Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
TESIS DOCTORAL
VER des de la Ciudad Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos.
AUTORA
Cynthia Echave Martínez DIRECTOR DE TESIS
Albert Cuchi Burgos
PROGRAMA DE DOCTORADO
Ámbits de Recerca en l'Energia i el Medi Ambient a l'Arquitectura Departamento de Construcciones Arquitectónicas I Universidad Politécnica de Cataluña
FEBRERO 2007
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
Presentación La demanda de sostenibilidad que hoy se reclama socialmente debe aplicarse a todas las actividades humanas mediante la consideración del uso de recursos que precisan para realizarse. La necesidad de eficiencia en el uso de los recursos es también incuestionable en cualquier estrategia de planificación a largo plazo, como es la ordenación de los espacios urbanos. El siguiente trabajo toma como marco de referencia el actual interés sobre la gestión eficiente de los entornos urbanos nacida de la demanda de sostenibilidad. Un interés que afecta a servicios urbanos muy variados como son la movilidad de las personas y de los materiales, la gestión del agua, el consumo energético de los edificios, etc., en los que influyen aspectos como la trama urbana, su orientación, el tipo y la compacidad de la edificación, la distribución de equipamientos, las redes de servicios, etc., y entre los cuales va tomando una importancia particular el papel de la vegetación urbana como un sistema cuya funcionalidad es muy variada y, a medida que se analiza, más relevante. Esta tesis se dedica al análisis de un aspecto muy concreto de las funciones de la vegetación urbana, cual es su influencia sobre el comportamiento térmico de la estructura urbana en su expresión sobre la habitabilidad del espacio público urbano: de la calle y de la plaza. La investigación ha consistido en el desarrollo de una metodología de evaluación térmica de los espacios urbanos, con el fin de producir una herramienta que permita la valoración del confort de espacios urbanos existentes, de escenarios de reforma o de nuevos diseños urbanos. Para ello, se ha recurrido al análisis de confort térmico en espacios exteriores siguiendo el método de cálculo de confort propuesto por Ochoa de la Torre (1999), trasladado a un análisis a escala urbana mediante su implementación en una herramienta informática que permite, mediante su potencia de cálculo, aplicarlo a una escala mucho mayor y con la contemplación de numerosos escenarios alternativos. El contenido de la tesis se estructura exponiendo en una primera parte un panorama general de lo que representa en la actualidad el estudio de los espacios exteriores, y que constituye una referencia global ineludible. Más adelante se expone el desarrollo de una metodología de evaluación de habitabilidad térmica en espacios exteriores realizada a partir del número de horas de confort ofrecidas al día. Para ello se han tenido que definir las variables y caracterizaciones requeridas para la obtención de resultados. Finalmente a manera de anexo, se muestran dos casos de estudio los cuales corresponden a dos tipologías de tejido urbano, uno de ensanche y otro de mayor compacidad. Los casos de estudio han sido desarrollados dentro de los proyectos de investigación en colaboración con la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona. Las conclusiones de este trabajo de investigación pretenden completar la información existente sobre los análisis de confort en espacios exteriores. Además de resaltar las aportaciones que se han producido, se interesa por los planteamientos que servirían para futuras investigaciones sobre el tema. Cynthia Echave M
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Agradecimientos
La elaboración de esta tesis ha sido posible gracias al apoyo económico otorgado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México, así como también gracias al soporte extendido por la Universidad Politécnica de Cataluña y la Agencia de Ecologia Urbana de Barcelona.
Por otra parte, mencionar un especial agradecimiento a: Albert Cuchí por su confianza y orientación durante este tiempo; a la colaboración de profesores, compañeros y amigos a lo largo del desarrollo de esta tesis; y a Salvador Rueda, por creer y apoyar desde un principio la realización de este trabajo de investigación.
Finalmente, a Ricardo y Martha por su incondicionable complicidad.
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Índice Pág. Presentación
Capítulo VI. Escenarios de análisis
97
Índice
VI.1 Objetivo de análisis
97
VI.2 Descripción de los escenarios
98
Pág. Capítulo I. Introducción
1
VI.3 Descripción del Modelo de Estudio
101
I.1 Introducción
1
107
I.2 Marco de referencia
4
VI.4 Variable 1: Análisis del potencial de confort en aceras. VI.5 Variable 2: Orientación y Densidad
9
VI.6 Variable 3: Presencia de Vegetación en el entorno VI.7 Conclusiones de los escenarios analizados. VI.7.1 Criterio de análisis de resultados VI.7.2 Primera Cuestión: Ponderación asociada a la red de movilidad. VI.7.3 Segunda Cuestión: La ponderación de la trama urbana. VI.7.4 Tercera Cuestión: Estrategias de naturación. VI.7.5 Cuarta Cuestión: La elección de los materiales en los espacios exteriores.
147
Capítulo II. Función y Valoración del
Capítulo VII. Conclusiones Generales
195
Verde Urbano II.1 Enfoques de referencia
9
II. 2 Aspectos productivos
11
II.3 Aspectos ambientales
15
II.4 Aspectos perceptivos
17
Capítulo III. Antecedentes
21
III.1 Clima urbano
21
III.2 Antecedentes del modelo de confort térmico en espacios exteriores. III.3 Problemas metodológicos en los cálculos de confort. III.4 Conclusión.
22
III.5 Herramientas y Modelos de simulación.
27
III.6 Universidades investigación.
30
y
Centros
de
Capítulo IV. Factores del balance
25 26
33
térmico en espacios urbanos. IV.1 Descripción del balance de energía a escala urbana. IV.2 El Clima
33
IV.3. La Materia
40
IV.4 La Configuración Espacial
56
IV.5 Generación de calor por actividades antropogénicas.
68
Capítulo V. Metodología del potencial de
36
181
Capítulo VIII. Anexos. VIII.1. Aplicación del modelo de confort en espacios exteriores. VIII.2. Aplicación a casos de estudio en colaboración con la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona 2.1 Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE: Ecovalle 2.2 Caso Supermanzana de Gràcia, Barcelona. VIII.3. Calibración del modelo de simulación
199 203
237
térmica. VIII.4. Análisis de otros meses del año.
251
VIII.5. Análisis Plaza.
257
VIII.6. Efecto de las especies de arbolado en
279
el potencial de confort. VIII.7. Criterios de mejora en calles.
289
Bibliografía.
293
Índice de ilustraciones
299
71
habitabilidad térmica en espacios públicos. V.1 Descripción del método de análisis.
71
Figuras
V.2 Herramienta de simulación Radtherm
73
Tablas
V.3 Caracterización de los factores que definen el balance de energía en el programa de simulación.
137
Gráficas
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CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN
I.1 Introducción. La biosfera no sólo colabora en la estabilidad de los ciclos biogeoquímicos que mantienen el medio natural en las condiciones que permiten nuestra existencia, sino que ha sido la fuente de recursos de los que tradicionalmente se ha servido la raza humana para satisfacer sus necesidades. No obstante, el abandono de los recursos orgánicos a cambio de los recursos minerales generado por la revolución industrial, posibilitado por el uso de los combustibles fósiles como fuente de energía, ha creado un flujo creciente de residuos minerales imposibles de absorber por la biosfera. Ello ya ha desestabilizado los ciclos biogeoquímicos, alterados por esos vertidos: el ciclo del carbono -y con el la estabilidad del clima- por la combustión de hidrocarburos; el ciclo del nitrógeno y del fósforo -y con el la eutrofización- por la fijación artificial de uno y por la movilización de los depósitos del otro; el ciclo del agua -y con el la pérdida de potencia de la biosfera- por la captura de la parte litosférica de ese flujo por parte del hombre. Y el aumento de la erosión por las prácticas agrícolas que destruyen la materia orgánica del suelo y la explotación de los ecosistemas, así como la remoción de enormes cantidades de minerales en superficie para las explotaciones mineras.
biosfera emisiones de calor Energía y recursos
residuos
ecosistema urbano
contaminación
FIG. 1 ESQUEMA ECOSISTEMAS URBANOS ACTUALES
La expansión del modelo industrial de producción -y de sus bases minerales- por todo el planeta, ha agudizado los problemas ambientales locales que ha ido generando desde su nacimiento, y produciendo una reacción hacia ese modelo de desarrollo que ocasiona destrucción del medio. La demanda de sostenibilidad es la cristalización de esa reacción. La sostenibilidad implica la necesidad de cerrar los ciclos materiales en los procesos técnicos, tanto para evitar la formación de residuos contaminantes como para evitar el consumo de 1
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CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
recursos y, con ellos, la pérdida del capital natural para las generaciones futuras. Así, los materiales renovables se convierten en el modelo de recursos de la sostenibilidad, materiales que no son sino aquellos recursos obtenidos del medio cuyos residuos, si son debidamente reintegrados, son reciclados por la biosfera y transformados en renovados recursos. Cumple así a la biosfera el papel de 'gran máquina' para el cierre de ciclos, además de modelo de gestión de recursos para aquellos materiales no biosféricos que deben ser reciclados dentro del ciclo técnico.
