, especialmente com o vento, a incidência de radiação e a temperatura do ar. Por isso, ao longo da história, tradicionalmente, essa forma tridimensional da cidade adequou-se ao clima local como modo de regulação e melhoria das condições
climáticas nos espaços públicos e nos edifícios. Em climas frios desenvolveram-se morfologias urbanas que permitiam a entrada direta da radiação solar e evitavam os ventos predominantes de inverno, enquanto em climas mais quentes tem-se procurado a produção de brisas e evitado a radiação direta nos espaços de estadia e nos edifícios.
As características de dimensão que definem as diversas morfologias urbanas são:
- Os lotes. - As vias.
- Composição dos edifícios.
- Relação entre lotes, vias e edifícios.
De especial importância para caracterizar o comportamento face à radiação de um elemento do espaço público é o fator de visão do céu, do inglês ‘ski view fator’ (SVF) (Img 2.2.A2). Define-se como a
percentagem de céu que se vê desde um ponto
del aire son factores de los que depende especialmente
el confort térmico en espacios exteriores. Mientras
que la temperatura del aire es un factor difícilmente controlable en los espacios abiertos, la radiación solar si es un parámetro que es posible ajustar (ERELL et al, 2010).
Así, en lo referente a la radiación solar las estrategias de acondicionamiento bioclimático se basan en la definición
de condicionantes de entorno que favorezcan el
soleamiento o el sombreamiento de los espacios
exteriores según sean las necesidades que en cada
caso se derivan del estudio climático y/o microclimático.
La disponibilidad de sol en un entorno urbano depende
principalmente de variables morfológicas (densidad, altura de la edificación, anchos de calle, llenos y vacíos...), y de las características tanto de la estructura urbana (orientación y anchos de calle), como del propio
soporte sobre el que se realizó el asentamiento urbano
(topografía y pendientes).
La morfología urbana, entendida como la
configuración tridimensional de las edificaciones y
los espacios creados entre ellas, guarda una relación
evidente con algunas características microclimáticas, especialmente con el viento, el soleamiento y la temperatura del aire. Por ello, a lo largo de la historia tradicionalmente la estructura tridimensional de la ciudad se ha adecuado al clima local como modo de regulación y mejora de las condiciones climáticas en los espacios públicos y en las edificaciones. En climas fríos se han generado morfologías urbanas que permitían la entrada directa de la radiación solar y evitaban los vientos predominantes de invierno, mientras que en climas más cálidos se ha buscado la generación de brisas y se ha evitado el soleamiento directo en los espacios estanciales y edificaciones.
Las características dimensionales que definen las
diversas morfologías urbanas son: - Parcelario
- Vías
- Comparativas de los edificios
- Relación entre parcelas, viales y edificaciones
De especial importancia para caracterizar el comportamiento frente a la radiación de un elemento del
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España
- 4 bibliografía consultada
0 introdução - 1 cidade e território -
2 cidade e clima
- 3 aplicação para a região fronteiriça P
ortugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
76
desse espaço urbano, relativamente à semiesfera celeste. Determina o troca de calor radiante de longo comprimento de onda entre o elemento urbano e o céu e condiciona a radiação difusa e refletida que recebe. Um SVF de 1 significa uma visão do céu sem obstrução, e nesse ponto as temperaturas aproximam- se dos valores meteorológicos. Se a obstrução for maior, o valor vai-se aproximando de 0 e significa que as temperaturas serão fortemente influenciadas pelo contexto urbano e geralmente ocorre um aumento da influência da ilha de calor urbano.
Será necessário realizar, com ajuda de cartas solares, uma análise de sombras que tenha em conta todas as condicionantes anteriormente citadas, determinando assim as condições microclimáticas relativas à radiação nos espaços abertos da cidade. Estes resultados deve- rão comparar-se com as necessidades determinadas através dos diagramas bioclimáticos.
A.01.-Captação
Nas latitudes intermédias os espaços urbanos devem assegurar horas mínimas de radiação por dia durante os meses frios de inverno. O ideal é que essa
acessibilidade solar se dê nas horas centrais do dia, uma vez que à primeira e última hora do dia solar a capacidade de fornecimento de energia do sol no inverno é muito limitada (ERELL et al, 2010). Há que ter em conta que nas quatro horas centrais do dia, das 10:00 às 14:00 (horas solares), se dispõe de 75% da radiação solar de todo o dia.
