Arq.bioclimatica Diagnostico Termico de Viviendas Rurales

8/20/2019 Arq.bioclimatica Diagnostico Termico de Viviendas Rurales

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ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

CON ÉNFASIS

EN

VIVIENDAS

ALTOANDINAS

CENTRO DE ENERGÍAS RENOVABLES DE LA UNI

CER ‐

UNI 2009

FREDY HUAYLLA – ABEL GUTARRA ‐ GONZALO SAAVEDRA


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La arquitectura bioclimática puede definirse como la arquitectura diseñada sabiamente para lograr un máximo confort dentro del edificio con el mínimo gasto energético. Para ello aprovecha las condiciones

climáticas de

su

entorno,

transformando

los

elementos

climáticos externos en confort interno gracias a un diseño inteligente. Si en algunas épocas del año fuese necesario un aporte energético extra, se recurriría si

fuese posible

a las

fuentes

de

energía

renovables.

A igualdad de confort la mejor solución es la más simple

y

si

además

es

sana

para

el

planeta,

mucho

mejor.

A

esta simplicidad se llega a través del conocimiento y la buena utilización de los elementos reguladores del clima y de las energías renovables.


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1. DIAGNOSTICO TÉRMICO

•PANORAMA DEL DIAGNOSTICO (LÍNEA BASE.)

•CARACTERÍSTICAS DEL COMPORTAMIENTO

TÉRMICO AMBIENTAL

•CARACTERÍSTICAS DEL ESPACIO CIRCUNDANTE

•INDICADORES BIOCLIMÁTICOS


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1.1. PANORAMA

DEL

DIAGNOSTICO


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1.1.1. DEFINICIÓN DE

DIAGNOSTICOSISTEMATIZACIÓN DE INFORMACIÓN QUE NOS

PERMITIRÁ CONOCER

Y

ESTABLECER

LAS

CARACTERÍSTICAS DE UNA DETERMINADA SITUACIÓN O FENÓMENO.


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1.1.2. PANORAMA DEL

DIAGNOSTICO (1)


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1.1.2. PANORAMA DEL

DIAGNOSTICO (2)


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1.1.3. ALCANCE

Y APLICACIÓN

• DEFINICIÓN Y MEDICIÓN DE INDICADORES

– CLIMÁTICOS

– ARQUITECTÓNICOS

– CONSTRUCTIVOS

– AMBIENTALES INTERIORES

– BIOCLIMÁTICOS


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1.2. CARACTERÍSTICAS DEL ESPACIO

CIRCUNDANTE – PARÁMETROS CLIMÁTICOS

– PARÁMETROS MICROCLIMÁTICOS


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1.2.1. PARÁMETROS

CLIMÁTICOS

• TEMPERATURA

• HUMEDAD

• RADIACIÓN

• VIENTO.


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Modos de transmisión de calor en la

naturaleza.


12/77

TEMPERATURA

La temperatura de un cuerpo indica en qué

dirección

se

desplazará el

calor

al

poner

en contacto dos cuerpos que se encuentran a

temperaturas distintas, ya que éste pasa siempre

del

cuerpo

cuya

temperatura

es

superior

al

que

tiene la temperatura más baja; el proceso continúa hasta que las temperaturas de ambos se igualan.

(Senamhi)


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HUMEDAD

El contenido de agua en la atmósfera depende,

principalmente,

de

la

temperatura.

Cuanto

más

caliente

está una

masa

de

aire,

mayor

es

la

cantidad de vapor de agua que puede retener. En contrapartida, a temperaturas bajas puede

almacenar

menos

vapor

de

agua.

Cuando

una masa de aire caliente se enfría, por la causa que

fuere, se desprende del vapor que le sobra en forma de precipitación.

(Senamhi)


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RADIACIÓN

La superficie terrestre recibe energía

proveniente

del

Sol,

en

forma

de

radiación solar emitida en onda corta. A su vez, la

Tierra, con su propia atmósfera, refleja

alrededor del

55%

de

la

radiación

incidente

y absorbe el 45% restante, convirtiéndose, ese

porcentaje en calor.