TABLA 1. Huella Ecológica 2002. Año 2002
Huella Ecológica Total
Biocapacidad
Reserva Ecologica / Deficit
(global ha/persona)
(global ha/persona)
(global ha/persona)
Planeta
2,2
1,8
-0,4
Emiratos Arabes
10,5
0,9
-9,6
Kuwait
7,3
0,3
-7,0
Canada
7,5
15,1
7,6
Australia
7,0
11,3
4,4
Finlandia
6,8
12,3
5,4
Dinamarca
5,3
3,4
-1,9
Bélgica
5,2
1,2
-3,9
República Checa
4,9
2,7
-2,2
Austria
4,7
3,5
-1,1
Bulgaria
3,0
2,3
-0.7
La limitación radica en las superficies disponibles como soporte de la biosfera y de captación de la energía solar, la fuente de energía que la nutre, lo cual supone la consideración de la escala territorial como el factor determinante en la capacidad productiva del sistema, tal y como denuncia la aparición de medidas de sostenibilidad de base territorial como la capacidad de carga utilizada, la apropiación de producción primaria o la huella ecológica. Ese papel del territorio implica, entre otras cosas, la necesidad de rehacer la relación entre un medio urbano -creciente y central en la sociedad industrial- respecto al medio rural -en progresivo abandono y subordinado actualmente- para adecuarla a la creciente importancia productiva del territorio en la sostenibilidad.
En todo caso, el papel de la biosfera en la estrategia sostenibilista es central, y los servicios productivos que la biosfera ofrece deben ser reconocidos y valorados en cualquier situación, incluida su presencia en la ciudad y en la transformación de la urbe en un nuevo modelo eficiente en el uso de los recursos.
2
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CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN
GRÁFICA 1. Emisiones de efecto invernadero. Agencia Europea de Medio Ambiente
Ante esta necesidad de integrar o de vincular el medio natural con las actividades humanas, han surgido corrientes de pensamiento que han tratado de establecer nuevos criterios de valoración que responden a la necesidad de cambio entre una sociedad y otra. Es por ello conveniente el replanteamiento del desarrollo de las ciudades y su remodelación sobre criterios sostenibilistas. Los factores que originan la dinámica de las ciudades son diversos pero hay que resaltar que en gran parte se definen por el tipo de actividades económicas que se dan lugar en ellas, por la conformación de su estructura urbana y, ahora sobretodo, por la organización y gestión de los recursos en diferentes ámbitos y a diferentes escalas de interacción.
La reestructuración sobre el papel de cada componente del sistema urbano es fundamental, con el objetivo de procurar la eficiencia del sistema. La metodología de análisis energético de los espacios públicos pretende generar una evaluación que permita articular los aspectos más relevantes de la respuesta térmica de la estructura urbana. Para ello se establece como concepto vertebrador la relación de los elementos que componen el sistema. Teniendo en cuenta la estructura urbana, con características particulares de densidad construida, materiales y actividad; la estructura verde, la cual se refiere a la presencia de vegetación urbana ya sea como arbolado, parques o bien en balcones, terrados, fachadas; y por último la
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CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
configuración de la estructura de espacios públicos, ligada a la estructura urbana en cuanto a forma, pero con su expresión espacial propia.
Objetivos e Hipótesis planteadas Actualmente la búsqueda por la inserción de actividad en los emplazamientos, obliga a redefinir los planteamientos conceptuales de proyectación urbana. Sobre los aspectos que intervienen de ésta dinámica, recae una particular atención sobre la conformación de los espacios abiertos de cara a un mayor potencial de estadía, circulación e intercomunicación. Como parte de un sistema urbano, el espacio público representa una de las piezas indicadoras del estado de las ciudades y de su adecuación a un modelo sostenibilista. Sus características no sólo repercuten como escenario de intercambio de información entre las personas sino también como componente regulador del microclima urbano.
Las variables que determinan las características climáticas de un espacio están definidas por la temperatura del aire, su humedad, la radiación y el viento. El conocimiento de éstas variables en el diseño de los espacios exteriores, permite una organización del espacio de manera más eficiente, tal y como lo hace la propia naturaleza en la conformación de ecosistemas, regulando el balance de energía entre los organismos y elementos que lo conforman.
Objetivo. La tesis tiene como objetivo desarrollar un método de análisis de los espacios públicos con el fin de obtener una evaluación del confort térmico que permita valorar -entre otras- la influencia de las estrategias de vegetación sobre los diferentes modelos de ciudad, a partir de las tipologías de espacios exteriores que la conforman.
Hipótesis. La investigación se basa en que el efecto sobre la disminución de temperatura está condicionado por las características formales y materiales de fachadas, pavimentos y terrados. Las hipótesis planteadas en esta investigación son las siguientes:
la estructura urbana y modificada por la definición de los elementos que se aplican
sobre ella La definición de esos elementos en los espacios públicos determinará un número de horas de confort promedio al día, que servirá como indicador de la habitabilidad térmica del espacio. 4
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CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN
La primera hipótesis está condicionada por la compacidad de la estructura urbana. La proporción de espacio edificado con respecto al espacio libre se define por una tipología de sección de calle, en la que podemos tipificar la orientación y el factor de vista de cielo entre una sección y otra. El comportamiento de transferencia de calor difiere entre un tejido urbano compacto y uno más abierto. Por otro lado, las características de los materiales tanto superficiales como de inercia térmica condicionan este comportamiento, la actividad interior de los edificios y la conformación de la ciudad pueden jugar otro factor importante en el balance de radiación, así como la estructura y distribución de la vegetación. De esta hipótesis se formularan conclusiones relacionadas con el modelo de ciudad, diferenciar entre una calle transitada por vehículos o bien una calle peatonal, marca un balance diferencial del conjunto y de emisión de calor al ambiente.
La segunda hipótesis está relacionada con las características de los espacios urbanos y su influencia en la percepción y confort térmico de las personas. Para ello se ha formulado como base de investigación el análisis de los espacios abiertos a partir del potencial de horas de confort. Esto indica que un determinado espacio por sus características genera un mapa de confort considerando las mismas condiciones metabólicas para una persona. Esta vendría a ser una herramienta en el diseño urbano, para la evaluación de diferentes escenarios.
I.2 Marco de Referencia Esta tesis parte de dos líneas de investigación de referencia, la primera, corresponde al análisis del confort térmico en los espacios públicos en función de la morfología urbana y las condiciones del microclima derivadas de éste la segunda, al análisis de las funciones del espacio público en el ecosistema urbano.
La referencia a los estudios de confort térmico se sitúa principalmente en el trabajo de investigación desarrollado por Manuel Ochoa en el grupo de Arquitectura i Energia, del doctorado Ambits de recerca de l’energia i el medi ambient a l’arquitectura, de la Universidad Politécnica de Cataluña. La investigación plantea una metodología para el cálculo de confort en espacios exteriores a partir del balance de energía de una persona.
La segunda referencia es sobre el análisis del espacio urbano desde la visión de la ecología urbana. En este sentido, el espacio público juega un papel no solo a nivel de los flujos de energía sino también a nivel de las actividades que en él se realizan y la ocupación de los 5
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CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
espacios asociada al modelo de movilidad. La recuperación de los espacios urbanos para el uso de las personas requiere de una lectura diferente del espacio y de las posibilidades de habitabilidad que se pueden dar a partir del clima y la configuración espacial. Este documento hace referencia en este campo, a los trabajos realizados por la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona, en dónde se analizan las redes de movilidad y su organización dentro del espacio público.
La Morfología del Ecosistema Urbano
En este sentido, el diseño de la morfología del ecosistema urbano es un factor importante para un funcionamiento más eficiente. La conformación espacial condiciona a los espacios edificados y a la conformación de las redes de movilidad. Es por ello que las pautas de diseño de los elementos que la integran cobran un importante papel de cara a mejorar la eficiencia y rendimiento en conjunto. Los materiales de construcción mas el posterior uso y mantenimiento de los edificios hace de la edificación un ámbito que representa al metabolismo del sistema principales consumos de energía, emisiones de CO2 asociados y generación de residuos.
La planificación del trazado de calles en nuevas urbanizaciones, o bien la rehabilitación de tejidos consolidados, requiere de una serie de criterios que relacionen de forma coherente, el diseño de calles y edificaciones con el comportamiento térmico de la estructura urbana. Es necesario un mayor conocimiento sobre los tejidos urbanos desde esta perspectiva, ya que cada uno ofrece unas condiciones microclimáticas particulares que dependiendo de la situación geográfica pueden aumentar el potencial de confort térmico y en definitiva, repercutir en la eficiencia del sistema urbano reduciendo las demandas energéticas de edificios.
Usos del espacio público y las condicionantes de diseño.
La dinámica de las ciudades define una serie de actividades que responden a un determinado estilo de vida propio de la población que la habita. La conformación del espacio público está predeterminada según los requerimientos de funcionalidad que las actividades urbanas demandan.
Las características de estas actividades están relacionadas con los hábitos y costumbres que se han dado lugar a lo largo del desarrollo de la ciudad. A lo largo del último siglo, la 6
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CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN
conformación de las ciudades ha ido respondiendo a las demandas de una población creciente en donde la distribución del espacio público ha tenido como principal protagonista la circulación vehicular. Las consecuencias que ello ha suscitado son reflejadas en la sustitución de espacio peatonal por el de circulación motorizada.
