Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016) Confort Térmico

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1 Tlamati Sabiduría, Volumen 7 Número Especial 2 (2016) 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 21 y 23 de septiembre 2016 Memorias Confort Térmico Jesús López Covarrubias (Becario) Unidad Académica de Arquitectura y Urbanismo Programan de Verano Delfín jlopezuaau@gmail.com IV: Humanidades y Ciencias de la Conducta Dr. Juan Manuel Rodríguez Torres (Asesor) Profesor Investigador del Departamento de Arquitectura DAAD Campus Guanajuato, Universidad de Guanajuato rodrito@ugto.mx Resumen Se presenta una revisión de los modelos más empleados en la determinación del confort térmico en edificios tomando como base los modelos que emplean para la determinación de la zona de confort, los datos de Temperatura Media Anual y en algunos casos la Temperatura mensual. Palabras Clave: Confort Térmico, Temperatura, Radiación Solar, Viento, Humedad.

2 Introducción 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 El confort térmico es un tema muy importante en cuestión de la construcción de edificaciones, ya que no se debe dejar pasar desapercibido, porque a partir de este se obtiene la comodidad y confort de la edificación. Hoy en día existen varios modelos para poder obtener la zona de confort, para poder estimarlo se deben tomar en cuenta varias variables, una de ellas es la Temperatura Media Anual. Materiales y Métodos El termino confort es usado para describir una sensación de satisfacción, de comodidad o un estado físico y mental de bienestar. (Chapells y Shove, 2004:3). Durante la investigación se analizaron varios enfoques sobre el confort térmico que continuación se presentan, son 3 las clasificaciones existentes con sus respectivos modelos cada una. Modelos Teóricos PMV PPD Para el cálculo de los índices de confort térmico, las siguientes ecuaciones se utilizan normalmente: PMV = (0.303 * e *M ) * L PPD = * e -( PMV PMV2) PMV proporciona información acerca de la sensación térmica de ocupantes en un ambiente interior, con experiencia en una escala de siete puntos. Sensación Térmica Neutral = PPD está relacionado con el modelo PMV, debido al hecho de que existen diferencias en la percepción de confort térmico entre las personas. Se relaciona con la comida, vestimenta, diferentes estilos, etc. (Chávez del Valle, 2002:24). ET DISC ASHRAE, también utiliza un modelo para predecir el confort térmico, pero el modelo evoluciona con el tiempo e lugar de ser en estado estacionario como PMV. (Chávez del Valle, 2002:40). SET Nishi Gagge 1977, representa numéricamente la tensión térmica experimentada por el cilindro relativo a una persona estándar en un ambiente estándar. (Chávez del Valle, 2002:41).

3 Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016) Modelos Empíricos PD (Predicted Percent Dissatisfied Due To Draft) Porcentaje de Insatisfacción Debido al Movimiento del Aire. Es un ajuste a los datos de personas que presentar disconfort térmico debido a las corrientes de aire. (Chávez del Valle, 2002:42). PD = * (34 Ta) * (v 0.05) * v * Tu * (34 Ta) * (v 0.05) Ta = Temperatura del aire en grados celsius. v = Velocidad del aire en m/s. Tu = Intensidad de la turbulencia expresada como porcentaje. PS Predice la velocidad del aire que puede ser elegida por la persona expuesta a cierta temperatura del aire cuando la persona tiene el control de la fuente de velocidad el aire. (Chávez del Valle, 2002:43). PS = 1.13 * (Top) * Top * (v) * v Top = Tempratura operativa en grados celsius. v= Velocidad del aire en m/s. TS Predice el voto de sensación térmica usando una función lineal de la temperatura del aire y la presión parcial del vapor. (Chávez del Valle, 2002:43). TS = * Ta * p Ta = Temperatura del aire en grados celsius. P = Presión parcial del vapor en kilo-pascales. Modelos Adaptativos Humphreys Tn = *Tm (Humphreys 1976), (Orosa y Oliveira, 2012:31), (Auliciems y Szokolay, 2007:45).

4 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 Auliciems Tn = *Tm Auliciens Szokolay 1981 en este modelo para la Zona de Confort, se plantea una Amplitud de +/- 2.5, (Orosa y Oliveira, 2012:31), (Auliciems y Szokolay, 2007:45). Griffiths Tn = *Tm Basado en el estudio de Griffiths (1990) de edificios europeos con sistemas pasivos la regresión fue prácticamente la misma que la de Humphreys (Chávez del Valle, 2002:45). Nicol Tn = *Tm Este modelo fue propuesto por Nicol y Roaf (1991) para edificios con ventilación natural. En este modelo para la Zona de Confort, se plantea una Amplitud de +/- 2.0 (Orosa y Oliveira, 2012:31), (Auliciems y Szokolay, 2007:46). Nicol (Sistema Mecánico) Tn = * (Tm - 22) * EXP (-(Tm-22)/33.94)2 Nicol transforma a regresión lineal en exponencial con una considerable pérdida en capacidad de predicción cuando se aplica a edificios. Modo mecánico. (Chávez del Valle, 2002:45), (Auliciems y Szokolay, 2007:45) De Dear Tn = *Tm De Dear 1997, ASHRAE en este modelo para la Zona de Confort, se plantea una Amplitud de +/- 2.5, con el 90 % de aceptabilidad. Se obtiene a partir de la encuesta de los individuos situados en un entorno y el método PMV sólo emplea calor y transferencia de masa. (Orosa y Oliveira, 2012:31), (Szokolay, 2004:20).