(Senamhi)


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VELOCIDAD

Y

DIRECCIÓN

DE

VIENTO

El viento es la variable de estado de movimiento del aire.El viento es causado por las diferencias de temperatura existentes

al

producirse

un

desigual

calentamiento

de

las

diversas zonas de la Tierra y de la atmósfera.En superficie, el viento viene definido por dos parámetros: la dirección en el plano horizontal y la velocidad.

(Senamhi)


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VELOCIDAD

Y

DIRECCIÓN

DE

VIENTO


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Instrumentos (1)

Micro Estación Meteorológica HOBO

La Micro Estación Meteorológica HOBO es un registrador de cuatros sensores diseñado para monitorear

microclimas.

Especificaciones

Rango de operación: ‐20º a 50ºC con baterías alcalinas

‐40 a 70ºC con baterías de Litio

Entradas: Hasta 4 sensores

Comunicación: puerto serial de 3,5 mm

Dimensiones: Caja de rectangular de 8,9cm x 11,4cm x 5,4 cm

Peso: 0.36 kg.

Memoria: 512K almacenado en memoria no‐volátil

Modo

de

almacenar: Para

cuando

la

memoria

esta

llena

ó se

reinicia.Intervalo de registro: De 1 segundo a 18 horas, definido por el usuario.

Exactitud en el tiempo: 0 a 2 segundos para el primer dato y ±5 segundos por semana a 25oC.

Modos de inicio del registro: Inmediato, manual (push botton) y con tiempo retardado

Montaje; Opera verticalmente apoyado sobre una base plana.


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Instrumentos (2)

Especificaciones Velocidad de viento Dirección de viento

Rango 0 a 44 m/s 0 a 359º

Exactitud ±0,5 m/s

±3% entre 17 a 30 m/s

±4% entre 30 a 44 m/s

±5º

Resolución 0,19 m/s 1,4ºUmbral de medida 0,5 m/s 0,5 m/s

Temp. de operación -40 a 75 oC -40 a 75 oC

Numero de Bits por muestra 8 8

Sensor de velocidad y dirección de viento


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Instrumentos

(3)

Este sensor mide la irradiancia solar.

Especificaciones:

Rango de medida: 0 a 180 W/m2

Rango espectral: 300 a 1 100 nm.

Exactitud: ±10W/m2

o ±5%, el que sea mayor.±0,38 W/m2 /oC a partir de +25 oC

Exactitud angular: Corrección cosenoidal de 0 a 80 oC de

la vertical.

Resolución: 1,25 W/m2

Deriva: < ±2% al año

Temperaturas de operación: -40º a +75 oC

Número de bits por muestra: 10

Sensor piranómetro de silicio


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Instrumentos

(4)

Especificaciones Temperatura Humedad Relativa

Rango de medición -40 oC a 75 oC 0-100% HR de -40 a 75oC

Exactitud 0,2 oC entre 0o y 50 oC.

Ver Figura 1 para el

rango

±2,5% de 10 a 90%; Ver

Figura 2 para el rango

Resolución 0,02 oC a 25 oC. Figura

1

0,1% HR a 25%

Bits por muestra 12 10Deriva < 0,1 oC por año < 1% por año; histéresis

1%

Tiempo de respuesta 5 min en aire a 1m/s 10 min aire a 1m/s con

cubierta protectora

Rango de temp. de

operación

-40 oC a +75 oC -40 oC a +75 oC

Este sensor mide la humedad relativa y trabaja con un compensador de temperatura.

Sensor de Humedad Relativa/Temperatura


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Instrumentos

(5)

Figura 1. Exactitud y resolución en el rango de operación Figura 2. Exactitud absoluta en el rango de HR de operación

Sensor de Humedad Relativa/Temperatura


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1.2.2. PARÁMETROS MICRO

CLIMÁTICOS• ORIENTACIÓN

• ALTITUD• OROGRAFÍA

• VIENTO• PROXIMIDAD DE UNA MASA DE AGUA

• PROXIMIDAD DE MASA FORESTAL

• DISPOSICIONES DE VIVIENDAS ALEDAÑAS


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Parámetros

Micro

climáticos

(3)

• Orientación

– La

orientación

del

emplazamiento

tiene

una

gran

influencia sobre

el

microclima.

Falda

norte

de

un

cerro con mayor radiación que la falda sur.