Actualmente las acciones por ciudades con mayor calidad urbana apuestan por la recuperación del espacio público para peatones, con lo cual el potencial de usos en estos incrementa. El espacio público por concepto es el sitio de intercomunicación entre las personas y la posibilidad de este intercambio genera una dinámica de ciudad más rica a nivel antropológico. La diversidad de actividades que se desarrollan en la calle permite esta constante convivencia, de ahí que las ciudades o entornos antiguos mantengan ese carácter a diferencia de las nuevas urbanizaciones cuya actividad económica es casi nula o bien concentrada puntualmente en centros comerciales.
FIG 2. MOVILIDAD DE PERSONAS EN ESPACIOS URBANOS
Las personas definen el espacio público a partir de recorridos, puntos de concurrencia, accesibilidad a los servicios y locales de abastecimiento como son los mercados o tiendas. Es decir, cuando salimos por la calle lo que nos motiva es la adquisición de víveres, el desplazamiento a los lugares de trabajo o estudio y el ocio o recreación. Hasta hace al menos unos siglos éstas han sido las motivaciones en esencia que llevan a las personas a salir de su espacio particular al colectivo.
La organización de este espacio colectivo, por tanto tiene condicionantes de diseño acordes a expectativas diferentes a la de un espacio interior y personal. Interesa el orden ya que nos hace sentir seguros, pero a la vez interesa el azar y el movimiento. El lenguaje formal del espacio público a partir de la escala, proporción, volumen y altitud genera una lectura del espacio en el cual la percepción visual condiciona su uso. 7
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CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
Propiciar la concurrencia de un lugar no solo depende de la actividad que se impregne sino también de los recorridos y la sucesión de espacios que existen para llegar a él. Es por ello que los centros comerciales no funcionan como focos de concentración de activad económica, ya que la calidad de los recorridos suelen ser monótonos y exclusivamente dirigidos al comercio.
Las visuales de la ciudad generadas a nivel de peatón tienen una cualidad diferente a la de andar en bici, es decir, el movimiento y la velocidad inducen una percepción del espacio y de ahí que se desprenden requerimientos diferentes a cada tipo de calle.
La información contenida e la organización del espacio es interpretada por las personas, y a su vez comprendida e identificada. Las referencias visuales son importantes como enfatizadotes de un sitio o bien de una direccionalidad. Conforme el espacio público es claro de lectura y sugerente como recorrido tenderá a ser concurrido.
Ahora bien, desde el punto de vista funcional, las condicionantes de diseño están supeditadas tradicionalmente a los sistemas de vertido de residuos (contenedores), al mobiliario urbano, arbolado viario, al paso de vehículos y aparcamientos.
De cara al papel que desempeña la estructura de espacios exteriores en el ecosistema urbano, las transformaciones del espacio público como elemento que influye en los ciclos y flujos de la ciudad, son las siguientes:
Disposición espacial de superficies permeables, correntía,
Posibilidad de captación de energía.
La presencia de la vegetación urbana y el agua es importante desde varios aspectos, entre ellos por las propiedades térmicas que ambos tienen y su influencia en el comportamiento térmico de las ciudades. Son elementos que intervienen activamente en el microclima por lo que la transformación de los espacios públicos debe contribuir en su valoración y aprovechamiento.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
Capítulo II. Función y Valoración del Verde Urbano II.1 Enfoques de referencia. La valoración sobre el papel de la vegetación en el contexto urbano es un discurso que ha ido fluctuando según diferentes épocas. Podemos encontrar ejemplos en la historia que van desde los jardines colgantes, los huertos domésticos en patios de claustros, hasta la jardinería de ornamentación que desde el siglo XVIII se venido dando lugar. La primera inquietud por valorar el verde urbano dentro de la ciudad se remonta hacia las primeras propuestas de ciudad jardín en el siglo XIX, que surge como respuesta a las precarias condiciones de las ciudades a partir de la industrialización. De esta preocupación higienista sobre la aproximación de la naturaleza a la ciudad, surgen propuestas de nuevas planeaciones en las cuales se dotaba en los nuevos emplazamientos un porcentaje alto de espacios abiertos con importantes superficies verdes. El tipo de planeamiento potenció la zonificación de los usos de suelo generando zonas monótonas de poca diversidad urbana. La demanda espacial que requiere este tipo de urbanizaciones, aleja cada vez más a la vivienda de los sitios de trabajo, demandando consigo la creación de medios de transporte e infraestructuras.
A pesar de las consecuencias de este modelo extensivo, la búsqueda por la proximidad a una naturaleza idealizada no ha cesado del todo, ya que la tendencia de crecimiento en muchas poblaciones sigue siendo la de vivienda de baja densidad predominando la de tipo unifamiliar. La actual calidad de los espacios urbanos ha orillado a que las personas identifiquen como ideal de vida el estar sumergidos en un contexto rodeado de naturaleza y alejados del tráfico y la contaminación. El éxodo de la ciudad y las segundas residencias son un ejemplo de esta percepción, la cual deriva de una información acumulada sobre lo que se entiende por naturaleza, motivada principalmente por su valor paisajístico. Sin embargo, esta percepción recae tanto en una extensiva ocupación del territorio, fragmentando espacios naturales así como en un estilo de vida dependiente del vehículo privado y carente de relaciones colectivas.
La función de la vegetación difiere notablemente de la transición de los entornos naturales hasta la estructura del verde urbano. El sistema de espacios abiertos o libres da cita a las infraestructuras de movilidad, los espacios públicos y privados (abiertos), la estructura del verde urbano, las zonas periurbanas (normalmente agrícolas) y los espacios naturales consideradas como reservas. Cada una de estas zonas mantiene una relación específica con el entorno urbano y con las personas, que va desde aspectos de índole productiva a manera de
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
obtención y traslado de recursos, hasta los efectos de proximidad que genera el verde urbano sobre las personas.
La estructura de verde urbano se conforma de los parques urbanos, jardines urbanos, plazas, arbolado en avenidas y calles, sin olvidar que forman parte de este sistema la vegetación en jardines, balcones y terrados de los edificios. La estructura vegetal se origina y desarrolla de diferentes formas, ya sea espontánea o bien inducida por el hombre. La mayor parte de la vegetación urbana corresponde a especies inducidas, es decir la ciudad se muestra como una gran plataforma (mineral) impermeable que ha sustituido el sustrato natural, colocando el verde superficialmente. Podemos también encontrar vegetación autóctona cuyo origen y desarrollo es espontáneo y están presentes tanto en zonas rocosas, forestales, parques y jardines como en vialidades y solares. CUADRO 1. Clasificación del verde urbano 1 Escala de interacción componente descripción espacial Son vías de comunicación entre poblados o bien entre enclaves naturales. Tras el impacto que generan las vías de comunicación, la estrategia para la conservación del paisaje y de la biodiversidad a TERRITORIAL Cinturones escala territorial, se plantean los cinturones verdes o corredores verdes ecológicos. Actúan como reserva de paisaje a la ciudad se encuentran sistemas formados por flora y fauna características de la zona y también Parques y cuentan con equipamientos específicos para su uso urbano. En esta METROPOLITANA bosques zona se genera alto índice de actividades de ocio. periurbanos
Bosques urbanos URBANA Arbolado
ARQUITECTÓNICA
Espacios residuales
Son parques forestales que reproducen, en cierta manera, la vegetación originaria de la zona antes de la expansión urbana, esto quiere decir que estamos ya en un espacio vegetal creado por el hombre pero que aún se puede plantear según el diseño y elección de especies, restaurar conforme al autóctono. Son los espacios donde se reúne la gente, por razones de esparcimiento. Se refiere a aquéllos espacios de los edificios utilizados para el desarrollo de especies como son balcones, terrazas, terrados, e incluso espacios interiores de edificios.
usos
Conectividad (biodiversidad y comunicación) Recreación Y cultivos (en algunos casos puntuales)
Recreación
Elemento de ornato
Ornato
Considerando que la importancia de la presencia de la vegetación en la ciudad repercute en diversos ámbitos, las funciones atribuidas al verde urbano responden en mayor medida a factores relacionados con cuestiones productivas, ambientales y perceptivas. De acuerdo a las propuestas para mejorar la calidad de los entornos urbanos y dirigir su funcionamiento a un mejor aprovechamiento de los recursos, se ha considerado importante incluir al verde urbano en las estrategias de planificación urbana no solo como un valor añadido al paisaje urbano, sino también como elemento útil en la conformación material y térmica de la ciudad.
1
Fuente: Ministerio de Medio Ambiente. Enciclopedia del Verde Urbano.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
Aspectos Productivos
CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
Aspectos Ambientales
Aspectos Perceptivos
FIG. 3 ASPECTOS DE VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
II.2 Aspectos productivos
Los aspectos productivos relacionan el papel del verde urbano con el metabolismo del ecosistema urbano en términos de eficiencia. Los ciclos de materia y los flujos de energía en términos de demanda y oferta energética, son los aspectos que caracterizan a la productividad de un espacio en términos de eficiencia. Algunos de estos aspectos productivos son: la mitigación de la isla de calor urbano y disminución de la demanda energética; el aumento de la producción de biomasa; la capacidad de retención de agua pluvial y la retención de emisiones de gases producidos por los vehículos.