5 Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016) Paul Wakely Tcc = Tm/ Un modelo que no es analizado por los autores anteriores es el de Paul Wakely (1979), el cual a la Temperatura neutral (Tn) la denomina temperatura del centro de confort Tcc. Wakely identifica la oscilación de la temperatura a partir de encontrar el rango de las temperaturas máximas y mínimas medias extremas y a partir de ellas ubicar la amplitud que tendrá la zona de confort. (Tudela, 1982:35-36). Resultados De los modelos anteriores se destacan dos aspectos importantes el modelo al comparar la temperatura neutral Tn, presenta el valor más bajo, es el caso del modelo de Wakely, todos los demás los valores para Tn son más altos. También se distingue que solo algunos modelos sugieren la amplitud de la zona de confort y esta es considerada uniforme para todos los casos de aplicación. El único modelo que explica una manera de determinar la amplitud de la Zona de confort es el de Paul Wakely, esto a la vez hace que la zona de confort sea diferente para cada caso de aplicación. A continuación se presenta una tabla donde se sintetizan los resultados para cada modelo, los ejemplos considerados han sido para las 4 principales ciudades del estado de Guerrero. (Véase la imagen 1).

6 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 Los resultados de la tabla muestran los modelos de confort tanto los más apropiados para la región como los que presentan valores más altos para la Temperatura neutral (Tn). De igual manera en la tabla se pueden identificar los modelos que en la bibliografía proporcionan o definen la amplitud de la zona de confort identificándose los límites superior (Ls) e inferior (Li), los modelos que no muestran esos límites es porque no se identifican en la bibliografía. Discusión y conclusiones Es de destacar que para el análisis del confort térmico en edificios es un proceso complejo, ya que involucra un número considerable de variables o de diferentes enfoques para identificarlo, pero si se cuenta con algún proceso que se aproxime a los aspectos generales que lo definen es sin duda un ejercicio relevante. El Modelo para la estimación del confort térmico que resulta más apropiado para la región del Estado de Guerrero, es el de Paul Wakely a la vez que permite diferenciar la amplitud de la zona de confort para cada caso analizado, lo que lo hace a la vez más ventajoso sobre los otros. Está claro que el modelo de Wakely no ha sido estudiado en la misma magnitud que los otros, por lo que si se plantea una segunda etapa de trabajo con pruebas de campo más amplias es seguro que permitirá verificar de manera más acabada si esté es efectivamente el más apropiado para la región del Estado de Guerrero y a la vez poderlo extender a otras regiones del país. Por lo tanto una formulación de un proceso metodológico apropiado para la determinación del confort térmico para la región del Estado de Guerrero en base a estos resultados preliminares. Se basará en este modelo y a posterior identificar a partir de una base de datos de temperatura horaria, con las que se puedan determinar los días en que es necesario evitar la incidencia de la radiación solar en el interior de los edificios en los periodos más calientes o aprovecharla en los periodos más fríos.

7 Tlamati Sabiduría Volumen 7 Número Especial 2 (2016) Agradecimientos Al Dr. Juan Manuel Rodríguez Torres Gracias por sus valiosas aportaciones llevadas en la elaboración del proyecto de investigación, así como el tiempo y dedicación que nos tuvo para el desarrollo de esta. Gracias también por los conocimientos compartidos y su apoyo incondicional del cual aprendimos mucho de usted. Nuevamente le agradezco la paciencia, comprensión, apoyo y principalmente la amistad. A la UAGro Gracias a la máxima casa de estudios y principalmente al rector Javier Saldaña Almazán, por el apoyo brindado para llevar a cabo este verano de investigación, que es de suma importancia para nosotros los jóvenes investigadores y para nuestra formación profesional. Gracias. A mis padres y hermanas Gracias por todo el cariño y apoyo incondicional que recibí por parte de ustedes, gracias a sus palabras de motivación y aliento, que en todo momento estuvieron presentes para poder finalizar con éxito este verano de investigación. Referencias Beausoleil Morrison, I. (2000), The Adaptive Coupling of Heat and Air Flow Modelling within Dynamic Whole Building Simulation, tesis doctoral, Universidad de Strathclyde; Glasgow, Reino Unido. Chapells Heather y Elizabeth Shove, (2004) Comfort: A Review of Philosophies and Paradigms, 37p. Chavez del Valle, Francisco Javier, (2002) Zona Variable de Confort Térmico, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, 182 p. (Tesis Doctoral).

8 4 Encuentro de Jóvenes Investigadores CONACYT Acapulco, Guerrero 21, 22 y 23 de septiembre 2016 Olyay Victor, (1998), Arquitectura y Clima: Manual de Diseño climático para Arquitectos y Urbanistas, tr. Josefina Frontado y Luis Clavet, Gustavo Gili, Barcelona, 203p Orosa José A. y Armando C. Oliveira, (2012), Pasive Methods as a Solution for Improving Indoor Environments, Springer Verlag, London, 147 p. (Green Energy and Technology. Szokolay, Steven, (2004), Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design, elsevier, Oxford, 327p. Tudela Fernando, (1982), Bioclima y Confort Térmico, CEPAL, México, 125 p.