• Altitud

– Influye inversamente

con

la

temperatura

media

anual

y directamente proporcional con la radiación solar, suele también se directa la relación con la lluvia y el viento.

• Orografía

del

terreno – Variaciones en la velocidad y dirección del viento,

almacenamiento de calor y humedad (niebla).


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Parámetros

Micro

climáticos

(2)

• Viento

– Velocidad

proporcional

a

las

pérdidas

por

convección

del

aislamiento.

– Incremento de los intercambios de aire del interior de la vivienda con el exterior.

• Proximidad

de

una

masa

de

agua

importante – Estabilización de la temperatura del aire del microclima.

– Vientos cargados de humedad.

• Existencia

de

masa

forestal

adecuada – Estabiliza la temperatura por la humedad.

– Protección de viento y Radiación Solar.


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Parámetros

Micro

climáticos

(3)


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1.3. CARACTERÍSTICAS

DEL

COMPORTAMIENTO TÉRMICO

AMBIENTAL


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1.3.1. PARÁMETROS DE

ARQUITECTÓNICOS• UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN

• DISTRIBUCIÓN• GEOMETRÍA

• ESTRUCTURA,

MATERIALES

Y ALMACENAMIENTO


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1.3.2. UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN (1)

• Ubicación

– Posición Geográfica.

– Clima, conocimientos, tradiciones, técnicas, materiales y tecnologías disponibles.

• Situación

– EL terreno y sus alrededores.

• Orientación – Dirección de fachadas.


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1.3.3.

DISTRIBUCIÓN• Gestión y aprovechamiento optimo de la

energía.• Posición e interconexión de espacios.

• Posición

de

Dormitorio,

cocinas,

lugares

de

trabajo y descanso, etc.

• Sujeto a vistas, estética, etc.


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1.3.4.

GEOMETRÍA(1)

Clima Frio

• COMPACTO• REDUCIDO FACTOR DE FORMA

• PROTECCIÓN

DE

VIENTOS


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GEOMETRÍA(3)

Clima Cálido‐Seco

• SEMIALARGADA

• PROTECCIÓN

DE

VIENTOS Y RADIACIÓN.

• VENTILACIÓN.

• FUENTES DE

HUMEDAD.


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GEOMETRÍA(4)

Clima Cálido‐Húmedo

• ALARGADA

• PROTECCIÓN

DE

VIENTOS Y RADIACIÓN.

• VENTILACIÓN.


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1.3.5.

Factor

de

Forma

(1)

Factor de forma = Superficie Exterior / Volumen


35/77

Factor

de

Forma

(2)

Variacion del factor de forma en funcion de volumen y geometria.

Á


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1.3.6. PARÁMETROS

CONSTRUCTIVOS• TECHOS

• SUELOS• PERFORACIONES Y ABERTURAS

• PAREDES

Y

AISLAMIENTO• VEGETACIÓN

• MASAS DE AGUA EXTERIOR


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TECHOS Y SUELOS

• Se producen flujos de calor.

• Suelos

Típicos: – Tierra apisonada. – Cemento. – Etc.

• Techos Ticos:

– Calamina – Paja

– Teja – Etc.


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PERFORACIONES Y ABERTURAS

• Ventanas

– Proporcionan Luz,

ventilación

y panorámica.

– Proporciona calentamiento cuando parte de la radiación atraviesa el vidrio y es absorbida por

algún material

que

esta

en

el

interior.

– Comparado con los demás tipos de envolventes es un fuente de perdidas.


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PAREDES Y AISLAMIENTO

• Delimitan y definen espacios.

• Determinan las

transferencias

de

calor

por

ventilación, convección y condensación.

• Almacenamiento de calor en función de su espesor y propiedad térmica.

• Intercambian calor con el exterior en función

de su

aislamiento.


40/77

VEGETACIÓN

• Protección de

Vientos y de

Radiación.


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MASAS DE AGUA EXTERIOR

• Creación de microclimas.

• Atenuación de

variaciones

diarias

de

temperatura.

• Es contraproducente en climas fríos como nuestro caso, pues la humedad que adquiere el aire aumenta la sensación de frio.

