ANÁLISIS DEL CONFORT TÉRMICO EN EL PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTÓNICO.
APLICACIÓN SOFTWARE ECOTECT.
Tesis previa a la obtención
del título de Arquitecto.
DIRECTOR. Arq. Ramiro Alberto Correa Jaramillo
AUTOR. Juan Pablo Toledo Espejo
DOCENTE INVESTIGADOR DE LA U.T.P.L.
CERTIFICA:
Haber revisado en su totalidad el proyecto de tesis titulado: “ANÁLISIS DEL CONFORT TÉRMICO EN EL
PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTÓNICO. APLICACIÓN SOFTWARE ECOTECT.”, por consiguiente
autorizo la presentación inal del mismo para su respectiva evaluación.
Loja, Mayo de 2011
Yo
Juan Pablo Toledo Espejo
, declaro ser autor del presente trabajo y eximo expresamente a la Universidad
Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad
Técnica Particular de Loja, que en su parte pertinente textualmente dice: “Forman parte del patrimonio de la
Universidad la Propiedad Intelectual de investigaciones, trabajos cientíicos o técnicos de tesis de grado que
se realicen a través, o con el apoyo inanciero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”.
El presente trabajo de investigación, propuesta teórica y conclusiones, a excepción
de las ideas transcritas y citas mencionadas, es de exclusividad, responsabilidad del
autor, y soy responsable de todo lo que aquí se menciona.
personal docente que con dedicación y responsabilidad han contribuido a la
formación humanística y profesional de mi persona.
De manera especial expresar mi agradecimiento al Arq. Ramiro Alberto Correa
Jaramillo director de Tesis por la tutela en el desarrollo del trabajo y la revisión de la
presente tesis de grado.
Lupe y Juan.
A mis abuelos:
Mariana y Luis,
Matilde y Aniceto.
Los cambios actuales en las condiciones climáticas a nivel
global tienen sus antecedentes de inicio en el uso
descon-trolado y no meditado de los recursos no renovables, si bien
toda acción del hombre sobre la tierra produce impactos en
el ambiente es compromiso con nuestro planeta el tratar de
reducir dichos impactos al mínimo desde una perspectiva
sostenible, ante esta situación diferentes organismos
mun-diales, como la IEA (Agencia Internacional de Energía), y
estatales han elaborado normas con el in de garantizar
una eiciencia energética en los diferentes ámbitos de pro
-ducción, en los que se incluye las ediicaciones.
La industria de la construcción aporta con el 50% de los
gases que contribuyen al calentamiento global, de los
cua-les las construcciones con materiacua-les como el acero y
hor-migón requieren un elevado consumo de energía en
rela-ción a los materiales vernáculos, estos valores elevados
de consumo de energía son la consecuencia de un rígido
proceso de diseño, en el que se considera irrelevante el
medio en el que se desarrolla el proyecto arquitectónico
(factores y elementos climáticos) así como el poco carác
-ter crítico al momento de seleccionar la ma-terialidad del
proyecto, acompañado por una ideología comercial de la
arquitectura.
Actualmente se cuestiona el proceso de diseño, nos
encon-tramos en una etapa de transición de lo rígido a lo abierto,
en respuesta a la actual condición de la arquitectura en la
mayoría de los lugares, en los que una corriente
internacio-todo proyecto se puede construir en cualquier lugar, lo que
trae serias implicaciones de altos consumos energéticos y
recursos no renovables, esto, impulsado por una
lamen-table tendencia comercial, conduce a una arquitectura sin
identidad, perdida en el tiempo.
Las secuencias del proceso de diseño las realizamos con
el in de resolver una serie de problemas, que requieren
ser evaluados, esta veriicación se la realiza en base a co
-nocimientos cientíico y empíricos que nos hacen suponer
resultados adecuados, que no siempre son correctos y se
nota su deiciencia en el proceso de construcción o inali
-zada la misma, ante esta situación es indispensable utilizar
medios que nos permitan suponer la realidad y garantizar
resultados. La creación de nuevas normativas en eicien
-cia energética y una concien-cia medio ambiental hace
ne-cesario introducir una etapa de evaluación en el proceso
de diseño, que a más de permitir una correcta respuesta
ante las condicionantes del proyecto permitirá aportar con
la concienciación global de nuestro planeta.
Todo proyecto arquitectónico debe ser contemporáneo, una
contemporaneidad que no solo debe ser entendida con el
uso de materiales y procesos constructivos en boga, debe
expresar la realidad de la época (eiciencia energética) en
la que fue construida, expresión que se debe lograr desde
el mismo proceso de diseño (herramientas digitales).
Objetivo general
Implementar el software Ecotect en el proceso de diseño arquitectónico y analizar el rendimiento de su aplicación en la
loca-lidad.
Objetivos especíicos
Lograr el aprendizaje de software Ecotect correspondiente al análisis del comportamiento térmico de elementos
arquitectó-•
nicos.
Aplicar el software en el proceso inicial de diseño arquitectónico correspondiente al análisis del contexto climático de la
loca-•
lidad y establecer estrategias de diseño pasivo y orientación óptima.
Evaluar el comportamiento térmico actual de un ediicio patrimonial y proponer un acondicionamiento térmico garantizando
•
HIPÓTESIS
El uso del software Ecotect como herramienta digital en el proceso de diseño arquitectónico permite evaluar la eiciencia
energética de los proyectos arquitectónicos antes de su construcción.
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
funcionamiento del ediicio antes de su construcción. El com
-portamiento térmico del ediicio puede ser evaluado mediante
diferentes herramientas digitales, siendo Ecotect el software que
reúne características importantes para el desarrollo del presente
proyecto.
Su aplicación permitió desarrollar una base detallada del clima
de la localidad denominada ECU_Loja, de cuyo análisis se inie
-re los -requerimientos a los que debe -responder la arquitectura
desarrollada en nuestra ciudad respecto al clima, determinar la
óptima orientación, aplicación del ábaco psicrométrico para
es-tablecer rangos de confort térmico para los días cálidos,
prome-dios y fríos, así como las estrategias de corrección
arquitectóni-ca necesarias para modiiarquitectóni-car el comportamiento térmico fuera
de las áreas de confort. La etapa de evaluación térmica permite
visualizar el comportamiento térmico así como las ganancias y
pérdidas de calor, factores que permiten conocer las estrategias
necesarias para mejorar el comportamiento térmico del ediicio,
sin embargo el análisis conceptual es importante en una etapa
anterior a la aplicación del software.
Ecotect es un software diseñado para ser aplicado en las
pri-meras etapas del proceso de diseño, siendo una herramienta
indispensable al momento de proyectar. Las herramientas
digi-tales han permitido explorar nuevas alternativas en el proceso
de diseño y su aplicación contribuye a la toma de decisiones, sin
embargo no dejan de ser simples herramientas, el conocimiento
de conceptos, procesos y el criterio para aplicar los mismo son
un antecedente para la utilización de las herramientas digitales
a la arquitectura.