La isla de calor urbano incide sobre las condiciones de entorno de los edificios, alterando las demandas de energía para refrigeración y calefacción de los espacios interiores. La estructura del verde urbano es un elemento de mitigación del calor producido en los espacios urbanos, contribuyendo sobre las temperaturas radiantes de calles y plazas. En referencia a este tema, existen investigaciones previas en los que se han calculado los beneficios del verde urbano en el consumo de refrigeración y calefacción por la disposición de árboles contiguos a los edificios.
J. R. Simpson (2000) estudió el ahorro energético en edificios, a partir de la sombra arrojada por los árboles. Se analizaron 178 viviendas presentando una población de 525 árboles. El 70% de éstos se encontraban a 7.6m de distancia a los edificios, 25% entre 7.6m y 12.2m y solo un 5% se encontraban plantados entre los 12.2 y los 18.3m. De los resultados obtenidos se calculó una media de 156kWh de ahorro por árbol maduro. El máximo impacto en el uso de energía de edificios, ocurre cuando el arbolado se encuentra entre 4.6 y 1.5m de distancia, principalmente aquéllos que sean más altos en fachadas oriente o poniente.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
CUADRO 2. Comparación entre los cambios en el consumo tanto de refrigeración como de calefacción
gracias al efecto de la sombra de los árboles.2
Reducción refrigeración por árbol (Mt) (%) Factor múltiple de reducción de refrigeración kWh por vivienda Reducción en calefacción por árbol (MJ) Factor múltiple de reducción de calefacción. MJ por vivienda
Cosecha de árboles Antes de 1978 1978-1983 Posterior a 1983 5.4 6.1 6.8 0.93 0.86 0.84 541 525 440 3.8 4.7 5.7 0.95 0.89 0.87 2.1 2.34 2.03
Estudios realizados por Sailor en la ciudad de los Angeles, han demostrado que se podrían reducir las temperaturas en horas punta de verano hasta 1.3K al implementar 0.14 de incremento de cubierta vegetal, si se aumentara un 0.15% de cubierta vegetal en vecindarios habitacionales, equivaldría a un 0.065% sobre el total de la ciudad, con lo cual se reduce el número de días de refrigeración entre un 2-5%. CUADRO 3. Ejemplos de temperaturas tomadas en sitios urbanos. Diferencial sobre la temperatura urbana Zonas verdes Reducción de temperatura Parque Nacional de Atenas3 1-5K Parque Golden Gate de San Franscisco 8K Areas verde ciudad de Tokio 1.6K Parques urbanos MOntreal 2.5K Sacramento Phoenix 6 – 10°F California 6K Parque Ciudad de México 2-3K
Los desarrollos a gran escala normalmente generan una serie de disfunciones importantes en el equilibrio hídrico. El pavimentado y las zonas construidas constituyen grandes áreas en las que se reduce la infiltración de agua al aquífero, aumentando la escorrentía y con ello los niveles de inundación en las zonas adyacentes.
El verde urbano incide sobre la capacidad de retención de agua pluvial en el ecosistema urbano a través del aumento de permeabilidad del suelo urbano. Esto significa que las características de pavimentos inciden sobre la escorrentía superficial de los entornos urbanos, por lo que aumentando la presencia de vegetación se da pauta a una mayor laminación del agua de lluvia. Las raíces de las plantas estabilizan el suelo y reducen la superficie de escorrentía ayudando a la infiltración del agua al subsuelo. La superficie de escorrentía es también reducida en vegetación de alta densidad como es el césped (Laker 2000). Los árboles reducen la superficie de escorrentía durante las tormentas, las raíces fibrosas de árboles o plantas impiden que le agua de lluvia arrastre el suelo, según las investigaciones realizadas por Lull y Sopper (1969) se encontró que mientras una porción de bosque puede perder alrededor de 50ton de suelo por milla2 al año, las áreas desarrolladas se llegan a perder de 25.000 a 50.000 ton de suelo. 2
3
J.R. Simpson. Argiro Dimoudi, Marialelena Nikolopoulou (2000)
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
CUADRO 4. Valores de escorrentía superficial4 Tipo de suelo Características Superficiales Céspedes Parques Suelo urbano Calles Suelo rural Caminos y paseos Cultivos Espacio natural Praderas Bosques
ESCORRENTIA 0.05 a 0.35 0.60 – 0.90 0.10 – 0.25 0.20 – 0.35 0.10 – 0.40 0.70 – 0.95 0.80 – 0.95
Por otra parte, la presencia de vegetación contribuye también en el balance de calor urbano de forma favorable por la conservación de la humedad del suelo y la transpiración de las hojas, amortiguando el calentamiento y disminuyendo la irradiación.
El verde urbano incide sobre la reducción de la concentración de partículas contaminantes en cierto porcentaje. Tanto las partículas sólidas como líquidas pueden ser eliminadas por parte de las plantas mediante los mecanismos de sedimentación e impacto. La velocidad del viento se reduce por las plantas, lo cual permite la sedimentación de las partículas más gruesas por efecto de la gravedad, el impacto de las partículas sobre la vegetación se alcanza a percibir en el aire, obligado forzosamente a circular alrededor de la estructura vegetal. La precipitación finalmente limpia las superficies foliares depositando aquéllas partículas sobre el suelo. La composición química del aire contaminado es altamente compleja ya que se compone de centenares de elementos bien creadas por las emisiones de fuentes de producción como por medio de reacciones químicas de las mismas sustancias en la atmósfera. Los gases presentes en la atmósfera se originan como producto secundario de las combustiones o de la circulación de vehículos. Como sabemos el efecto mas nocivo de las combustiones es el carbono CO y el dióxido de azufre SO2 y el Oxido de nitrógeno NO2, siendo los vehículos los principales emisores de dichas partículas contaminantes. CUADRO 5. Acción del verde urbano en la atmósfera5 Acción del verde urbano sobre la atmósfera Formación vegetal CO2 fijado O2 producido (t/ha/año) (t/ha/año) Arboleda mediterránea 14,7 10,7 Bosque caducifolio 17,6 17,6 Bosque de coníferas 19,1 19,1 templado Césped en clima 8,8 6,4 mediterráneo Hierba en clima 16,9 12,3 mediterráneo Arbustos en zona 5,9 4,3 mediterránea
Retención del polvo (valor relativo) 96 61 100 6 6 8
Algunas de las características que hacen a una especie más resistente a los agentes contaminantes son los siguientes: 4 5
Marsh W. 1978 Fuente: Ministerio de Medio Ambiente. Enciclopedia del Verde Urbano.
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
Los árboles de gran copa, reducen más los contaminantes atmosféricos, Smith (1978). Elevada tasa metabólica y mayor abertura estomática. Se requieren masas arbóreas de más de 150 metros de anchura. Las densidades medianas de vegetación eliminan agentes gaseosos, mientras que una vegetación densa retiene mas cantidad de partículas.
Los mayores índices de respiración del suelo ocurren en árboles en crecimiento. En promedio, los árboles maduros reducen un porcentaje de CO2 de carbono contenido en el aire cercano a las 115libras al año1. Esta cifra se divide entre el efecto de absorción por medio del proceso de la fotosíntesis y la otra parte gracias a la disminución de consumo energético en calefacción y refrigeración en edificios. El Departamento de California de Forestación y Protección contra Incendios, generó una investigación (2000-2002) sobre los beneficios en costos del arbolado de una ciudad mediana. La metodología incluyó los aspectos energéticos, de absorción, calidad de aire y % de precipitación. CUADRO 6. Beneficios anuales producidos por calles arboladas en la ciudad de Davis, CA. USA 6 Tipo de uso Beneficio % del beneficio total Ambiental 16% Energía CO2 6% Calidad del aire 16% Precipitación 1% Arbolado Calle Pública Subtotal ambiental 39% Incremento propiedad. 50% Total arbolado público
Arbolado Calle Privada
83%
Ambiental Energía CO2 Calidad del aire Precipitación
18% 6% 13% 2%
Subtotal ambiental Incremento propiedad
38% 52%
Total arbolado privado TOTAL DEL BENEFICIO
17% 100%
El verde urbano incide sobre la producción de biomasa a través de la productividad del suelo urbano mediante el aumento de superficies de abastecimiento o de absorción de residuos orgánicos. La huella ecológica de las ciudades y países nos indican cómo el abastecimiento de alimentos es uno de los más graves problemas energéticos debido principalmente a las grandes distancias entre los centros productores de alimento, el medio consumidor. Es por ello importante considerar la productividad del suelo urbano en términos de abastecimiento alimenticio. Las propuestas que se han generado en los últimos años sobre
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Maco, S.E. 2002. http://cufr.ucdavis.edu
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
la productividad del espacio verde dentro de la ciudad, se basan en la recuperación de la actividad agrícola o de cultivo en las ciudades. Esta tarea se ha denominado permacultura o agricultura urbana. En la actualidad existen diversas propuestas por llevar este concepto al ámbito de la planificación. En países donde el espacio natural esta siendo fragmentado y sustituido de manera alarmante, es recurrente este tipo de medidas. Sin embrago, hace falta analizar más detalladamente la integración y regulación espacial de la horticultura como una economía activa dentro de los contextos urbanos densos ya que hasta ahora su potencial es de carácter didáctico.