1 4 PARÁMETROS AMBIENTALES


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1.4. PARÁMETROS AMBIENTALES

INTERIORES• TEMPERATURA DEL AIRE

• TEMPERATURA

MEDIA

RADIANTE • HUMEDAD

• VENTILACIÓN

E

INFILTRACIONES


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1.4.1. Temperatura Media Radiante (1)

Temperatura uniforme de una esfera negra

mate, de

gran

diámetro,

en

la

cual

los

intercambios por radiación con el cuerpo humano son iguales a los intercambios por

radiación en

el

ambiente

real.


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Temperatura

Media

Radiante

(2)Globos de 15 cm de diámetro

Coeficiente de

emisividad

ε = 0,95

convección natural:

convección forzada:


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Instrumentos

(6)1. Data Logger HOBO H8

4-Canales Externos

Es un registrador de datos concapacidad de leer cuatro

sensores de temperatura

Especificaciones

Temperatura: -20oC a +70oC

Humedad Relativa : 0-95%Exactitud en el tiempo: Aprox.

±1min (ó ± 100ppm) por

semana a +20oC.

Capacidad de medición: 32,520

mediciones almacenadas enmemoria no volátil


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Instrumentos

(7)Micro Estación HOBO H8 (1)Es un DataLogger con las siguientes entradas:

Temperatura,

Humedad

Relativa,

Iluminación

y

1

canal

Externo.

Rangos de operaciónTemperatura: ‐20oC a +70oCHumedad Relativa : 0‐95%

Exactitud en

el

tiempo:

Aprox.

±1min

(ó ± 100ppm)

por

semana

a +20oC.

Capacidad de almacenamiento: 7 944 mediciones en memoria no volátilDimensiones: 2,4” x 1,9” x 0,8”Peso aprox. 38,3 gr

Batería: CR

‐2032

(litio)

reemplazable

Vida útil de la batería: 1 año de uso continuoTemperatura de almacenaje de datos: ‐40oC a 75oC.


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Instrumentos

(8)Micro Estación HOBO H8 (2)

Temperatura.El HOBO H8 tiene un sensor de temperatura interno con un cable de unos 10 cm.

Si permanece

dentro

de

la

cubierta

puede

medir

la

temperatura

del

aire en el rango de ‐20 a +70oC, con un tiempo de respuesta de 15 min en aire quieto.Si el sensor se extiende fuera de la cubierta se obtienen tiempos de respuesta de 1 min en aire y 2s en agua.

El rango

del

sensor

es

de

‐40

oC

a +120

oC

cuando

esta

extendido

fuera de la cubierta.


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Instrumentos (9)

Micro Estación HOBO H8 (3)Especificaciones de cada entrada

Humedad Relativa. Este sensor usa un compensador de temperatura y proporciona una exactitud de ±5% en el rango de +5oC a +50

oC.El sensor de humedad relativa opera en el rango de 25% 95% a +25 oC para intervalos de muestreo con intervalos mayores que 10 s.La

variación

temporal

de

las

lecturas

del

sensor

de

humedad es menor que 1% al año.


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Instrumentos (10)

HOBO Shuttle

Este accesorio

es

un

recolector

de

datos

de

la

Microestación

HOBO

H8 o de los datos almacenados en los Data Logger (DL).

Especificaciones

Tiene una

capacidad

en

memoria

no

‐volátil

entre

48K

– 511

K.

Puede descargar 56 DL con 8K c/u; 14 DL con 32 K c/u ó 64 DL con 7K c/u.

Exactitud en el tiempo: 1min por semana ( 100 ppm) a 20 oC.Velocidad

de

transferencia

del

DL

al

HOBO

Shuttle:

8K

en

90

s.

Velocidad de transferencia del HOBO Shuttle a la PC: HOBO Shuttle lleno en 2 min.


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Instrumentos (11)

Sensores de temperatura para aire, suelo y agua HOBO H8

Rango de medición: ‐ 40º a 50 oC en agua

‐ 40o a

100

oC en

aire

Exactitud: 0.5 oC a 20 oC.