• Cesión de derechos en tesis de grado
3
• Autoría
4
• Agradecimiento
5
• Dedicatoria
6
• Introducción
7
• Objetivos
8
• Hipótesis y metodología de investigación
9
• Resumen
10
• Palabras clave
10
• Índice
11
CAPÍTULO I: Antecedentes y base conceptual
16
1.1. EL CONFORT TÉRMICO
17
1.1.1. FACTORES DEL USUARIO
17
a. Metabolismo
17
b. Temperatura de la piel
18
c. Vestimenta
19
1.1.2. FACTORES DEL AMBIENTE
19
a. Temperatura del aire
19
b. Temperatura de radiación
19
c. Velocidad del viento
20
d. Humedad relativa
20
1.2. ÁBACOS BIOCLIMATICOS
20
1.3.1. NORMATIVA EUROPEA EN EFICIENCIA ENERGÉTICA
EN LAS EDIFICACIONES
23
1.3.2. NORMATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LAS
EDIFICACIONES EN ECUADOR
24
1.4. HERRAMIENTAS DIGITALES EN ANÁLISIS DE EFICIENCIA
ENERGÉTICA
24
1.4.1. PROGRAMA: DESIGNBUILDER
24
1.4.2. PROGRAMA: ENERGYPLUS™
26
1.4.3. PROGRAMA: EnerCAD
27
1.4.4. PROGRAMA: ECOTECT
27
1.4.5. PROGRAMA: ESP-r
28
1.4.6. PROGRAMA: SOLACALC
29
1.4.7. PROGRAMA: PC-Solar
29
1.4.8. PROGRAMA: GEOSOL
30
CAPÍTULO II:
Ecotect aplicado al clima local
31
2.1. SELECCIÓN DE SOFTWARE
32
2.2.2. CLIMA DE LOJA DESDE ECOTECT
33
a. Datos mensuales
34
b. Datos semanales
37
c. Datos diarios
40
2.3. ORIENTACIÓN
42
2.3.1. ÓPTIMA ORIENTACIÓN DE UNA SUPERFICIE VERTICAL
PARA LA CIUDAD DE LOJA SEGÚN ECOTECT
43
a. Discusión
46
2.3.2. DETERMINACIÓN DE LA ÓPTIMA ORIENTACIÓN A TRAVÉS
DEL ANÁLISIS DE INCIDENCIA SOLAR EN LAS SUPERFICIES
HORIZONTALES Y VERTICALES EN LA CIUDAD DE LOJA
46
2.4. ÁBACO PSICROMÉTRICO PARA LA CIUDAD DE LOJA
55
2.4.1. DATOS HORARIOS DIARIOS EN EL ÁBACO PSICOMÉTRICO
58
a. Día pico más caliente, 28 de octubre
58
b. Día pico y promedio más frío, 5 de mayo
59
c. Datos promedios horarios anuales
59
2.5. ESTRATEGIAS PASIVAS APLICABLES AL CLIMA DE LOJA
60
2.5.1. SISTEMAS CAPTADORES
60
a. Sistemas captadores directos
60
a. Sistema de inercia interior
62
b. Sistema de inercia en cubiertas
63
CAPÍTULO III:
Evaluación térmica. Museo de la música
64
3.1. MUSEO DE LA MÚSICA
65
3.1.1. FUNCIÓN
66
3.1.2. FORMA
66
3.1.3. SISTEMA CONSTRUCTIVO
66
3.2. EVALUACIONES DE CONFORT TÉRMICO
67
3.2.1. EVALUACIÓN TEÓRICO CONCEPTUAL
67
a. Elementos
67
b. Orientación
68
c. Materiales
72
3.2.2. EVALUACIÓN MEDIANTE ECOTECT
73
a. Zonas
73
b. Propiedades de las zonas
74
c. Materiales
75
d. Evaluación
77
e. Análisis interpretativo
79
f. Estrategias de corrección arquitectónica
107
4.1.2. COMPORTAMIENTO TÉRMICO EN LOS PATIOS
113
a. Análisis interpretativo de los patios sin ventilación
113
b. Análisis interpretativo de los patios con ventilación cruzada
113
COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS
125
CONCLUSIONES
126
BIBLIOGRAFÍA
128
Durante toda la existencia del hombre ha sido necesaria la
pro-tección de las condiciones ambientales, sin embargo, solo
des-de que el hombre se vuelve sedes-dentario se puedes-de observar que
existe una búsqueda de un hábitat permanente, que en primera
instancia son grutas naturales o artiiciales, posteriormente el
uso de vestimentas primitivas y el control del fuego
complemen-tan las formas básicas con las que el hombre busca el control
ambiental.
A partir de ese momento el hombre puede conigurar el espacio
en relación a su forma de vida y lo que inicio como una
necesi-dad de protección evoluciona a una búsqueda de confort.
El confort se puede deinir como la percepción de bienestar y
comodidad que el ser humano tiene en un determinado
ambien-te, en el que se involucran parámetros ambientales de confort y
factores de confort del usuario.
Según Serra et al (2005)
Los parámetros ambientales de confort están deinidos
•
por la energía existente en un espacio habitable producto de
sus características físicas y ambientales. Esta energía se
ma-niiesta en la temperatura, la iluminación, el ruido, parámetros
que pueden ser medidos y calculados y están relacionados
con los sentidos.
Los factores de confort del usuario son las condiciones
•
biológico-isiológicas, sociológicas y psicológicas que inluyen
en la percepción del ambiente, es decir, la percepción de un
mismo ambiente varía en cada usuario dependiendo de sus
condiciones.
Especíicamente, el confort térmico se reiere a la percepción de
bienestar y comodidad del ser humano en relación a las
condi-ambiente involucra un constate intercambio energético debido
a la característica del cuerpo humano de mantener unas
con-diciones internas estables frente a la constante luctuación de
energía del ambiente.
Según Serra et al (2005) la sensación de confort térmico se da
en el proceso de producción de calor para compensar las pérdi
-das hacia el exterior y mantener estable la temperatura.
En este proceso se involucran siete aspectos clasiicados en dos
factores:
Factores del usuario:
•
Metabolismo.
-Vestimenta.
-Temperatura de la piel.
-Factores del ambiente:
•
Temperatura del aire.
-Temperatura de radiación.
-Humedad relativa.
-Velocidad del viento.
-1.1.1. FACTORES DEL USUARIO
a. Metabolismo
desarrollar un trabajo, proceso denominado metabolismo
mus-cular.
El metabolismo en general es especíico de cada persona y es
dependiente de la actividad que realiza; y por tanto, las
necesi-dades de producción de energía y su liberación.
Según Barrea (2005)
“La actividad física acelera el metabolismo de las
per-sonas, tendiendo a elevar su temperatura corporal por cortos
períodos de tiempo, lo cual no provoca daños en el organismo.