II.4 Aspectos ambientales.
Los aspectos relacionados con las condiciones ambientales se refieren a la incidencia sobre el confort de las personas, es decir, la respuesta fisiológica al espacio urbano. Por lo tanto, la función de la estructura de verde urbano en la ciudad desde el punto de vista ambiental será su repercusión sobre las condiciones de confort lumínico, acústico y térmico de los espacios urbanos.
Las condiciones acústicas El ruido es una forma de contaminación ya que afecta seriamente la calidad de vida de los habitantes de una ciudad. La principal fuente sonora en el medio urbano es el tráfico vehicular, aéreo y ferroviario, así como la actividad en edificios y espacios públicos.
Los
estudios indican que los niveles de presión sonora en espacios exteriores no deberían sobrepasar los 65dB, nivel en el que los efectos a la salud ya son graves. Según la Agencia de Medio Ambiente Europea, 113 millones de personas en Europa están sometidas a niveles superiores a los 65dB (17%) y un 65% a 55dB las 24 horas, y esto se debe a la fuerte concentración de actividad en tejidos urbanos de alta densidad.
La incidencia de la vegetación sobre las condiciones acústicas de los espacios urbanos puede llegar a ser significativa siempre y cuando la masa vegetal sea abundante. Las investigaciones realizadas por Akbari y Taha (1999) señalan que una superficie de árboles de 30mts de longitud con una altura promedio de árbol de 15m. puede disminuir de 6 a 10dB, lo cual resulta importante como barrera acústica de grandes vías o autopistas. En el caso de bulevares, paseos o ramblas, el efecto estará condicionado no solo a los árboles plantados, sino a la cantidad de superficie de absorción en el contexto que impida la resonancia de las ondas sonoras producidas.
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
Sin embargo, la principal fuente emisora de ruido es el tránsito vehicular por lo que el nivel de confort acústico estará supeditado al flujo de coches que pasan por las calles. Es por ello importante que los ejes principales destinados a la movilidad de las personas tengan una mínima coexistencia con calles muy transitadas, de esta manera el efecto de absorción de las hojas de las plantas o árboles puede llegar a ser de 1 a 3dB.
Las condiciones lumínicas de los espacios urbanos están determinadas por las características de los materiales superficiales de fachadas y pavimentos en cuanto a color y textura. La incidencia de luz sobre las superficies sumado a los coeficientes de reflexión (albedo) de los materiales son los que definen el nivel de iluminación de un espacio. La vegetación tiene repercusión sobre el nivel lumínico disminuyendo los deslumbramientos provocados por las superficies de alta reflectancia. Las hojas de una cubierta vegetal pueden absorber del 15 a 35% de la energía luminosa reflejada durante horas de máxima insolación. CUADRO 7. Albedo de superficies Tipo de superficie
Factor de albedo
Asfalto Bosque boreal en verano Praderas y campos Césped Areas secas Pavimento de hormigón
0,02-0,04 0,10-0,20 0,15-0,20 0,18-0,25 0,20-0,30 0,50-0,60
Por otra parte, el confort visual está dado por las características cromáticas de la vegetación la teoría realizada por Kaplan & Kaplan (1989) nos indica que la vegetación y la naturaleza refuerzan la atención espontánea, permiten que nuestro sistema sensorial se relaje y agudice nuestra concentración. La luz se clasifica en distintos colores, perfectamente identificados a partir de su longitud de onda. El rango normal de longitudes de onda perceptibles, "los colores del arcoiris", va de 390 nanómetros (violeta) a 780 nanómetros (rojo), El ojo humano está "diseñado" de tal forma que su respuesta es óptima para luz de 550 nanómetros de longitud de onda, la cual corresponde al color amarillo; el color verde se encuentra a los 555 nanómetros cercano a la mayor sensibilidad del ojo. Podemos decir entonces que las personas requieren de una cantidad de verde a su alrededor para una sensación de bienestar tanto en espacios interiores como exteriores.
Las condiciones térmicas mantienen semejanza a las condiciones lumínicas en cuanto a las variables que las definen. En contextos urbanos densos y compactos el factor de abertura al cielo es una variable importante que determina el total de radiación que incide a nivel de superficie y que repercute sobre el balance de confort de las personas.
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
La estructura del verde urbano incide sobre el confort térmico al interferir la radiación solar en verano o bien ser permeables a ella durante el invierno (especies caducifolias). Las plantas interceptan la energía solar y prevén de sombra, con lo cual se disminuye la incidencia de radiación sobre las superficies, disminuyendo el calor irradiado hacia las personas. Además de la proyección de sombras, la vegetación convierte parte de la energía solar en calor latente debido a la transpiración de las hojas, haciendo que la temperatura superficial sea próxima a la temperatura ambiente, factor que ayuda en la mitigación del calor urbano.
II.4 Aspectos perceptivos
Los aspectos relacionados con la percepción del entorno corresponden a todos aquéllos que relacionan al verde urbano y su efecto sobre las personas pero esta vez, relacionado con la interpretación de dicho espacio de forma psicológica y perceptiva. En este sentido, la valoración recae básicamente en aspectos como son la dotación de espacios verdes por habitante, la proximidad a espacios de estancia, la accesibilidad en el espacio público y la continuidad de los espacios verdes en función de las características de los tejidos urbanos y a identidad del lugar potenciando la actividad social y económica.
El conocimiento sobre la ocupación del territorio y la morfología del espacio que habitamos viene a estar muy relacionado con esta percepción. Nos caracterizamos por ser una sociedad visual, y generamos un juicio sobre nuestro entorno muy influido por este aspecto. Por lo tanto, la calidad de los entornos urbanos desde la percepción de las personas, significa las condiciones espaciales que inciden sobre la movilidad y proximidad. Hoy en día existen diversos indicadores que evalúan la estructura de espacios públicos de acuerdo a los siguientes aspectos relacionados con la morfología urbana, entre ellos se distinguen los siguientes:
Espacio viario destinado al peatón. (% de calzadas con respecto a % de aceras). Radios de influencia de plazas o zonas verdes por desplazamiento peatonal (200m). Accesibilidad de personas discapacitadas.(aceras > de 2.5m y pendientes < al 6%). Proporción de verde urbano por habitante (m2/hab).
Verde Urbano m2/ habitante Los indicadores sobre el espacio verde que le corresponde a un habitante, señalan un rango mínimo de 10m2 según la Organización Mundial de la Salud. Dicho indicador basa su medida en la superficie neta de zona verde disponible por persona. Se construye a partir de la sumatoria de la superficie de las diferentes zonas verdes actualmente establecidas en una 17
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
ciudad, en relación con el tamaño poblacional dentro del perímetro urbano. Este indicador hace evidente el estado de expansión de una ciudad ya que se utiliza como parte del concepto de habitabilidad para las condiciones metropolitanas. Hay que mencionar que es importante establecer una escala de dotación coherente a la proximidad de dichos espacios verdes. CUADRO 8. Cuantificación de densidad de espacio libre por habitante.7 SISTEMA DE ESPACIOS LIBRES TEJIDO CENTRAL ALTA DENSIDAD. RESERVA DE SUELO EN M2 POR HABITANTE. ÁREA ESPECIFICACIÓN RESERVA DE SUELO Vecindario Area de juego y recreo 0,4--1,0 Barrio Jardines 1,0--1,6 Barrio-ciudad Parques 3,0--3,6 Total 5,0 SISTEMA DE ESPACIOS LIBRES TEJIDO CENTRAL MEDIA DENSIDAD. RESERVA DE SUELO EN M2 POR HABITANTE. ÁREA ESPECIFICACIÓN RESERVA DE SUELO Vecindario Area de juego y recreo 0,5--1,2 Barrio Jardines 1,2--2,0 Barrio-ciudad Parques 3,5--4,5 Total 6,0 SISTEMA DE ESPACIOS LIBRES TEJIDO CENTRAL BAJA DENSIDAD. RESERVA DE SUELO EN M2 POR HABITANTE. ÁREA ESPECIFICACIÓN RESERVA DE SUELO Vecindario Area de juego y recreo 0,6--1,6 Barrio Jardines 1,6--2,4 Barrio-ciudad Parques 5,0—5,9 Total 8,0
CUADRO 9. Reserva de suelo óptima por habitante14 SECTOR Viario Zonas Verdes Total Espacios Verdes
vecindario barrio barrio-ciudad distrito ciudad ---- 13,200 -1,0 2,0 5,0 8,0 5,0 1,0 2,0 5,0 21,2 5,0
Equipamientos Bienestar social Cultural Deportivo Educativo Sanitario TOTAL EQUIPAMIENTOS
0,075 0,120 0,060 0,125 0,350 0,400 1,990 1,100 -- 0,130 2,475 1,875
0,940 0,301 0,800 1,370 0,300 3,711
1,135 0,468 1,550 4,460 0,430 8,061
0,200 0,200 1,000 1,040 0,300 3,040
Servicios básicos Abastecimiento y consumo Defensa y Justicia Protección y mantenimiento Seguridad y Protección Civil Servicios de la Administración Servicios Funerarios TOTAL SERVICIOS BÁSICOS
----0,010 0,040 ------0,010 0,040
0,040 0,030 0,070 0,050 0,050 -0,240
0,040 0,030 0,120 0,050 0,050 -0,290
0,200 0,600 0,800 -0,060 0,900 3,100
Total
3,485 3,915
8,951 29,551 11,140
Accesibilidad La accesibilidad por concepto nos indica la posibilidad de desplazamiento de los seres vivos libremente sin obstrucciones que impidan la movilidad continua. Cada especie dicta
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FUENTE: A. Hernández Aja. La ciudad de los ciudadanos.