Resolución: 0,41 oC a 20 oC

Deriva:


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1.4.2. ZONAS TÉRMICAS

• CONCEPTO TÉRMICO, NO GEOMÉTRICO

• VOLUMEN

DE

AIRE

CON

TEMPERATURA

UNIFORME

• CONTIENE A LAS SUPERFICIES QUE CONDUCEN

Y

ALMACENAN

INTERIORES

O

DEL

ENVOLVENTE


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1.5.‐ INDICADORES BIOCLIMÁTICOS


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CONFORT TÉRMICO

El hombre siempre ha deseado crear un ambiente térmico cómodo. Esto se refleja en la arquitectura tradicional de todo el mundo, desde la historia antigua hasta el presente.Actualmente, la creación de un ambiente térmico cómodo es uno de los parámetros másimportantes que se consideran cuando se proyectan edificios.

Pero

¿Qué es

exactamente

la

comodidad

térmica?

Algunos

la

definen

como

"aquella

condición mental que expresa satisfacción con el ambiente térmico". Esta definición puede satisfacer a la mayoría de la gente, pero también es una definición que no es fácil de convertir en parámetros físicos.

Esto se

debe

a que

la

sensación

de

“confort

térmico” depende

de

varios

factores

tales

como el tipo de vestimenta, las condiciones ambientales, el tipo de actividad que se estérealizando y sobre todo de la persona. Por mencionar un caso, un puneño probablemente se sienta cómodo a una temperatura ambiente de 16ºC, sin embargo un mexicano probablemente sienta mucho frío.Se puede decir entonces que una persona se encuentra en estado de “confort térmico”cuando permanecemos ignorantes de las condiciones térmicas, cuando no hay malestar térmico, cuando podemos hacer lo que queramos sin estorbo y sin esfuerzo debido a las condiciones de temperatura y humedad.

Un día de invierno frío y soleado, una persona vestida normal puede descansar en una


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y , p phabitación con calefacción, al tiempo que otra persona con ropa ligera puede estar

haciendo deporte

en

el

exterior.

Ambas

personas

pueden

sentirse

cómodas

aunque

se

encuentren en ambientes térmicos totalmente diferentes. Esto nos recuerda que la comodidad térmica depende de muchos parámetros físicos, en vez de solo uno, como por ejemplo la temperatura.

El ambiente térmico debe ser considerado conjuntamente con otros factores, como la calidad del aire, niveles de luz y ruido, cuando se evalúa nuestro ambiente de trabajo o doméstico. Si nosotros sentimos que el entorno de trabajo diario no es satisfactorio, nuestro rendimiento laboral disminuirá inevitablemente. Por ello, la comodidad térmica tiene un gran impacto en nuestra eficacia laboral.

El cuerpo humano es un generador constante de calor. Ya, de por sí, una persona sin hacer b l é l í ól


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absolutamente nada y con su gasto energético al mínimo, es decir, sólo para mantener su organismo vivo (metabolismo basal), genera entre 65 y 80 watios de calor, según su sexo, edad y superficie corporal, mientras que una bombilla eléctrica incandescente de 60 W emite, aproximadamente, 55 W de calor.El ser humano produce la energía que necesita para mantener su cuerpo vivo y activo, a partir de los alimentos y del oxígeno que, a lo largo de complejas reacciones químicas, se

va

convirtiendo

en

calor.Un hombre de una complexión física normal, descansando genera unos 115 W de calor; caminando por una superficie plana a una velocidad de entre 3,5 y 5,5 km/h genera de 235 W a 360 W; pero si acelera el paso a más de 7 km/h su producción de calor estaráalrededor de los 520 W. En un trabajo muy severo la producción de calor puede

sobrepasar

los

900

W,

como

es

el

caso

de

los

deportistas

de

alto rendimiento

que, realizando una actividad muy intensa, pueden alcanzar los 2000 W durante unos minutos.

El hombre tiene un sistema regulador de temperatura muy efectivo que garantiza que la temperatura del


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muy efectivo, que garantiza que la temperatura del núcleo del cuerpo se mantenga a 37ºC

aproximadamente..