Para evaluar el nivel metabólico de una persona, es necesario
evaluar la actividad que realiza por un plazo mínimo de 1 hora,
que es el tiempo mínimo durante el cual el cuerpo es capaz de
cambiar sus condiciones térmicas.”
El metabolismo se mide con la unidad denominada met, siendo:
1met = 58 W/m
2= 50 kcal/h m
2y representa la energía liberada por metro cuadrado de superi
-cie corporal.
A continuación se detalla la cantidad de calor metabólico típico
generado en diversas actividades.
ACTIVIDAD W/m2 met
Descansar.
Dormir 40 0,2
Estar tumbado 45 0,8
Estar sentado, quieto 60 1,0
Actividades de oicina.
Leer 55 1,0
Escribir 50 1,0
Escribir a máquina 45 1,1
Archivar sentado 70 1,2
Archivar de pie 80 1,4
Caminar por la oicina 100 1,7
Levantar peso, embalar 120 2,1
Conducir / pilotear
Coche 60-115 1,0-2,0
Avión, rutina 70 1,2
Avión, aterrizaje instrumental 105 1,4
Avión, combate 140 2,4
Vehículo pesado 185 3,2
Actividades varias.
Cocinar 95-115 1,5-2,0
Limpieza doméstica 115-200 2,0-3,4
Cargar sacos de 50 kg 235 4,0
Trabajo con maquinaria pesada 235 4,0
Actividades de ocio variadas
Bailar 140-255 2,4-4,0
Tenis individual 210-270 3,6-4,0
Baloncesto 250-440 5,0-7,6
Lucha libre 410-505 7,0-8,7
Generación de calor metabólico durante diferentes actividades
Fuente: Energy Research Group, 2007, p.39 Elaborado por: El autor
b. Temperatura de la piel
ma-ligera, camisa de trabajo de manga larga de algodón, pantalones de trabajo, calcetines de lana y zapatos
0,11 0,7
Conjunto típico de invierno para interior: ropa interior, camisa de manga larga, pantalones, chaqueta o jer-sey de manga larga, calcetines gruesos y zapatos
0,16 1,0
Traje de oicina grueso, tradicional en Europa: ropa interior de algodón, de manga y pierna larga, cami-sa, traje (incluye pantalones, chaqueta y chaleco), calcetines de lana y zapatos fuertes
0,23 1,5
Aislamiento térmico de diferentes conjuntos de ropa
Fuente: Energy Research Group, 2007, p.39 Elaborado por: El autor
La vestimenta tradicional de un determinado lugar, a más de
es-tar relacionado con las características culturales, se relaciona
con las condiciones del clima de la localidad, es decir, es uno
de los principales mecanismo al que recurre el ser humano para
protegerse y aislarse térmicamente, características de la vesti
-menta como su espesor se relacionan con la resistencia térmica,
a mayor espesor mayor resistencia.
1.1.2. FACTORES DEL AMBIENTE
a. Temperatura del aire
La temperatura es una magnitud de referencia involucrada en
la percepción de calor o frío de un objeto, la temperatura del
aire hace referencia al entorno que envuelve un cuerpo, es la
responsable de regular la disipación de calor por
conducción-convección y por respiración al ambiente.
b. Temperatura de radiación
La temperatura de radiación es “la media ponderada de las
su-mo, mediante el proceso de conducción-convección del aire y el
de radiación se disipa el calor sensible juntamente con la mayor
temperatura del aire espirado en relación al inspirado, mientras
que el calor latente es disipado por evaporación a través de la
transpiración y con el agua eliminada en la respiración.
c. Vestimenta
Según Serra et al (2005) la vestimenta actúa como una barrera
térmica por su resistencia térmica y comportamiento al paso de
la humedad.
El nivel de aislamiento térmico de la vestimenta se mide con la
unidad denominada clo, siendo:
1clo = 0,115m
2K/W
A continuación se detalla el aislamiento térmico de diferentes
conjuntos de ropa, en el que el valor clo es el resultado de la
suma de todos los valores de aislamiento térmico de cada una
de las prendas que conforman el conjunto:
ROPA Resistencia térmica.
m2K/W clo
Desnudo 0 0
Pantalón corto 0,015 0,1
Conjunto típico de ropa tropical: calzoncillos, panta-lón corto, camisa de cuello pico y manga corta,
cal-cetines inos y sandalias 0,045 0,3
Conjunto de ropa ligera de verano: calzoncillos, pan-talón ligero largo, camisa de cuello pico y manga
c. Velocidad del viento
La velocidad del viento es la relación entre la distancia recorrida
por el lujo del viento y el tiempo en el que realiza el recorrido, en
el sistema internacional se miden en km/h o en m/s.
En un factor que genera pérdidas de calor en el cuerpo mediante
la disipación por convección y en la velocidad de evaporación de
la transpiración.
A continuación se indican las sensaciones que producen
diferen-tes velocidades del aire.
Velocidad del aire
Sensación
De 4 a 5 m/s.
Imperceptible
De 5 a 8 m/s.
Agradable
De 8 a 16 m/s.
Agradable con acentuada percepción
De 16 a 25 m/s.
Entre soportable y molesta
[image:20.842.127.442.268.367.2]Mayor a 25 m/s.
No soportable
Tabla de velocidad del aire y sensaciónFuente: Barrera, 2005, p.162
Elaborado por: El autor
d. Humedad relativa
La humedad relativa es la relación porcentual de humedad que
contiene el aire y la cantidad necesaria para saturarse a una
misma temperatura, su nombre se debe a la característica del
aire de retener mayor humedad a mayor temperatura.
1 SERRA FLORENZA & COCH ROURA H, Arquitectura y energía natural,
Editorial Alfaomega, D.F., México 2005, pág 84.
interior no debe ser menor a 40% ni mayor a 70%”
2.
La característica mas importante de la humedad relativa es que
intensiica la percepción de calor o frío, esto por su relación di
-recta con la temperatura, es decir, en climas cálidos un alto
por-centaje de humedad aumenta la percepción de calor debido al
impedimento que causa en la transpiración, mientras que en
cli-mas fríos aumenta la percepción de frío.
Este factor inluye en las perdidas de calor del cuerpo a través
de la evaporación de transpiración y la humedad cedida con la
respiración.
1.2. ÁBACOS BIOCLIMATICOS
En base a los conceptos de los factores que intervienen en la
percepción de confort térmico, existen diversos estudios que in
-volucran algunos o todos los factores para deinir de forma cuan
-titativa el confort que producen, las gráicas de Victor Olgyay y el
ábaco de Givoni son estudios que se pueden aplicar a la
arqui-tectura ya que permiten determinar un rango de confort térmico
y las estrategias de corrección arquitectónica necesarias para
modiicar los factores ambientales fuera del rango de confort.