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
requerimos espaciales diferentes que van en relación a nuestra escala. Las personas necesitamos de ciertos mínimos espaciales que dan habitabilidad a nuestras funciones en los espacios interiores, lo mismo sucede en los espacios exteriores, donde las voliciones se concretan en desplazamiento y zonas de estar y comunicación.
Proximidad a espacios verdes. La Agencia Europea de Medio Ambiente establece la proximidad a zonas verdes como uno de los indicadores de calidad ambiental urbana. El indicador estima el porcentaje de la población que reside a una distancia de menos de 15min a pie de una zona verde (500m). Podemos observar que la valoración de las zonas o espacios verdes queda definida por aspectos que responden a una distribución equitativa del espacio urbano.
Conectividad La creciente extensión de las ciudades ha ocasionado la paulatina fragmentación del territorio amenazando la biodiversidad biológica por falta de continuidad en el entorno. La conectividad de espacios naturales a través de corredores verdes permite la continuidad de habitats con alto grado de diversidad biológica. En el caso del contexto urbano, el paso de corredores verdes urbano tienen como función la continuidad de la red verde, en donde la vegetación en altura (arbolado de gran porte, cubiertas y paredes verdes) juega un papel importante como biotopo de diversos organismos que habitan en el ecosistema urbano.
FIG. 4 CONECTIVIDAD DE LA VEGETACIÓN URBANA
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CAPITULO II. FUNCIÓN Y VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
Capítulo III. Antecedentes III.1 Clima urbano Los estudios realizados sobre el análisis térmico de los entornos urbanos han sido abordados principalmente desde la climatología urbana. De forma particular, la relación de los asentamientos humanos con la atmósfera se aborda a partir del estudio del fenómeno de isla de calor urbano. Los primeros estudios sobre el impacto de las ciudades sobre la calidad del aire datan del siglo XIX, gracias al elevado grado de contaminación de las ciudades en la revolución industrial (Howard 1818; Renou 1855). Hacia el siglo XX, se encuentran registros sobre estudios del clima urbano con una mayor sofisticación en sus procedimientos de experimentación (Schimdt 20’s; Pater; Kratzer 30’s; Manley 1958; Chandler 1960). Finalmente, no es sino hasta los años 70’s, cuando se definen las capas que componen el clima urbano (Oke 1974) a través de las cuales se establece el intercambio energético que se produce por el balance de radiación, la acumulación de calor por las superficies, la convección, la producción del calor antropogénico, etc. Los trabajos efectuados por Oke, han dejado diversas conclusiones, entre las cuales se encuentra el efecto de las partículas contaminantes2 en la atmósfera y su influencia en la generación de isla de calor urbano.
El desarrollo del tema desde la meteorología ha ido explorando diversas escalas, aproximándose así al análisis del cañón urbano. A esta escala la definición de las variables que condicionan el microclima involucra aspectos que relacionan tanto a climatólogos como a urbanistas y arquitectos. El diseño de los espacios públicos representa por una parte factor condicionante en la isla de calor urbano, el confort térmico de espacios exteriores así como factor condicionante de la temperatura del interior de los edificios.
Actualmente en diversas universidades e institutos de investigación de geografía y meteorología desarrollan proyectos enfocados a la problemática del clima urbano y en el desarrollo de instrumentos y herramientas de modelación. Sin embargo, desde el punto de vista de criterios de diseño de espacios exteriores se ha explorado relativamente poco desde las escuelas de arquitectura. También es común encontrarse trabajos que corresponden a ciudades con altas densidades de población y con problemas de contaminación, como es el caso de la Ciudad de México. El profesor Ernesto Jáuregui, elabora desde el Departamento de Estudios de la Atmósfera en la Universidad Autónoma de México, el análisis térmico de esta
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Las mediciones hechas en diferentes ciudades indicaron que el total de radiación de onda corta recibida por las superficies podía ser reducida entre un 1 a 15% dependiendo del tipo de aerosoles y de las condiciones meteorológicas. 21
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO III. ANTECEDENTES
ciudad, realizando trabajos de medición en diferentes zonas de la urbe para evidenciar el efecto de las zonas verdes urbanas. Algunos de sus trabajos recientes indican la diferencia de temperaturas entre ciudades del resto del país.
En el caso de Barcelona, existe como antecedente la tesis doctoral realizada por Maria del Carmen Moreno García sobre la isla de calor urbana en esta ciudad, dentro del Departamento de Geografía Física de la Universidad de Barcelona dirigida por el Profesor Javier Martín Vide. La tesis consiste en el desarrollo de una metodología para la medición de la isla de calor a través de la medición real de transectos térmicos dentro de la ciudad.
En esta tesis se da conocimiento de estudios semejantes anteriores en España encabezados por los siguientes investigadores: López Gómez y Fernández García (Madrid); Carreras 1990 (Barcelona), Brunet 1989 (Tarragona); García Ruiz (Logroño); Almedros 1990 (Madrid, hace hincapié en jardines urbanos); Moreno 1991 (Cartografía); Martín Vide y Moreno 1992 (evaluación numérica y cartográfica de la isla de calor).
En los últimos años la intensidad de estudios e investigaciones del comportamiento térmico urbano ha incrementado sustancialmente sobretodo en trabajos de medición y en el desarrollo de herramientas de
simulación que permiten una aproximación del fenómeno.
Algunos de los grupos de investigación que estudian el comportamiento térmico de las ciudades se mencionan al final del capítulo.
III.2 Antecedentes del modelo de confort térmico en espacios exteriores
El estudio del confort térmico de las personas se comienza a tratar únicamente en los espacios interiores de los edificios, como medio para conseguir las condiciones idóneas de habitabilidad y establecer demandas de energía necesarias para la climatización. En el caso de los espacios exteriores, no ha sido sino desde hace algunos años, que el interés por estudiar y calcularlo se ha desarrollado.
Las primeras aproximaciones se basan en la translación directa de métodos utilizados en espacios interiores cuyas principales variables de cálculo son la temperatura ambiente y la humedad relativa. Conforme el tema se ha ido desarrollando, se ha detallado no solo la definición de las variables que condicionan el confort de los espacios exteriores sino también el orden de magnitud que cada variable presenta en el equilibrio del cuerpo humano y del ambiente. 22
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
Actualmente existen diversos índices de confort que establecen un criterio de cálculo y de interpretación del confort. Las investigaciones realizadas, establecen que parte de la sensación de confort de un espacio exterior se determina por factores fisiológicos así como también por factores psicológicos de las personas. Dentro de estos factores se encuentran estudios y análisis que vinculan la presencia de personas en espacios públicos con las condiciones microclimáticas del espacio, estos estudios responden a encuestas y sondeos para personas adaptadas a determinados climas. A continuación se enlistan los índices más conocidos en este ámbito con una breve descripción.
Índices de cálculo de confort térmico en espacios exteriores
ET. Effective Temperature. Representa la sensación térmica estimada experimentalmente por la combinación de la Temperatura ambiente, la humedad relativa y la velocidad del viento.
RT. Temperatura Resultante. Similar a ET pero calculado para un mayor periodo de tiempo para asumir un equilibrio térmico.
HOP. Sumid Operative Temperature. Responde a la temperatura uniforme a una humedad relativa del 100%, en la cual una persona pierde exactamente la misma cantidad de calor que el ambiente. Este indice es semejante a ET cuando se calcula para una Humedad relativa al 50%.
OP. Operative Temperature. Corresponde a un promedio matemático de la temperatura ambiente y la temperatura radiante, con lo cual se incluye el intercambio tanto del flujo solar como de irradiación.
WCI. Wind Chill Index. Esta basado en la perdida de calor por convección debida a la exposición de la piel. Las variables son la temperatura ambiente y la velocidad del viento, recomendable para análisis de días en invierno.
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
HSI. Heat Stress Index. Es un ratio a partir del total de calor perdido por evaporación necesario para alcanzar el equilibrio térmico hasta la máxima saturación posible por el ambiente, para condiciones de variación constante Spiel= Store=0 y Temperatura constante de 35°C.
SET. Semejante a la Effective temoperature, pero utilizando la vestimenta como variable. La vestimenta se clasifica según el tipo de actividad.
OUT_SET* Out. Stand.Effective Temperature. Semejante al SET pero adaptado a los espacios exteriores, teniendo en cuenta la cantidad total de ganancia de calor por el flujo de radiación solar.
