Criterios para la selección de edificios sometidos a vientos dominantes

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1 Criterios para la selección de edificios sometidos a vientos dominantes M. en Arq. Haydee Pérez Castro M. en Arq. Jorge Flores González M. A. Claudia Ponce Sánchez Resumen El viento es una de las dos soluciones alternativas viables para mejorar la comodidad térmica al interior de las edificaciones ubicadas en clima cálido-húmedo, por lo que es necesario plantear métodos de análisis entorno a él. Es por ello que resulta preponderante la generación de una herramienta que permita verificar, en primera instancia, el emplazamiento de los edificios con respecto de los vientos dominantes. Esta herramienta contribuye a la verificación de las condiciones en que se encuentra los edificios de estudio, permite seleccionar dentro de un conjunto arquitectónico los edificios a evaluar, además establece las pautas a seguir para la colocación del equipo de medición que evaluarán en una segunda etapa, los patrones de flujo del aire. El caso de estudio es la División Académica de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Introducción Actualmente el ahorro de energía es de vital importancia, pues favorece la preservación de los recursos naturales. El diseño bioclimático es un medio para lograr edificios confortables que cubran las necesidades de los ocupantes, a través del mínimo consumo de energía producida por el hombre (Morillón, 1993). Desde la perspectiva del diseño bioclimático, el confort es el parámetro más importante dentro del ámbito arquitectónico y urbano, pues tiene como objetivo principal el bienestar del ser humano. El clima cálido-húmedo como el del estado de Tabasco dificulta las soluciones de tipo alternativo que pudiera proporcionar el diseño bioclimático, debido a que el ambiente permanece con un 70% de humedad y la temperatura máxima alcanza los 42ºC. Por lo que las soluciones más viables son la sombra y la ventilación (Konya, 1981). El manejo del estudio y análisis de los patrones de viento repercute en el diseño arquitectónico y este a su vez en el bienestar al interior de los edificios, es decir se manifiesta en el confort de los ocupantes. Semana de Divulgación y Video Científico

2 Este trabajo se deriva de una investigación más amplia denominada, Estudio de los patrones de viento para verificación del emplazamiento de los edificios en la División Académica de Ingeniería y Arquitectura. Objetivos y metas Objetivo. Generar una herramienta de análisis para la selección de edificios expuestos a vientos dominantes, dentro del conjunto arquitectónico de la División Académica de Ingeniería y Arquitectura. Metas: Consideración de las variables que intervienen Metodología para la elección de los edificios que serán evaluados Planeación para la colocación del equipo de medición Materiales y métodos La investigación se llevará a cabo en los edificios de la División Académica de Ingeniería y Arquitectura (DAIA), ubicada en el Municipio de Cunduacán, Tabasco. Para analizar el sistema de ventilación de un edificio es necesario revisar las variables que intervienen en el patrón del flujo de aire (García, 1995): Variables del Sitio que Implica la Alteración de los Vientos Dominantes: Cambios diarios (horarios) y estacionales (mensuales) Topografía Vegetación Construcciones cercanas Variables Arquitectónicas y Constructivas: Forma y dimensión del edificio Orientación con respecto al viento Localización y tamaño de las aberturas de entrada y salida de aire Tipo de ventanas y sus accesorios Semana de Divulgación y Video Científico

3 Elementos arquitectónicos exteriores e interiores, etc. Cada una de las variables anteriores causa un efecto en el flujo del aire alrededor y al interior del edificio. Aplicación de estudio: Cambios diarios y estacionales: El municipio de Cunduacán tal como el resto del Estado, ofrece clima cálido-húmedo con lluvias estacionales de Agosto a Noviembre, por lo que con base en los datos de CNA el viento se manifiestan predominantemente del Noreste durante los meses de Julio, Noviembre y Diciembre. Topografía: La topografía del terreno es relativamente plana. Vegetación: La vegetación a pesar de ser abundante no obstaculiza de forma predominante el acceso de viento en las ventanas. Construcciones cercanas: El elemento que impacta de manera significativa en los patrones de los vientos dominantes son otros edificios. Forma y dimensión del edificio: Todos los edificios de aulas de la DAIA presentan volúmenes rectangulares plantados de manera longitudinal y constan de dos niveles. Orientación respecto al viento: La gran mayoría de los edificios tiene una orientación Norte Sur. Localización y tamaño de las entradas y salidas de aire: Las ventanas corren a lo largo de las fachadas Norte y Sur, las cuales se encuentran a una altura del piso a 1.10m y se extienden hasta la trabe que sostiene el techo. Tipo de ventanas: Son de tipo corredizas lo que significa que el 50% del vano esta obstruido por el vidrio. Elementos arquitectónicos exteriores e interiores: Se observó que las ventanas del piso superior se encuentran protegidas de la incidencia solar directa, debido a los aleros de la techumbre, sin embargo en el piso inferior solo una de las fachadas esta protegida por el pasillo del segundo nivel. Semana de Divulgación y Video Científico