1.2.1. GRÁFICA DE VICTOR OLGYAY
La gráica se desarrolla considerando dos parámetros: tempera
-tura del aire y humedad relativa en la que se establece una
ban-da de confort térmico y estrategias de corrección arquitectónica
mediante radiación y ventilación.
2 MINKER Gernot, Manual de construcción en tierra, Editorial
Invierno: 1,50 clo.
•
Primavera: 1,00 clo.
•
Verano: 0,50 clo.
•
Otoño: 1,00 clo.
•
La diferencia del nivel de arropamiento entre estaciones es de
0,50 clo, siendo:
1 clo = 7,3°C
se determina que la variación de la banda de confort térmico en
-tre estaciones es de 3,65°C, al existir una diferencia de 1 clo en
el nivel de arropamiento entre invierno y verano la diferencia en
la banda de confort térmico entre estas será de 7,3°C.
1.2.2. ÁBACO DE GIVONI
Givoni desarrolla un ábaco en el que se determina un rango de
confort térmico y las estrategias arquitectónicas para devolver
las condiciones del ambiente hacia dicho rango. Según Serra et
al (2005) para desarrollar el ábaco, Givoni parte del análisis de
confort, estableciendo un equilibrio entre las pérdidas y ganan
-cias del cuerpo, y evaluando la cantidad necesaria de
transpira-ción S para mantener el equilibrio térmico en el cuerpo.
El equilibrio entre las ganancias y pérdidas de calor del cuerpo
se establece de la siguiente forma:
M-W ± R ± C-E=ΔQ
donde:
M = metabolismo.
W = energía transformada en trabajo mecánico
R = intercambio de calor por radiación
C = intercambio de calor por convección
E = refrigeración evaporativa de la transpiración
y 26,7°C para las condiciones de primavera y otoño,
consideran-do los siguientes factores:
Arropamiento: 1clo.
•
Velocidad del aire: 0,2286 m/s
•
Actividad: 1,00 - 1,20 Met
•
Gráico de Victor Olgyay
Fuente: Serra y Coch, 1995, p.85
A partir de este equilibrio se evalúa la cantidad de transpiración
S necesaria para mantener el equilibrio térmico mediante la si
-guiente fórmula:
E = M - W ± R ± C - Q
En la que la refrigeración E es:
E = f*S
donde:
E = refrigeración evaporativa por transpiración
f = eicacia isiológica de la refrigeración de la transpiración
S = cantidad de transpiración
“El coeiciente f expresa cómo la refrigeración del cuerpo por
evaporación de la transpiración no es igual al calor latente
po-tencial de esta transpiración, al perderse una parte de la
evapo-ración en el aire ambiente y no en la piel.”
3El coeiciente f se expresa de la siguiente forma:
f = e
0.6(E/E
máx
-0,12)
donde:
E = refrigeración por transpiración ya deinida
E
máx= capacidad máxima por persona de evaporación de aire =
E
máx= p v
0,3(42 - v Pa)
donde:
3 SERRA FLORENZA & COCH ROURA H, Arquitectura y energía natural,
Editorial Alfaomega, D.F., México 2005, pág 87.
p = coeiciente según vestido:
p = 31,6 semidesnudo
p = 20,5 ropa de verano
p = ropa de invierno
El coheiciente S representa los efectos combinados del meta
-bolismo de los 4 parámetros ambientales de confort térmico y de
la vestimenta, se expresa mediante la siguiente relación:
S = E / f
Ábaco de Givoni
Fuente: Serra y Coch, 1995, p.85
Partiendo de la evaluación de confort, Givoni propone el ábaco
inercia térmica y refrigeración evaporativa.
Según Serra et al (2005) el rango de confort térmico establecido
en el ábaco de Givoni es relativo debido a los factores de confort
que no se consideran y debe deinirse e interpretarse con lexi
-bilidad, de este modo, el rango establecido para las condiciones
de invierno debe deinirse a menores temperaturas que la de
verano, así como las áreas de corrección arquitectónica.
1.3. NORMATIVA EN EFICIENCIA ENERGÉTICA
El continuo progreso del ser humano ha involucrado desde el
inicio un consumo de energía proveniente del medio en el que
se desenvuelve, en el transcurso de esta demanda energética,
desde la energía proveniente del sol y del fuego hasta el
consu-mo actual de recursos no renovables coconsu-mo el petroleo y
reno-vables como la energía solar y eólica, ha existido un consumo
descontrolado de los recursos no renovables que ha conducido
en los últimos años a aplicar en los países de mayor desarrollo
tecnologías de eiciencia energética.
Esta búsqueda actual de tecnologías que permiten administrar
de mejor manera la energía tiene su origen en el agotamiento
del petróleo y el costo económico que representa, su aplicación
esta ligada a la implementación de políticas estatales y a una
conciencia sobre el problema medio ambiental que sufre nuestro
planeta.
Este escenario ha ocurrido en diversas ocasiones en la historia,
cuya sobre explotación de los recursos ha llevado al
agotamien-to de los mismo y a la desaparición de ciudades como la de
Teotihucán en México, ante esto, la regulación del consumo de
recursos no renovables ha sido necesario, según Viqueira et al
gos, ya en el siglo IV a.C., se prohibió el uso de leña de olivo
para producir carbón, en la isla de Kos se establecieron
impues-tos a la venta de madera utilizada para calefacción y en Delos se
impuso restricciones en la venta del carbón, posteriormente los
Romanos llegaron al punto de tener que importar leña y carbón
natural para satisfacer sus demandas.
Actualmente las políticas de eiciencia energética a nivel in
-ternacional son desarrolladas por la Agencia In-ternacional de
Energía conformada por 28 países ubicados en el hemisferio
norte y sur.
1.3.1. NORMATIVA EUROPEA EN EFICIENCIA
ENER-GÉTICA EN LAS EDIFICACIONES
La aplicación de la normativa en países europeos tiene la
sin-gularidad de incorporar software de simulación térmica para de
-terminar el comportamiento del ediicio y el cumplimiento de la
normativa, de forma alternativa también se dispone de métodos
de cálculo simpliicado.
La normativa varía entre los países de Europa, esto por los
dife-rentes requerimientos dados por el contexto ambiental de cada
país. En el caso de España la normativa se desarrolla alrededor
de las siguientes exigencias:
Limitación de la Demanda Energética
•
Rendimiento de las Instalaciones Térmicas
•
Eiciencia Energética de las Instalaciones de Iluminación
•
Contribución Solar mínima de Agua Caliente Sanitaria
•
Contribución Fotovoltaica mínima de Energía Eléctrica
•
La normativa pretende disminuir los requerimientos de energía
-energía fotovoltaica en los requerimientos de iluminación artii
-cial.