PMV y PT. Predicted mean vote y Perceived Temperature. PMV expresa la variancia en una escala de -3 a +3 a partir del balance de calor de un ser humano y la temperatura percibida en un ambiente estándar. Se tienen en cuenta tanto la actividad metabólica como la vestimenta como variables.
PET. Physiological Equivalent Temperature. Se refiere a la equivalencia de condiciones en un ambiente interior a partir de la temperatura radiante, la presión atmosférica, la velocidad del viento y vestimenta. El balance del cuerpo humano se mantiene en equilibrio y la temperatura de la piel por de bajo de las condiciones, se da en unidades °C.
Balance de energía de una persona. Se refiere al modelo desarrollado por Manuel Ochoa y Gianni Scudo3. En este método de cálculo se plasman conjuntamente aspectos definidos en los índices anteriores con el fin de determinar el balance de energía de una persona en W/m2 teniendo en cuenta la vestimenta, la actividad metabólica, la temperatura del aire, la radiación global, viento y humedad relativa. Este método ha sido desarrollado en el Departamento de Construcciones Arquitectónicas I de la Escuela Superior de Arquitectura de Barcelona en 1999. La ventaja de este método es que permite converger los resultados de simulaciones de transferencia de calor.
“Spazi verdi urbani. La vegetazione come strumento di progetto peri l comfort ambientale negli spazi ahitati”. Gianni Scudo; José Manuel Ochoa de la Torre. Grupo Editorial Esselibri-Simone 2003. Nápoles.
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
III.3 Problemas metodológicos en los cálculos de confort.
El ámbito de confort en espacios exteriores es un campo aún en desarrollo y con diversos aspectos por profundizar. Entendiendo que el confort se clasifica en condiciones acústicas, lumínicas y térmicas, estas representan a su vez diferentes aspectos que son percibidos por las personas en los espacios exteriores. Para cada uno existen parámetros de cálculo que relacionan la respuesta fisiológica del cuerpo humano a dichas condiciones.
Los niveles
sonoros adecuados se rigen según las características del sistema auditivo, deslumbramientos y niveles de iluminación se ajustan de acuerdo a la capacidad de recuperación del ojo humano, finalmente la ganancia y pérdida de calor que permite mantener en temperatura constante al organismo.
La mayor parte de los modelos de confort se basan en esta respuesta fisiológica, sin embargo se ha demostrado que el uso de los espacios urbanos también esta condicionado a una respuesta psicológica de las personas, por lo tanto se requiere de una mejor correlación en la interpretación de los índices de confort (Nikolopoulou 2001, Spagnolo, De Dear 2003).
Es a través del grupo RUROS (Rediscovering the urban realm and open space) donde se da a conocer sobre un estudio realizado en la ciudad de Cambrigde en diferentes estaciones del año. Las mediciones indicaron tanto los factores de clima así como la reacción y comportamiento de 1000 personas para dar valores de PMV. Los resultados indicaron que más allá de la respuesta termo-fisiológica, las personas responden de manera subjetiva la elección de los sitios por donde andar y suele estar mayor tiempo.
Spagnolo y Dear (2003) también establecieron un estudio semejante, probando la respuesta de 1018 votos de personas y validando las zonas de confort en equilibrio o neutras. De los resultados obtenidos se concluyó que en espacios exteriores en efecto existen zonas de confort neutrales y que coincidieron la mayor parte de las personas en encontrarse en mejor condiciones en un rango ligeramente más cálido que el establecido como neutro por el índice de confort. Esto nos indica que la habitabilidad térmica de los espacios públicos estará dada por las zonas neutrales y aquellas de tolerancia.
Otro de los factores que inciden en el nivel de confort de las personas son los cambios de temperatura entre los espacios interiores y exteriores, ya que al venir de espacios acondicionados (verano) con temperaturas con diferencias de más de 10°C, genera un estrés
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO III. ANTECEDENTES
más intenso que una diferencial menos acusada (Nagara 1996). Con ello se refuerza también la creación de ambientes climatizados de forma pasiva en interiores.
Con este estudio también se evidencia el uso de sistemas de simulación estacionarios o no estacionarios, ya que la exposición de una persona en el exterior por un determinado tiempo también repercute en el calor acumulado. Simuladores no-steady state proporcionan mayor información que los estacionarios, ya que proporcionan la temperatura de la piel según las variables del entorno (Höppe 2002). El IMEM, muestra que el tiempo necesario para que un cuerpo humano se adapte a las condiciones de los exteriores es mayor en invierno que no en verano, esto significa que en invierno han de transcurrir más minutos mientras el cuerpo acumula calor por actividad metabólica.
Particularmente, en lo que se refiere al cálculo del confort térmico se han encontrado diferentes limitantes metodológicos para el planteamiento de estrategias a nivel urbano. Las estrategias en la aplicación de los criterios de confort térmico en la configuración de nuevos asentamientos, o la mejora ambiental de barrios existentes aún son escasas y sin un planteamiento metodológico de implantación y seguimiento, como parte de la mejora del entorno urbano.
Los estudios que relacionan el tejido urbano con el confort térmico de espacios públicos, datan precisamente con el análisis de las tipologias de calle a partir de su orientación y proporción de calle (ratio h/d)4. La mayor parte de estos estudios resaltan la importancia de las características geométricas de las calles, el efecto de la textura, la apertura al cielo, y su repercusión sobre el microclima urbano. Sobre el análisis de los flujos de energía en la calle los primeros estudios destacan Pearlmutter (1999) aplicado a las secciones de calle. Giani Scudo y Manuel Ochoa (1998), y Valentina Dessi (2002) aplicado a espacios urbanos como plazas o patios.
III.4 Conclusión.
Los métodos de confort en espacios exteriores requieren de una mayor aproximación a la interpretación de las personas y a los criterios de diseño de calles, sobretodo adaptados a nuevos modelos de movilidad más sostenibles. Se considera el análisis de balance de energía de una persona como una forma útil de valorar el diseño y elección de los materiales que 4 Los primeros trabajos sobre el análisis de la orientación y la proporción de calles son realizadas por Swaid en 1993.
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
componen la trama urbana. Para ello es necesario vincular los rangos de confort con las diferentes opciones de conformación de calles y plazas.
La necesidad de trasladar los índices de confort a una valoración de escala urbana requieren de la utilización de modelos de simulación que permita analizar la geometría, la transferencia de calor y un correcto cálculo de la temperatura radiante de las superficies. De los modelos que normalmente son utilizados5 se ha elegido utilizar el programa Radtherm y el balance de confort basado en el modelo de Brown y Gillespie, después desarrollado por Ochoa y Scudo. El programa permite ejecutar simulaciones en tres dimensiones y caracterizar los materiales como sistemas constructivos, teniendo en cuenta la inercia térmica de los mismos. Este es quizá el factor que más trasciende de los resultados obtenidos ya que la mayor parte de los programas de simulación hasta ahora publicados, no consideran el efecto de la inercia de los materiales, con lo cual el balance de onda larga en el tiempo difiere.
A pesar de que son conocidas las estrategias utilizadas sobretodo en ciudades de climas extremos, se encuentran pocas referencias sobre el efecto en el confort de forma cuantitativa. Los criterios de diseño de espacios exteriores se han establecido de forma cualitativa exclusivamente. Es por ello que se ha encontrado la necesidad de desarrollar una metodología que permita evaluar una propuesta de diseño con respecto a otra y que sirva a su vez como parámetro o indicador urbano.
Existe una clara relación con las acciones planteadas desde instrumentos de planificación urbana como son la Agenda 21 o Planes estratégicos urbanos, de las cuales resaltan aquellas relacionadas con la movilidad urbana, la mejora de la calidad de los espacios públicos y el incremento de la red verde de la ciudad.
III.5 Herramientas y Modelos de simulación El desarrollo de herramientas de simulación ha sido de gran ayuda en el entendimiento de los fenómenos que refieren al comportamiento térmico de las ciudades. A continuación se citan algunos de los trabajos o modelos existentes que se utilizan, la mayor parte de los aspectos diferenciales se encuentran en:
Análisis de la geometría en 3 dimensiones. Características de los materiales.
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
Flujos de energía y la transferencia de calor. Tipo de Datos de salida.
De los programas de simulación data el de Bornstein en 1984, el cual proveía un análisis comprensivo cuya aplicación servia para desarrollos de planificación urbana. Más adelante Indeed Clarke en 1993, identificó que uno de los principales problemas en la configuración del microclima urbano es el definir las condiciones de frontera a los edificios. URBANm
En los años 90’s Swaid y Hoffman desarrollaron un modelo de simulación basado en CTTC (Cluster Thermal Time Constant), lo cual significa que se predicen las temperaturas urbanas en función de geometrías básicas. Este modelo considera la contribución de diferentes aspectos en el cálculo de la temperatura del aire, entre los que destacan: Clima de la estación meteorológica más cercana al sitio de estudio, Calor por radiación solar en las superficies y el calor debido a la emisión de radiación de onda larga. A pesar de tener estas características, el modelo esta limitado ya que carece del tratamiento de nubosidad, con lo cual no es posible distinguir entre un día despejado y un día nublado. No permite una geometría diversa, y tampoco considera el total de las características térmicas de los materiales. Los efectos de la vegetación no están incluidos y el efecto del calor antropogénico tampoco es considerado. Leñas y Williamson (1997) han desarrollado una extensión al modelo CTTC original para trabajar en intervalos de una hora y así incluir la dependencia de la absorción de radiación solar, en lugar de considerar únicamente la radiación directa. Este nuevo programa es conocido como URBANm, y esta en fase de validación.