Cuando

el

cuerpo

empieza

a

calentarse demasiado, se inician dos procesos: primero se dilatan los vasos sanguíneos, incrementando el flujo de sangre por la piel, y a continuación uno empieza a sudar. El sudor es un efectivo mecanismo de enfriamiento,

porque

la

energía

requerida

para

evaporar el sudor es tomada de la piel. Bastan unas pocas décimas de grado de incremento de la temperatura del núcleo del cuerpo para estimular una producción de sudor que puede cuadruplicar la pérdida de calor del cuerpo.Si el cuerpo empieza a enfriarse demasiado, la primera reacción es la vaso‐constricción de los conductos sanguíneos, reduciendo el flujo de sangre por la piel. La

segunda reacción

esincrementar la producción interna de calor mediante la

estimulación de los músculos,pudiendo causar temblores. Este sistema es de también muy efectivo, y puede incrementar la

producción de

calor

corporal

bruscamente.

No obstante el intervalo de supervivencia puede extenderse en algunos casos desde


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No obstante, el intervalo de supervivencia puede extenderse, en algunos casos, desde los 28 °C hasta los 44 °C de temperatura interna (generalmente con daños importantes

en

el

organismo),

la

temperatura

interna

considerada

normal,

en

la

que

no

deben

producirse afectaciones, oscila alrededor de los 37,6 °C, dentro de un intervalo de 36 °C a 38 °C; no obstante, durante actividades físicas intensas puede llegar a alcanzar los 40 °C, lo cual, en circunstancias específicas, es necesario para lograr el rendimiento adecuado.

El sistema de control que regula la temperatura del cuerpo es complejo, y aún no se comprende del todo. Sin embargo, se conocen los dos sistemas más importantes de sensores para el sistema de control. Están localizados en la piel y en el hipotálamo. El hipotálamo

tiene

un

sensor

de

calor

que

inicia

la

función

de

enfriamiento

del

cuerpo

cuando la temperatura del núcleo del cuerpo sobrepasa los 37º C. Los sensores de la piel son sensores de frío que inician las defensas corporales contra el enfriamiento cuando la temperatura de la piel cae por debajo de 34ºC.

Si

los

sensores

de

calor

y

frío

envían

señales

al

mismo

tiempo,

nuestro

cerebro

puede

inhibir una o ambas reacciones térmicas de defensa del cuerpo.

¿Cómo evalúa el hombre el Ambiente Térmico?


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El hombre considera cómodo el ambiente si no existe

ningún tipo

de

incomodidad

térmica.

La primera condición de comodidad es la neutralidad térmica, que significa que una persona no siente ni demasiado calor ni demasiado frío.Cuando la temperatura de la piel baja de los 34ºC, nuestros sensores de frío empiezan a enviar impulsos al cerebro; y si la temperatura continúa bajando los impulsos se incrementan en número.De forma similar, el sensor de calor en el hipotálamo envía

impulsos

cuando

la

temperatura

excede

de

37ºC,

y

cuanto

más se incremente la temperatura, aumenta el número de impulsos.El cerebro interpreta las señales como una suma de impulsos positivos y negativos que se anulan entre sí. Si

las señales

de

ambos

signos

son

de

la

misma

magnitud

se

sentirá térmicamente neutro, si no, se sentirá demasiado caluroso o demasiado frío. Una persona en un estado térmica neutro y completamente relajada es un caso especial, ya que no se activan ni los sensores de calor ni

de frío.

Condiciones básicas para la Comodidad Térmica


59/77

Dos condiciones deben ser cumplidas para mantener la comodidad térmica. La

primera

es

que

la

combinación

actual

de

temperatura

de

piel

y

temperaturas

del

núcleo del cuerpo proporcione una sensación térmica neutra. La segunda es el equilibrio del balance de energía del cuerpo: El calor producido por el metabolismo debería ser igual a la cantidad de calor disipada por el cuerpo.

Las relaciones entre los parámetros: temperatura de la piel, temperatura del núcleo corporal y actividad, cuyo resultado es una sensación térmica neutra, esta basada en un gran número de experimentos.

Estimación del Nivel Metabólico MET


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El metabolismo es el motor del cuerpo, y la cantidad de energía producida por el

metabolismo depende

de

la

actividad

muscular.