El desarrollo de esta normativa a estado impulsada por los
paí-ses ubicados en latitudes norte y sur, esto debido a las extremas
luctuaciones de temperatura que experimentan en las diferen
-tes épocas del año y que representan un consumo energético
elevado para mantener unas condiciones confortables en el
in-terior de las ediicaciones.
1.3.2. NORMATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN
LAS EDIFICACIONES EN ECUADOR
En mayo del 2009, fue aprobada la Norma Técnica Ecuatoriana
NTE INEN 2506:09
4,
Eiciencia energética en ediicaciones. Re
-quisitos, en la que se describe los requisitos de los materiales de
construcción y ediicación, instalaciones en ediicios y eiciencia
energética, la aplicación de la normativa es voluntaria.
A pesar de que la aplicación de la normativa no es de
carác-ter obligado, es importante tomar conciencia sobre la perdida
de identidad en la mayor parte de la arquitectura que se
desa-rrolla en nuestro medio, el reinterpretar la arquitectura, pensar
en la relación del edifcio con el medio permite darle al contexto
ambiental la inluencia necesaria para proyectar ediicios que
exploten de forma eiciente los recursos naturales durante su
funcionamiento.
1.4. HERRAMIENTAS DIGITALES EN ANÁLISIS DE
EFI-CIENCIA ENERGÉTICA
4 Catalogo de normas técnicas Ecuatorianas clasiicadas por: NTE INEN VO -LUNTARIAS
ción energética:
- Aplicación libre de sostenibilidad mediante la eiciencia ener
-gética en los proyectos arquitectónicos minimizando tiempo y
recursos económicos.
- Aplicación de normativas locales en eiciencia energética.
En el primer grupo se encuentran software como:
Desingbuil-der, Energy Plus, EnerCAD, Ecotect, ESP-r, SPeAR, SolaCalc,
PowerDOE, TAS, Geosol, Pc-solar.
En el segundo grupo, la normativa existente en países como
España, incluyen software de análisis, siendo el CALENER el
programa informático de referencia, sin embargo, existe la
alter-nativa de realizar la certiicación energética en las ediicaciones
de nueva construcción a través de un programa alternativo reco
-nocido por los Ministerios competentes por su cumplimiento en
las especiicaciones técnicas de la metodología de cálculo, esto
ha impulsado la creación de diferentes software y programas
pasarela por parte de industrias privadas, entre estos grupos se
encuentra: vpLIDER, Arkilider, e3lider.
A continuación se recopila las características de los software
más importante antes mencionados:
1.4.1. PROGRAMA: DESIGNBUILDER
Software no libre, creado por Aurea Consulting en España,
de-sarrollado como herramienta de simulación energética de edii
-cios, con el in de simpliicar el proceso de modelado y análisis
de resultados, permitiendo optimizar en tiempo y presupuesto la
Interfaz Desingbuilder
Fuente: http://www.designbuilder.es/index.php?option=com_content&view=article&id=4 5&Itemid=55
“Interfaz.
El modelizador OpenGL del ediicio permite generar los mode
-•
los colocando “bloques” en el espacio 3D. Los bloques se pue
-den cortar y deformar permitiendo trabajar con casi cualquier
geometría.
Los cambios globales pueden realizarse a nivel de ediicio, blo
-•
que o zona.
Control del nivel de detalle en cada modelo de ediicio, posibi
-•
litando utilizar la herramienta de manera efectiva en cualquier
etapa del proceso de diseño o evaluación.
Generación de imágenes y videos renderizados del ediicio, in
-•
cluyendo el efecto del sombreamiento.
La arquitectura ampliable del motor gráico interno permitirá el
•
desarrollo rápido de nuevas capacidades de modelización
pre-vistas para versiones futuras.
Simulación y Diseño
Cálculo de las cargas de calefacción y refrigeración mediante
•
el método de Balance Térmico aprobado por ASHRAE e imple
-mentado en Energyplus. Se incluye datos climáticos de diseño.
Simulación del modelo utilizando icheros climáticos horarios
•
para veriicar el comportamiento del ediicio bajo condiciones de
Veriicación de los efectos de alternativas de diseño en función
•
de parámetros de diseño como el consumo energético anual,
niveles de confort o emisiones de CO2.
Visualización de resultados en base annual, mensual, diaria,
•
horaria o subhoraria:
Consumo energético y su distribución en función del combus
-tible y uso inal.
Temperatura interna del aire, radiante y operativa así como
-grado de humedad.
Evaluación del confort incluyendo las curvas de por encima
-y debajo de temperatura de confort, criterio de confort
AS-HRAE 55, Fanger PMV, Pierce PMV ET, Pierce PMV SET,
Índice de Disconfort de Pierce (DISC), Índice de Sensibilidad
Térmica de Pierce (TSENS), Kansas Uni TSV.
Datos climáticos del lugar.
-Transmisión de calor a través de la envolvente, incluyendo
-muros, cubiertas, iniltración, ventilación, etc.
Cargas de calefacción y refrigeración.
-Generación de CO2
-Los resultados del comportamiento energético se muestran
-sin tener que importar los datos o utilizar otras aplicaciones;
y todos los cálculos necesarios para lanzar la simulación se
ejecutan de forma automática.
El modelo Compact HVAC de Energyplus simpliica el modela
-•
do avanzado de sistemas de calefacción y refrigeración como:
VAV con recalentamiento terminal y opciones para el control
-de la caja -de mezcla y -del aire exterior.
Volumen constante.
-Unidades partidas
-Fan coils.
-Recuperadores de calor.
-Rooftop compactos, autónomo de expansión directa.
-Radiadores de agua caliente.
-Radiadores eléctrico o de gas.
-dores y bombas.
ACS
-La ventilación natural puede modelizar que las ventanas se
•
abran en función de una consigna de temperatura de
ventila-ción, permitiendo la modulación de la apertura en función de la
temperatura exterior.
Los sistemas de acristalamiento incluyendo marcos,
partelu-•
ces, y retranqueos se modelizan al detalle. Además es posible
incluir vidrio electrocrómico o aislamiento transparente.
Sombreamiento por lamas, salientes laterales y voladizos así
•
como persianas interiores o intercaladas
Modelizado de cámaras acristaladas como fachadas de doble
•
piel y muros Trombe.
Iluminación natural – modelizado de los sistemas de control
lu-•
mínico utilizando uno o dos sensores por zona y calculando el
ahorro en iluminación artiicial. Selección entre regulación esca
-lonada o continua.
Consideración del gradiente vertical de temperatura en zonas
•
altas como atrios y en sistemas de ventilación por
desplaza-miento.
Se contemplan elementos arquitectónicos como columnas,
tol-•
dos y dispositivos de sombra complejos incluyendo su efecto de
sombreamiento y relexión.
Generación de icheros IDF para trabajar externamente e incluir
•
capacidades adicionales no incluidas en DesignBuilder.
Selección de un abanico de motores de simulación de
Energy-•
plus.
Datos.
