III. MATERIALES Y MÉTODOS
3.2. MÉTODOS
3.2.2. IDENTIFICACIÓN DE CRITERIOS DE EVALUACIÓN PARA EL
PLANTEAMIENTO DE ESTUDIOS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
En base a la matriz comparativa de normativas y la recopilación bibliográfica se plantearán cuatro criterios a ser incluidos dentro de la propuesta metodológica. Además se realizará el análisis a profundidad de algunos de estos parámetros para poder incluirlos de manera más precisa en la metodología a proponer, en base a su influencia y las condiciones del país.
a. CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA
Es necesario que cada país posea una clasificación climática acorde a su territorio sobre la cual se pueda apoyar cualquier evaluación de eficiencia energética debido a que el factor climático, especialmente la temperatura, tiene influencia en el comportamiento de transferencia calorífica de la edificación.
Para esta investigación se propondrá una clasificación climática para el Perú con el fin de simplificar el número de zonas climáticas en las que otros autores han dividido el territorio. Una gran cantidad de divisiones puede llegar a complicar el análisis en lugar de hacerlo de sencilla aplicación para los usuarios.
Para esta propuesta de clasificación climática se considerará principalmente el factor de temperatura y elevación (ambos de naturaleza complementaria) porque, de acuerdo a la metodología propuesta para la evaluación del balance térmico, la temperatura es un valor que representa el aspecto climático dentro de la evaluación. Además se realizará la comparación con las otras las diferentes clasificaciones climáticas que distintos autores han realizado para el territorio peruano (indicadas en los capítulos anteriores) para ver el grado de similitud entre ellas y la clasificación propuesta.
Primeramente se necesitará obtener fuentes de información relacionada a temperatura y a la topografía del Perú para tomarla como punto de partida para definir la clasificación climática propuesta. Con este fin se utilizarán imágenes satelitales descargadas de la página web WorldClim – Global Climate Data (Hijmans et al., s.f.), la cual ha sido desarrollada por un equipo de la Universidad de California, Berkeley. Esta página provee imágenes satelitales con información de temperatura promedio mensual, temperatura
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promedio mensual mínima y temperatura promedio mensual máxima correspondientes al periodo 1950-2000; además provee imágenes satelitales de elevación. La resolución de la grilla de las imágenes es de 1 km2.
La información provista por WorldClim ha sido interpolada, de acuerdo a lo indicado en la página web, de las siguientes fuentes:
- Database climáticas compiladas por Global Historical Climatology Network (GHCN), la FAO, WMO, el Centro Internacional para Agricultura Tropical (CIAT), R-Hydronet, y otras databases menores de Australia, Nueva Zelanda, países nórdicos europeos, Ecuador, Perú, Bolivia, entre otros.
- Database de elevación del satélite SRTM.
- El software ANUSPLIN, el cual interpola información utilizando splines.
Para la realización de la clasificación climática propuesta se utilizarán las imágenes de temperatura promedio mensual para cada uno de los meses del año. Debido a que se trata de una clasificación general a nivel macro, se promediarán las imágenes de los doce meses para obtener la información de temperatura promedio anual. Además, se utilizará la imagen satelital de elevación sobre el nivel del mar.
Luego de determinar las zonas climáticas de acuerdo a la clasificación propuesta, será necesario representar de una manera sencilla las características del aspecto principal que se utilizará como representación de las condiciones climáticas dentro de la metodología propuesta: la temperatura. Con este fin se procederá a definir curvas de temperatura anuales comparadas con la temperatura de confort.
b. ORIENTACIÓN - RADIACION
DETERMINACIÓN DEL ÁNGULO DE INCIDENCIA SOLAR
El ángulo de incidencia solar dependerá de la latitud donde se encuentre la edificación. En el caso de Perú, a causa de su cercanía al Ecuador, la radiación solar incide principalmente sobre los techos. Sin embargo, el efecto de la radiación solar se manifiesta a través de la radiación que entra por los vanos transparentes (ventanas). Por esta razón se realizará el
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análisis de incidencia solar enfocado sobre los muros para determinar la adecuada orientación del volumen, no considerando la existencia de elementos transparentes en el techo.
El análisis de incidencia de radiación solar para muros se realizará en función a la clasificación de climas propuesta para esta investigación, obteniéndose así las orientaciones más adecuadas para aberturas y cerramientos por cada zona.
Con esta información se podrá conocer la orientación por la que incidirá la radiación dependiendo de la época del año y si se trata de horas de la mañana o de la tarde. De esta manera se podrá realizar un análisis comparativo entre la incidencia de radiación solar hallada y las gráficas de temperatura para cada zona climática propuesta en el Capítulo 3.2.2.a.
Para poder realizar este análisis, primero se comparará el valor de la temperatura de confort con cada una de las temperaturas que corresponderían a las condiciones de mañana de verano, tarde de verano, mañana de invierno y tarde de invierno para determinar si es necesaria o no la radiación solar para compensar las variaciones. Para este análisis se utilizarán las gráficas de temperatura del Capítulo 3.2.2.a. Al no contar con información horaria para el análisis, se considerará que las temperaturas para las horas de la mañana son representadas por la curva de temperatura promedio mensual mínima, mientras que las temperaturas de las horas de tarde son representadas por la curva de temperatura promedio mensual máxima. De igual manera, se considerarán los meses de verano de diciembre a marzo y los de invierno de junio a setiembre. Este proceso se repetirá para cada una de las zonas climáticas.
DETERMINACIÓN DE VALORES DE RADIACIÓN SOLAR
La cantidad de radiación incidente (W/m2–h) dependerá de la latitud donde se encuentra la edificación, la orientación y la época del año.
De acuerdo a valores conocidos de radiación solar, se interpolarán los valores para obtener la radiación solar en las orientaciones intermedias.
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c. BALANCE TÉRMICO - AISLAMIENTO TÉRMICO DE LOS
MATERIALES
En las normativas latinoamericanas estudiadas se ha podido observar la importancia que se le da al parámetro de transmitancia térmica (es decir, a los materiales de los que está compuesta la envolvente) dentro de sus metodologías para la determinación de la eficiencia energética. Por esta razón será necesario estudiar el comportamiento térmico de los materiales en función de las condiciones que podrían causar variaciones e influir en su valor.
Esto se logrará mediante la realización de un modelo de características constructivas constantes que permitirá investigar el comportamiento del valor de transmitancia térmica (U) (considerado de igual valor para techos y muros en este caso), buscando obtener un balance térmico final de pérdidas y ganancias de calor que tienda a cero bajo diferentes condiciones de temperatura ambiental de un lugar específico.