Normalmente

toda

la

actividad

muscular

es convertida en calor en el cuerpo, pero durante trabajos físicos externos la proporción puede bajar al 75%. Como ejemplo, una persona subiendo una montaña, que genere un trabajo externo de 100 watios (acumulado como energía potencial), puede necesitar generar una energía de 500W, de los cuales 400W se disiparán en forma de calor.El

metabolismo

se

suele

medir

en

Met,

correspondiente

al

nivel

de

actividad

de

una

persona sedentaria, y equivale a una pérdida de calor de 58 W/m2 de superficie corporal.Un adulto normal tiene una superficie de piel de 1.7 m2, de manera que una persona en reposo pierde aproximadamente cien watios. Nuestro metabolismo está al mínimo

mientras

dormidos

(0.8

Met)

y

se

incrementa

al

máximo

durante

actividades

deportivas,

pudiendo superar los 10 Met.


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Estimación del Nivel de Ropa CLO


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La ropa reduce la pérdida de calor de cuerpo. Por lo tanto, la ropa se clasifica según su valor de aislamiento. La unidad normalmente usada para medir el aislamiento de ropa es la unidad Clo, aunque también se utiliza la unidad más técnica de m2°C/W (1 Clo = 0.155 m2°C/W).La escala Clo se ha diseñado para que una persona desnuda tenga un valor de 0.0

Clo,

y

alguien

vestido

con

un

traje

típico

de

negocio

tenga

un

de

valor

de

1.0

Clo.

El valor Clo se puede calcularse si se conoce la vestimenta de las personas y los valores Clo de cada una de las prendas, sumando simplemente los valores de cada una. El valor Clo obtenido de mediante el cálculo suele tener una exactitud suficiente.

Cuando se

calcula

los

valores

Clo

es

importante

recordar

que

las butacas

tapizadas,

los asientos de automóvil y las camas también reducen la pérdida de calor del cuerpo, y por lo tanto, estos deben incluirse en el cálculo total.


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Balance térmico entre la persona y el medio


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El concepto de intercambio térmico se puede analizar como un estado de cuentas en el que el saldo final debe ser cero para que todo marche bien. Entonces se dice que el balance térmico entre el individuo y su entorno está en equilibrio. La persona, como todo cuerpo (sólido, líquido o gaseoso), constantemente emite calor hacia el medio y, a su vez, constantemente es receptor del calor que emiten los demás

cuerpos.

El hombre gana calor por las siguientes vías:1. Por su metabolismo (M), determinado por su metabolismo basal y la actividad que realice.

2. Por

radiación

de

calor

(R),

que

recibe

de

los

cuerpos

de

su

entorno.3. Por convección (C), al recibir calor del aire (o agua) que está en contacto con él.

4. Por la respiración (Res), al inspirar aire caliente cuya temperatura esté por encima de su temperaturacorporal.

5. Por

conducción

(K),

al

recibir

calor

de

los

cuerpos

sólidos

que

están

en

contacto

directo con él.

A su vez, el hombre pierde calor por las siguientes vías:1 Por radiación de calor (R) que emite hacia los cuerpos de su entorno


65/77

1. Por radiación de calor (R), que emite hacia los cuerpos de su entorno.

2.

Por

convección

(C),

al

entregar

calor

al

aire

que

está en

contacto

con

él.3. Por la respiración (Res), al espirar el aire durante la respiración y el jadeo.4. Por trabajo externo (W), al realizar una actividad con un trabajo externo positivo.5. Por evaporación del sudor (E), al entregarle calor al sudor para que éste pueda evaporarse.

6. Por

conducción

(Cd),

al

entregar

calor

a los

cuerpos

sólidos

que

están

en

contacto

directo con él.

Donde A sería el saldo final, es decir, el calor acumulado (si A>0), o perdido (si A


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y, salvo determinadas situaciones, el trabajo externo, teniendo en cuenta que en la

mayor

parte

de

las

actividades

su

valor

es

bajo

o

nulo.

De

manera

que

la

ecuación

práctica de balance térmico quedaría:

M ± R ± C – E =

APor lo tanto, la ecuación de balance térmico puede adoptar una de estas cuatro formas que, según la situación, significan:

1) M ± R ± C = 0; (E = 0) equilibrio en condiciones necesarias pero no suficientes

para el

confort

térmico,

2) M ± R ± C ― E = 0, equilibrio en condiciones de calor permisibles,3) M ± R ± C ― E > 0 , desequilibrio por condiciones críticas por calor,4) M ± R ± C


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Método de Fanger y la escala PMV o IVM

l é d i l l ió d l f é i d l á l


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De los métodos existentes para la valoración del confort térmico, uno de los más completos, prácticos

y operativos

es

el

de

Fanger,

que

aparece

en

su

libro

Thermal

Confort

(1973).