Se incluye con el software los datos de diseño de ASHRAE a
•
nivel mundial (4429 conjuntos de datos) y cerca de 2100 iche
-ros climáticos horarios a través de la opción de Instalación bajo
Demanda del DesignBuilder.
Adición de plantillas propias reutilizables en proyectos
simila-•
res.
Visualización.
Se pueden generar imágenes realistas y exportarlas desde el
•
modelo sin esfuerzo añadido.
Explora el modelo utilizando los controles de desplazamiento.
•
Análisis del sombreamiento para cualquier día del año.
•
Generación automatic de videos AVI para el sombreamiento y
•
la orbita 3D.
Distintos colores para representar los diferentes usos de cada
•
zona.
Secciones del modelo.”
•
5DesingBuilder es compatible con los programas CAD con
sopor-te estándar gbXML. La geometría 2D desarrollada en programas
de CAD se puede importa para ser modelada en el
DesingBuil-der, asi como importar directamente los modelos CAD 3D.
El modelo 3d desarrollado desde el DesignBuillder se puede
ex-portar a otras aplicaciones como AutoCAD, Microstation,
Sket-chup mediante DXF en 3D.
1.4.2. PROGRAMA: ENERGYPLUS™
Software no libre, creado por el Departamento de Energía de los
Estados Unidos, desarrollado en base a los primeros programas
BLAST y DOE-2.
EnergyPlus es un motor de cálculo que no posee interfaz gráica
propia, programas como DesingBuilder o Lider lo integran a sus
plataformas para que posteriormente al modelado del ediicio y
5 DE, 27 de septiembre, 2010: http://www.designbuilder.es/index.
de transferencia de calor, ventilación natural, confort térmico,
sistemas fotovoltaicos, sistemas de climatización, etc. En el caso
del programa Lider, Energyplus es utilizado para determinar la
demanda térmica con el objetivo de responder a la normativa
española HE-1.
Existen varios software que incluyen en sus plataformas la
sibilidad de uso de EnergyPlus y entre sus características
po-seen:
Interfaces gráicas de Usuario: DesingBuilder, EFEN, Heva
-•
comp, HLCP, Suite MC4, CYPE Ingenieros.
Archivos de entrada: Ecotect, EnergyPlugged, EP GEO y SYS
•
EP, EP-rápida, ESP-r, jEPLUS.
Construcción de la geometría de CADD: Autodesk Revit,
Archi-•
tectural Desktop, Building Systems y Archicad.
En España, EnergyPlus es utilizado como programa alternativo
para la aplicación de la normativa CTE DB HE 1.
1.4.3. PROGRAMA: EnerCAD
Software no libre, desarrollado por un equipo multidisciplinar de
arquitectos, físicos e ingenieros bajo la premisa de convertir el
uso de la energía en las ediicaciones en un factor a considerar
en su etapa de diseño.
El software permite evaluar elementos solares pasivos como
acristalamiento y aislamiento, y el potencial de aprovechamiento
térmico de los sistemas solares de agua caliente. Ofrece enla
-ces directos a la geometría solar, sombra, valor U y calculo de
ventanas.
EnerCAD utiliza normas basadas en el “Comportamiento Térmi
-Interfaz EnerCAD Fuente: www.enercad.ch
1.4.4. PROGRAMA: ECOTECT
Software no libre, con licencia estudiantil a través de Autodesk
Education Community, es un software desarrollado en base a un
concepto integral de análisis de diseño sostenible, sus funciones
de simulación y análisis de energía pueden mejorar el
rendimien-to de los ediicios existentes y nuevos diseños de construcción.
Sus carácterísticas son las siguientes:
“Análisis total de la energía en el ediicio: Cálculo total de la
energía usada y de emisiones de carbono en el modelo de
for-ma anual, mensual, diaria y horaria, en función de una base de
datos global de información meteorológica.
Protección térmica: Cálculo de cargas por calefacción y refrige
-ración, análisis de los efectos por ocupación, ganancias
Radiación solar: Visualización de la radiación solar incidente en
las ventanas y las supericies en un mismo periodo.
Luz del día: Cálculo de factores de la luz del día y los niveles de
iluminación en cualquier punto de el modelo.
Sombras y relejos: Análisis y proyección de pantallas solares en
el modelo en cualquier fecha, hora y lugar.
Análisis acústico del ediicio: Visualización y análisis de la distri
-bución del sonido.”
6Interfaz Ecotect
Elaborado por: El autor
Se pueden importar al programa mediante formato 3DS y DXF
el modelado del ediicio desde Autocad y Google Sketchup, Eco
-tect incluye en su plataforma la posibilidad de incorporar el
mo-6 DE, 5 de octubre, 2010: http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/pc/
index?id=12602821&siteID=123112
gbXML desde Autodesk Revit Architecture 2010 y Autodesk
Re-vit MEP 2010.
1.4.5. PROGRAMA: ESP-r
Software de dominio público, creado por Unidad de
Investiga-ción de Sistemas de Energía de la Universidad de Strathclyde
(ESRU). Glasgow-Reino Unido, ESP-r es una herramienta para
la simulación visual, el rendimiento térmico y acústico de los edi
-icios, el uso de la energía y las emisiones de gases asociadas a
los sistemas de control ambiental.
Interfaz ESP-r
Elaborado por: El autor
Las evaluaciones se las realiza en base a parámetros de calor,
aire, humedad y lujos de energía eléctrica que pueden ser mo
-diicados por el usuario.
Posee las siguientes características:
“Construcción de zonas y la construcción de procesos
Se proporcionan ejemplares en apoyo de la formación y la
na-•
vegación de los proyectos actuales compatible.
Ganancias ocasionales por ocupantes y luces de pequeña
po-•
tencia dentro de las zonas.
Tratamiento de la iluminación artiicial y natural dentro de las
•
zonas.
Transferencia de calor entre la supericie interna de habitacio
-•
nes y las supericies exteriores.
2D y 3D de conducción dentro y entre las supericies.
•
Predicción de sombras e insolación en función de los patrones
•
climáticos del modelo.
Cambio de humedad en las habitaciones y en las supericies.
•
Tratamiento de los lujos de aire en las habitaciones del mode
-•
lado basado en el lujo de aire de la red.
Comportamiento de lujo de aire detallado dentro de las habi
-•
taciones, basado en enfoques computacionales de dinámica de
luidos.
El uso de la zona, el lujo y sistemas de control.
•
Base de datos de referencia común.
•
Manejo de la incertidumbre en los modelos.
•
Incorporación de la validación de pruebas con el programa.”
•
71.4.6. PROGRAMA: SOLACALC
Software no libre desarrollado por Equinland Limited de Reino
Unido, enfocado especíicamente al diseño de casas solares
pasivas, permite predecir pérdidas y ganancias de energía, el
objetivo de solacalc es mostrar los beneicios en terminos de
confort y costos de la energía solar pasiva, aplicada mediante
estrategias bioclimáticas o tecnologías solares.