A quantidade de radiação direta recebida depende da relação entre a altura dos edifícios e a largura das ruas (H/W). Isto é, a própria configuração espacial da envolvente determinará se o sol incidirá diretamente sobre o espaço urbano ou não.
Assim, a radiação direta nos espaços livres permite: -melhorar as condições de conforto, durante o período frio.
-potenciar a iluminação natural. -favorecer o crescimento da vegetação.
A acessibilidade solar garante a radiação em edifícios e espaços abertos, pelo que é um parâmetro determinante
espacio público es el factor de cielo visto, del inglés ‘sky view factor’ (SVF) (Img 2.2.A2). Se define como el
porcentaje de cielo que se ve desde un punto de
ese espacio urbano, respecto de la semiesfera celeste.
Determina el intercambio de calor radiante de onda larga entre el elemento urbano y el cielo y condiciona
la radiación difusa y reflejada que recibe. Un SVF
de 1 significa una visión del cielo sin obstrucción, y en ese punto las temperaturas seguirán los valores meteorológicos. Si la obstrucción es mayor, el valor se va acercando a 0 y significa que las temperaturas estarán fuertemente influidas por el contexto urbano y, generalmente, un aumento de la influencia de la isla de calor urbana.
Resultará necesario realizar, con ayuda de cartas
solares, un análisis de sombras que tenga en
cuenta todos los condicionantes anteriormente citados, determinando así las condiciones microclimáticas en lo referente al soleamiento en los espacios abiertos de la ciudad. Estos resultados se deberán comparar con las necesidades determinadas mediante de los diagramas bioclimáticos.
A.01.-Captación
En las latitudes intermedias los espacios urbanos deben asegurar unas horas mínimas de soleamiento al día durante los meses infracalentados de invierno. Lo ideal es que esa accesibilidad solar se dé en
las horas centrales del día, puesto que a primera y
última hora la capacidad de aporte de energía del sol en invierno es muy limitada (ERELL et al, 2010). Hay que tener en cuenta que en las cuatro horas centrales del día, de las 10:00 a las 14:00 (horas solares), se dispone del 75% de la radiación solar de todo el día.
La cuantía de radiación directa recibida depende de la relación entre la altura de los edificios y el ancho
de las calles (H/W). Esto es, la propia configuración
espacial del entorno determinará si el sol incidirá directamente sobre el espacio urbano o no.
Así, la radiación directa en los espacios libres permite: -mejorar las condiciones de confort durante el periodo infracalentado
-potenciar la iluminación natural Img 2.2.A2. Sky view factor (SVF) o factor de cielo visto. /
77
0 introducción - 1 ciudad y territorio -
2 ciudad y clima
-
3 aplicación a la región transfronteriza P
ortugal-España - 4 bibliografía consultada 0 introdução - 1 cidade e território - 2 cidade e clima - 3 aplicação para na região fronteiriça Portugal-Espanha - 4 bibliografia consultada
da qualidade ambiental e de vida nas cidades.
No momento de determinar a acessibilidade solar
dever-se-á ter em conta a variação da posição do sol
(variação geográfica, sazonal e diária). (Img 2.2.A3) Dentro do tecido urbano a acessibilidade solar depende da:
– Orientação das ruas. – Largura das ruas. – Altura dos edifícios.
Os parâmetros que na envolvente urbana condicionam a acessibilidade solar são a própria morfologia urbana e as orientações dos espaços abertos.
Há que ter em conta a altura e a distância dos elementos que possam criar obstruções e reduzir a incidência da radiação. Pode conhecer-se qual deveria ser a separação entre edifícios e elementos que conformam o espaço para garantir a radiação necessária, utilizando métodos gráficos ou analíticos.
Além disso, a orientação dos espaços públicos é condi- cionada pela acessibilidade solar, pois dá lugar a espa- ços sem possibilidade de aceder à radiação direta, ou pelo contrário a outros permanentemente expostos ao sol ao longo do dia. Os declives do terreno podem, por seu lado, potenciar este tipo de situações.
Recomendações
Relativas à radiação de pequeno comprimento de onda
- No que se refere à captação solar e à localização de usos no espaço público, existem atividades que requerem radiação solar direta.
Assim, recomenda-se a localização das zonas verdes como parques e jardins em espaços com possibilidade de captação solar para favorecer o crescimento e a saúde das espécies vegetais.
Por outro lado, devem colocar-se zonas de atividades ao ar livre e parques infantis em locais que durante o