4 Para seleccionar los edificios se deben tomaron en cuenta los siguientes criterios: Ubicación dentro del conjunto arquitectónico: La incidencia de las condiciones microclimáticas se ve favorecida o no con base en el emplazamiento. Orientación: La orientación de la edificación determina los patrones de vientos dominantes. Accesibilidad: Facilidad para el montaje del equipo de medición. Aplicación de estudio: Ubicación: Con base en el emplazamiento, la mayoría de los edificios que conforman el conjunto de la DAIA presentan las mismas características, a excepción del edificio denominado AD que presenta un ángulo con respecto a la ubicación resto. Orientación: Con respecto a la incidencia de vientos los edificios en general, se encuentran posicionados a 45º respecto de los vientos dominantes a excepción del edificio AD. Accesibilidad: Es necesario tener acceso rápido y seguro para la colocación del equipo ya que requieren de revisión periódica para el vaciado de datos registrados. Por lo que en el caso de los anemómetros se requiere de una estructura soportante sobre los techos de los edificios y en el caso de los sensores para temperatura y humedad sujetadores para colocarlos en la pared. Anemómetro SMART SENSOR Micro-estación HOBO H Temperatura/RH Smart Sensor Semana de Divulgación y Video Científico

5 El equipo que se implementará para el monitoreo consta de: Equipo Micro-estación HOBO H Cable Anemómetro HOBO S-WCA-M003 Temperatura/RH Smart Sensor Computadora Portátil Software Características Capacidad para 4 canales con smart-sensor Cable de interfaz serial USB y Cable PC-3.5 Rango de medición de 0 a 44m/s, exactitud ±0.5m/s, rango de temperatura de operación de 40ºC a +75ºC Rango de medición 40ºC a 75ºC y de 0 a 100% de RH entre 0º y 50ºC HP Pavillon dv9000 HOBO ware Pro, version 2.3.1; para windows XP Resultados La investigación proporciona una herramienta de análisis basada en la selección de los edificios a evaluar, establecimiento del periodo de levantamiento de datos y la colocación del equipo de medición, contribuye además a la verificación de las condiciones en que se encuentra un edificio. Se logró, determinar que los edificios a analizar son el AD debido a su ubicación irregular respecto del resto del conjunto arquitectónico, el F por encontrarse inmerso en él, y el K por situarse en un extremo del mismo, se recomienda realizar las lecturas en los meses de Julio, Noviembre y Diciembre debido a la presencia de los vientos dominantes. Discusión En los espacios educativos la comodidad térmica se refleja, en cierta medida, en el rendimiento académico de los estudiantes. Como usuarios de estos espacios y como parte del profesorado de la carrera de Arquitectura es tarea prioritaria revisar las condiciones de comodidad que las aulas de la DAIA ofrecen a los alumnos. En el caso de estudio, después de realizar el análisis, se pudo vislumbrar que la posición de las ventanas en las caras opuestas del edificio podría sugerir ventilación cruzada, sin embargo esta situación podrá ser verificada al revisar el patrón de flujo de entrada y salida del viento dentro del conjunto y al interior del edificio. La presencia de obstáculos, como vegetación frondosa y otros edificios, respecto de los viento dominantes (Noreste) podría representar una modificación Semana de Divulgación y Video Científico

6 inadecuada de la ventilación. Además la velocidad, dirección, frecuencia, y turbulencia influyen de manera directa en los movimientos en el interior del espacio y deben ser analizadas en una segunda etapa de la investigación. Conclusiones La herramienta de análisis proporciona una metodología a seguir en casos similares sobre el estudio de los patrones de viento, inclusive para cualquier tipo de clima, su aplicación contribuirá a reconocer de manera previa los aciertos y desaciertos en los edificios ya construidos, este análisis aportará datos que podrán ser empleados en la búsqueda de soluciones dentro del diseño bioclimático, en caso de ser necesario, para la mejora de los edificios de estudio. Referencias Morillón, D Bioclimática, Sistemas Pasivos de Climatización; Universidad de Guadalajara; México. Konya, A. (1981), Diseño en Climas Cálidos, H. Blume Ediciones, Primera edición española. García, Ch.J.R. (1995), Viento y Arquitectura, El viento como factor de diseño arquitectónico. Semana de Divulgación y Video Científico