7 ED, 5 de octubre, 2010: http://www.esru.strath.ac.uk/Programs/ESP-r.htm
Interfaz Solacalc
Elaborado por: El autor
El programa analiza el rendimiento térmico de una casa sobre
una base mensual.
Los datos de entrada requerida incluye la geometría de
cons-trucción, especiicaciones técnicas de aislamiento, las tasas de
intercambio de calor de lujo, temperatura exterior, factores de
sombreado y ganancias internas. Los resultados se proporciona
mediante 22 informes de hoja de cálculo o un resumen gráico.
1.4.7. PROGRAMA: PC-Solar
Software no libre desarrollado por el Centro de Estudios de la
Energía Solar (CENSOLAR), España. PC-Solar permite calcular
variables de la energía solar en el diseño de las ediicaciones.
Posee las siguientes características:
“Análisis de soleamiento en el ediicio.
•
Calcula los ángulos de incidencia de los rayos solares para
•
cualquier orientación e inclinaciones de los captadores.
Genera las trayectorias del Sol en cualquier día del año y para
icies acristaladas de invernaderos, etc.”
8Puede utilizar tanto las unidades del Sistema Internacional como
del Sistema USA de Ingeniería.
1.4.8. PROGRAMA: GEOSOL
Software de dominio público, desarrollado por Lic. en Física, Dr.
en Ciencias - Área de Energías Renovables. Alejandro
Hernán-dez, Univerdidad Nacional de Salta, Argentina. Geosol es un
pro-grama de cálculo y graicado de indicadores relacionados con el
recorrido solar, en un determinado lugar y día del año.
Interfaz GEOSOL
Elaborado por: El autor
Posee las siguientes características:
Cálculo y graicado de:
Horas solares de salida y puesta del sol sobre el horizonte.
•
Duración del día.
•
Diferencia horaria entre Hora Solar y Hora Oicial.
•
Declinación solar para la fecha consignada.
•
Angulo horario, altitud y azimut solares, hora por hora.
•
8 DE, 5 de octubre, 2010: http://www.censolar.es/menu4.htm
Graicado de la evolución horaria de las irradiaciones solares
•
directa, difusa y total mediante un gráico de barras.
Graicado de la trayectoria del sol sobre la bóveda celeste en
•
2D y 3D
a la existencia de una base digital del clima, cuya existencia es
nula en toda la región de la provincia de Loja, ante esta
condicio-nante, Ecotect permite crear la base digital del clima mediante
la importación de los datos meteorológicos, sin embargo, aún
así se depende de la existencia de una estación meteorológica
local y de la frecuencia de los datos tomados, el análisis térmico
que realiza el software es detallado por horas, por tal motivo es
necesario la existencia de datos meteorológicos horarios de un
año promedio.
2.2. ECOTECT EN EL PROCESO DE DISEÑO
ARQUITEC-TÓNICO
Ecotect es una herramienta enfocada a la participación desde la
etapa conceptual de un determinado proyecto, la
contextualiza-ción del proyecto arquitectónico liga a un entendimiento global
del clima pues de este depende la arquitectura, la optimización o
regulación de las condiciones climáticas es el proceso que
per-mite brindar confort térmico de forma sustentable al habitante,
por tal motivo, es importante un entendimiento global del clima
así como el análisis de orientación, estudios que se tratarán en
este apartado para complementarse con un estudio de los
re-querimiento termodinámicos para el confort humano en el clima
de Loja.
2.2.1. CREACIÓN DE LA BASE DIGITAL DEL CLIMA
ECU_Loja
Existen 8 variables que deinen el clima de cada localidad en
Ecotect:
Temperatura del aire.
•
Radiación solar directa.
•
Para la selección del software se consideraron los siguientes
aspectos:
Software de dominio público.
•
Licencia estudiantil.
•
Compatibilidad con programas manejados en el medio, linea
•
Autodesk.
Compatibilidad con motores de cálculo.
•
Interfaz, simulación y diseño.
•
Acceso a base de datos meteorológicos.
•
Características y selección de software Elaborado por: El autor
2.1.1. ECOTECT
Ecotect es el software cuyas características tienen mayor
aproxi-mación a las condicionantes planteadas para el presente
estu-dio.
importan-Humedad relativa.
•
Velocidad del viento.
•
Dirección del viento.
•
Nubosidad.
•
Precipitación.
•
Las primeras cinco variables son indispensables para el análisis
térmico, las restantes tres, pueden o no estar, su aplicación se
limita a un entendimiento integral del clima de la localidad.
Para la creación del clima ECU_Loja, se tomaron los datos
me-teorológicos de los años 2005, 2006 y 2007, proporcionados por
el CITTES UCG de la UTPL, de los cuales se contó con los datos
de temperatura del aire, radiación solar directa, humedad
relati-va, velocidad del viento y dirección del viento, la radiación solar
difusa se la determino mediante el programa Geosol a través del
método de día claro de Page.
En el software Geosol, se ingresaron:
Datos del lugar:
•
Latitud: -3.59°.
-Longitud: -79°.
-Huso horario: -5hs.
-Altitud: 2060 m.s.n.m.
-Factor de albedo: 0.23
-Día de cálculo.
-Datos del plano: Se la considero como
•
una supericie horizontal.
Entrada de datos Geosol Elaborado por: El autor
Temperatura ambiente
-Humedad relativa
-Turbidez atmosférica: 0.066
-
9Con los datos meteorológicos de la ciudad de Loja completos, se
importa mediante la herramienta weather manager, obteniendo
la base climática de la ciudad de Loja: ECU_Loja.
2.2.2. CLIMA DE LOJA DESDE ECOTECT
Ecotect expone el clima de una determinada localidad en gráicas
que permiten entender el clima de forma sencilla, los datos
me-teorológicos de la ciudad de Loja se exponen a continuación:
Loja-Ecuador.
Huso horario. GTM. -5
Latitud: -3.59º
Longitud: -79.0º
Altitud: 2060.0 m.s.n.m.
La latitud se deine como la distancia angular de un punto so
-bre la supericie terrestre a la línea Ecuatorial, considerando que
los rayos solares se proyectan de forma paralela al globo terra,
cada latitud recibe de forma diferente la incidencia solar, factor
que inluye de alguna forma en las condiciones climáticas por la
cantidad de radiación recibida, esto ha llevado a clasiicar en re
-lación a las latitudes las zonas cálidas, zonas templadas y zonas
frías; la ciudad de Loja ubicada a una latitud de -3.59° recibe
la incidencia solar de forma directa con ligeras variaciones a lo
largo del año, ubicándose en el trópico de zona cálida.