Este

método ha sido recogido por la norma ISO 7730 y consigue integrar todos los factores quedeterminan el confort térmico ofreciendo el porcentaje de personas insatisfechas (PPI) con las condiciones del ambiente térmico en que se desarrolla la actividad.Si la comodidad térmica en un lugar de trabajo no es perfecta, ¿qué lejos estamos de ella?, o ¿entre que límites debemos mantener la temperatura y humedad para obtener un grado de comodidad térmica razonable?.La respuestas a estas preguntas se pueden obtener mediante el índice PMV de Voto Medio Previsto (Predicted Mean Vote) [también conocido como índice de valor medio IVM]. El

índice

PMV

predice

el

valor

medio de

la

sensación

subjetiva

de

un

grupo

de

personas

en

un

ambiente determinado.La escala del PMV tiene un rango de sensación térmica de 7 puntos, desde – 3 (frío) a +3 (caliente), donde el 0 representa una sensación térmica neutra.Aunque el índice PMV sea 0, todavía habrán algunos individuos que estén insatisfechos con

el

nivel

de

temperatura,

a

pesar

que

todos

ellos

tengan

una

vestimenta

y

un

nivel

de actividad similar, porque la evaluación de la comodidad difiere ligeramente entre las

personas.


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La escala PPD

Para predecir c ánta gente está insatisfecha en n ambiente térmico determinado se


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Para predecir cuánta gente está insatisfecha en un ambiente térmico determinado, se

ha

introducido

el

índice

de

Porcentaje

de

Personas

Insatisfechas

PPD

(Predicte

Percentage of Dissatisfied). En el índice PPD la gente que vota ‐ 3, ‐ 2, +2, +3 en la escala PMV se considera térmicamente insatisfechas.Algo a notar es que en la curva que muestra la relación entre PMV y PPD nunca se consigue menos de un 5% de personas insatisfechas.

¿Cómo se evaluaría la Calidad Térmica de un local?

Para evaluar una habitación con varios puestos de trabajo,


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con

un

sistema

de

acondicionamiento

ambiental

común,

se

deben realizar los siguientes pasos:1. Uniformidad del ambiente térmico en el área de trabajo: Se puede evaluar midiendo el índice PMV en varios puestos de trabajo simultáneamente. Se deben elegir los lugares que

se prevean

más

cálidos

y fríos,

y otro

en

el

centro

del

local.

2. Capacidad del sistema de acondicionamiento para mantener un ambiental térmico estable: Las variaciones del ambiente térmico se analizan registrando los valores PMV durante un tiempo.

3. Riesgo

de

malestar

térmico

local

en

puestos

de

trabajo.

Se

deben medir todos los puestos de trabajo, uno tras otro, tal como se describe en el apartado anterior.En aquellos locales donde no se puedan prever los puestos de trabajo, los puntos de medida se deberían poner

separados al

menos

0.6

m

de

paredes

o

aparatos fijos

de

calefacción o climatización.El cálculo del índice PMV deberá hacerse con los valores de actividad y ropa que sean razonables para el local en cuestión.

CARTAS BIOCLIMÁTICAS


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Este método se resume en la siguiente relación donde

Auliciems

Tn = 17.6 + 0.31 x Tm

Tn = temperatura neutral, aquella en la cual una persona siente confort térmicoTm = Temperatura promedio mensual exterior

Olgyay

La carta bioclimática de Olgyay distingue la influencia de cuatro variables importantes


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del entorno:

temperatura

del

aire,

humedad

relativa,

radiación

y movimiento

del

aire,

e indica también su interacción. Esto permite determinar una zona de confort dentro de la carta psicrométrica.

Givoni

Este método se aplica para obtener las condiciones de bienestar térmico en


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edificaciones, definiendo

zonas

de

confort

y planteando

las

estrategias

necesarias

para

que se pueda llegar a esa zona vía dispositivos tales como: masa térmica, viento, enfriamiento evaporativo, calor radiante, humidificación, etc.

Arq.bioclimatica Diagnostico Termico de Viviendas Rurales

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