9 BARRERA Oswaldo, Introducción a una Arquitectura Bioclimática para los
un lugar, ya que a mayor altura menor temperatura. En la ciudad
de Loja a pesar que por su latitud se ubica en una zona cálida,
su altitud a 2060 m.s.n.m. en la zona andina produce una
dismi-nución en su temperatura atmosférica, prevaleciendo el
concep-to de pisos climático ante las zonas climáticas, clasiicando al
clima local como “subtropical andino”
10.
a. Datos mensuales
Temperatura
•
Temperatura máxima, mínima y promedio mensual
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
La gráica de temperatura mensual contiene en cada sección de
mes las variaciones de temperatura expresado en el transcurso
de un día. Se graica la temperatura media, máxima y mínima.
En la ciudad de Loja, la temperatura promedio no tiene
variacio-nes extremas durante todo el año, se mantiene prácticamente
constante, las temperaturas máxima y mínima tienen luctua
-ciones mas pronunciadas durante el año, sin embargo no
re-presentan cambios extremos. Mucho mas pronunciados son los
10 BARRERA Oswaldo, Introducción a una Arquitectura Bioclimática para los
Andes Ecuatoriales. Agosto del 2005, pág 62
no debe tomar el cambio de temperatura en relación a un
cam-bio estacionario anual, si no, considerar las luctuaciones de la
temperatura noche-día.
Radiación global
•
La radiación global es la cantidad de energía emitida por el sol
recibida sobre un plano horizontal luego de pasar la atmósfera
terrestre, compuesta de radiación directa: energía que se
trans-mite de forma directa por la atmósfera, y radiación difusa:
re-lejada por la atmósfera. “La componente difusa puede variar
desde un 20% sobre el global en un día claro, a un 100% en un
día nublado”
11.
La cantidad de radiación global que llega a un plano horizontal
depende de la constante solar, latitud, altitud, periodo estacional
y el factor de albedo, así como de la órbita elíptica anual que
realiza la tierra en torno al sol.
Radiación directa
-Radiación solar directa mensual
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
11 BARRERA Oswaldo, Introducción a una Arquitectura Bioclimática para los
presenta datos variables durante todo el año debido a que los
datos tomado en la estación meteorológica están inluidos por la
turbidez atmosférica de la zona.
Esta variación se expresa en la gráica mediante el promedio
máximo y mínimo, la radiación directa promedio máximo luctúa
alrededor de 0.60 kW/m
2mientras que la radiación promedio
mí-nima se encuentra alrededor 0.30 kW/m
2, es decir, la nubosidad
en la ciudad de Loja absorbe y releja la radiación directa hasta
en un 50%.
Radiación difusa
-Radiación solar difusa mensual
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
La gráica de radiación difusa mensual en la ciudad de Loja
debería ser complementaria a la de radiación directa, es decir,
cuando la radiación directa es máxima la radiación difusa debe
ser mínima, mientras que cuando la radiación directa es mínima
la radiación difusa debe ser máxima, sin embargo, esto no se
expresa en la gráica debido a que los datos son los obtenidos
mediante el método de día claro de Page, en el que la nubosidad
en constante.
luctúa entre 0.17 kW/m
, mientras que la radiación difusa
pro-medio mínima entre 0.11 kW/m
2, es decir, mientras la
componen-te directa promedio es máxima (turbidez atmosférica mínima), la
componente promedio difusa mínima es el 18% de esta;
mien-tras que cuando la componente directa promedio es mínima, la
componente promedio máxima difusa es el 57% de esta.
Humedad relativa
•
Humedad relativa mensual
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
La gráica de frecuencia de viento resulta de los datos de velo
-cidad y dirección horaria ingresada, se compone de 16
direccio-nes diferentes, la velocidad se mide desde el centro hacia los
anillos radiales y la intensidad se representa mediante la escala
de color.
Frecuencia y velocidad promedio anual del viento
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
Para la ciudad de Loja los vientos predominantes son en
direc-ción NE, 1831 horas en el año mantienen una velocidad de 10
km/h, 915 horas al año tienen una velocidad de 15 km/h, 366
horas una velocidad de 20 km/h y menos de 183 horas una
velo-cidad de 25 km/h. En las restantes 15 direcciones, en promedio,
el viento alcanza una velocidad de 20 km/h y una frecuencia
Mensualmente se mantiene la dirección predominante, siendo
los meses de julio, agosto y septiembre los de mayor actividad.
Frecuencia y velocidad promedio mensual del viento
Ecotect permite visualizar de forma global el comportamiento de
los parámetros del clima, relacionado las 52 semanas del año
-eje longitudinal- y las 24 horas del día -eje transversal-, en el
eje vertical se especiican las unidades de medida del parámetro
climático graicado.
Temperatura promedio
•
Axonometría temperatura promedio
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
La temperatura promedio se mantiene constante a lo largo del
año con ligeras variaciones. De 00.00 h a 6.00 h se mantiene
so-bre los 15ºC con disminuciones entre las semanas 43-50 de 1ºC,
hacia el medio día se mantiene en 20ºC en el primer trimestre,
a 22ºC en el último trimestre del año, posteriormente la
tempera-tura disminuye de manera constante hasta los 16ºC.
Temperatura mínima
•
La gráica de temperatura mínima mantiene la misma forma que
la de temperatura promedio, con una disminución de 2ºC a lo
largo de todo el año en relación a la temperatura promedio, la
mayor cantidad de temperaturas bajas se registran en el último
trimestre del año, sin embargo la máxima temperatura mínima
se registra en la semana 18, correspondiente al mes de Mayo.
Axonometría temperatura mínima
Axonometría temperatura máxima
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
De igual forma la gráica de temperatura máxima mantiene la
tipología de las gráicas anteriores, con un aumento en promedio
de 2ºC, las mayores temperaturas se registran en el último
tri-mestre del año siendo la temperatura máxima en la semana 42,
correspondiente al mes de Octubre.
Axonometría radiación solar directa
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
La gráica de radiación solar directa indica un comportamiento
Axonometría radiación solar difusa
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
A diferencia de la radiación solar directa, la gráica de radiación
solar difusa es constante a lo largo del año, presenta una ligera
disminución en el segundo trimestre del año.
Humedad relativa
•
La gráica de humedad relativa tiene un comportamiento opuesto
a las de temperatura y radiación, en el día, entre más se
aproxi-ma al medio día disminuye el porcentaje de humedad relativa,
mientras que en las noches este porcentaje aumenta, es decir,
en el día la humedad contribuye a la percepción de confort, sin
embrago en las noches intensiica la percepción de frío. Anual
-mente, en el tercer trimestre correspondiente a los meses de
medio día y el mayor aumento en la noche, por lo que las
no-ches de estos meses tendrán una percepción de frío mucho mas
deinida.
Axonometría humedad relativa
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
Velocidad del viento
•
Temperatura día pico más caliente
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
Día promedio caliente, 23 de octubre
-Temperatura día promedio caliente
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor Axonometría velocidad del viento
Fuente: Base de datos ECU_Loja Elaborado por: El autor