ENVI-met Este es un programa desarrollado por el Instituto de Geografía de la Universidad de Bochum, por el profesor Michael Bruse y consiste en un modelo de clima urbano tridimensional de microescala. El programa es capaz de simular interacciones entre la microescala y el microclima en ciudades, predice el comportamiento de viento, la distribución de temperatura y humedad así como las turbulencias. Tiene en cuenta el flujo de radiación de onda corta y larga, pero sin considerar la inercia térmica de los materiales, con lo cual tampoco es posible generar una mejor aproximación de la relación interior y exterior. Por otro lado es una ventaja que considera el calor latente de la vegetación y de elementos de agua en el balance.
SHADOW6 Simulación de Radiación, esta programado para calcular la distribución de la longitud de onda corta en una determinada área. Es utilizada para investigaciones de zonas urbanas y para usos agrícolas ya que el programa cuenta con lectura topográfica. El programa permite calcular la radiación de onda corta incidente, calcula la sombra, la exposición según el factor de vista de cielo de la superficie, salida de resultados en archivo y gráficamente. Este ha sido desarrollado por Michael Bruse para el Instituto de Meteorología.
GEOMET CPB
(Canyon Plume Box- Urban Canyon Model)
Este modelo tiene como posibilidad el cálculo de las concentraciones de contaminación en una sección de calle causado por los vehículos. Este modelo tiene tres diferentes niveles de tratamiento del viento en la sección de calle, primero considera un flujo paralelo a la calzada, en combinación con un modelo Gausiano, permite considerar las reflexiones en las paredes de la sección y finalmente las concentraciones de partículas contaminantes. Es valido para el análisis de calles con proporción 0.5 a 2.0 (H/D) y el tipo de contaminantes que toma en cuenta de bióxido de nitrógeno con la presencia de ozono.
6
PD Dr. Andreas Matzarakis Univeridad de Freiburg, Intituto de Meteorología Freiburg, Alemania
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
IMMIVER Programa que simula la dispersión de emisiones de vehículos en áreas llanas considerando solo la presencia de edificios de baja densidad. Tiene en cuenta datos meteorológicos que incluye la velocidad del viento, estabilidad atmosférica, tránsito vehicular en un área.
KLIMM Programa desarrollado por el Dr. Joachim Eichhorn el Instituto de Física de la Atmósfera de la Universidad Mainz. Consiste en un modelo a mesoescala del clima urbano. Las aplicaciones son utilizadas para predecir los efectos térmicos de los sistemas de circulación ya que permite analizar la dispersión de contaminantes.
MEMI Munich Energy Balance Model for Individuals. Desarrollado por el professor Meter Höppe de la Universidad de Munich. Consiste en un programa basado en la ecuación de Fanger para el cálculo del confort térmico, considerando el balance de un cuerpo humano en condiciones estacionarias. Este modelo permite calcular valores reales de la temperatura de la piel y la evaporación por sudoración. Los resultados de las simulaciones son: Temperatura del cuerpo, temperatura media de la piel, ratio de sudoración, humedad de la piel y flujo de calor. La temperatura equivalente fisiológica (PET) derivado de este programa es definida como una temperatura de aire, valorándolo como si la piel se encontrara en condiciones de interior.
TOWNSCOPE II Programa para la estimación de radiación solar y confort térmico. Es un software desarrollado por que valora la calidad de los espacios exteriores a través del confort. Las funciones que están desarrolladas son las siguientes: Importación y exportación de fácil intercambio entre formatos (.dxf), interface gráfica de fácil manipulación, triangulación de algoritmos para el suelo y superficies irregulares. Balance de radiación solar y confort térmico. Una de las investigaciones que ha utilizado como herramienta de simulación el software TOWNSCOPE es el análisis del confort térmico en espacios exteriores desarrollada por Valentina Dessi en el Politécnico de Milano dirigida por el Dr. Gianni Scudo. Algunas de las publicaciones referentes a su trabajo son: 2001. Evaluation of Microclimate and Thermal Comfort 2002 People’s behaviour in an open space as design indicator 2003 S.I.M.T.E.C.O. A simplified tool to evaluate comfort conditions in urban space.
METSUN (Sun Shadow Model) Programa desarrollado por Klaus Bigalke en la Universidad de Bertung. Es un modelo que calcula las condiciones lumínicas y de sombra en entornos urbanos o en terrenos complejos. Calcula el porcentaje de sombra sólida en áreas de acuerdo a la duración de las horas de sol. El porcentaje de sombra puede estar determinado como un valor integral durante todo un año, meses, días o intervalos de horas. Es útil en el análisis de volumetría de proyectos futuros y en función de la radiación solar directa, estimar el máximo de energía disponible en dicha área.
MUKLIMO – MUKLIMO3 Modelo bidimensional que calcula las condiciones atmosféricas en un área con estructuras de bloques. Ha sido desarrollado entre 1980 y 1983 por U. Sievers dentro del proyecto de herramientas numéricas de simulación de la universidad. El programa calcula la dispersión de calor por vehículos sin embargo, el cálculo del intercambio convectivo es limitado al igual que el tratamiento de geometrías. La versión 3 tiene como principales aportaciones, la incorporación de geometrías en tres dimensiones, distinción entre áreas aisladas o no, teniendo en cuenta la obstrucción generada por la vegetación. En esta versión se ha mejorado la posibilidad de generar intercambios convecinos en las zonas de frontera.
The Radiation Budget for Polluted Layers of the Urban Environment Modelo desarrollado por Marshall A. Atwater en 1970 en el Centro de Medio Ambiente y el Hombre, en Hartford Connecticut, EUA.
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CAPITULO III. ANTECEDENTES
RAYMAN Modelo de flujo de radiación desarrollado en la Universidad de Freiburg. El modelo genera el calculo de radiación a partir de datos climatológicos como velocidad del viento, temperatura del aire, humedad y nubosidad. El principal problema de este modelo recae en su aplicación a usos de planificación urbana, al momento de cuantificar la sombra entre edificios, por lo tanto es útil para casos aislados sin presencia de obstáculos alrededor. El modelo ha sido validado y el margen de error causado por el efecto de la reflexión múltiple de radiación de onda corta varia los resultados, por otro lado, la radiación de onda larga en elementos verticales tampoco es considerada correctamente generando diferencias entre las mediciones reales y los cálculos.
SOMBRERO Calculo de sombras en superficies orientadas. Ha sido desarrollado por Schnieders, Eicker y Heidt en el Departamento de Física de la Universidad de Siegen Alemania. Determina la influencia de la sombra sobre la temperatura interior de un edificio, permitiendo valorar el efecto de otros edificios, la sombra de árboles e incluso se puede aplicar para análisis de cubiertas y la instalación de colectores solares.
SHADOWFX Es un software de origen inglés Design Associates Ltd, que sirve para el análisis de sombras, el estudio de la radiación se concentra en el espectro de longitud de onda corta y básicamente sobre el efecto de la obstrucción de árboles o edificios. La entrada consiste en introducir la altura y orientación del edificio y la localización geográfica, a partir de ello establece las areas de sombra en forma gráfica que pueden ser exportados. Este tipo de herramienta es útil en la generación de criterios de proyecto puntual o de escala urbana.
AUSSSMTOOL Herramienta desarrollada por Jun Tanimoto, Aya Hagishima y Parichart Chimklai de la Universidad Kyushu en Japón. Es un modelo complejo en el que se integran tanto el flujo de onda corta como de onda larga en la definición del balance de radiación. Sin embargo no se cuentan con mediciones reales que validen los resultados,
RADTHERM Modelo de simulación térmica desarrollado por el grupo Thermoanalytics de Michigan, EUA. El software esta equipado para analizar geometrías y establecer un balance de radiación teniendo en cuenta los intercambios por radiación, convección y conducción de forma rápida y muy precisa. Funciona a través de la importación de una geometría en capas las cuales pueden ser caracterizadas como diferentes materiales. Los datos de clima son introducidos calculando el total de radiación incidente, directa y difusa, la temperatura del cielo, precipitación, etc. La ventaja que presenta este programa es en las capacidades sobre el tratamiento de las condiciones naturales y la precisión del factor de vista de cielo. Por otro lado, la incorporación de la inercia térmica de los materiales permite una mejor aproximación de la composición de los materiales y el efecto en los espacios adyacentes.
III.6 Universidades y Centros de investigación sobre clima urbano. 1.
2. 3. 4. 5.
6.
7.
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El Programa de Isla de Calor Urbano del Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley. (Lawrence Berkeley National Laboratory’s Urban Heat Island Program) Conformado por Martien, Akbari y Bretz principalmente. Los trabajos se concentran en la monitorización y modelización de estrategias de alto albedo y mitigación con vegetación urbana. http://eetd.lbl.gov/HeatIsland/ El Centro de Forestación Urbana (Center for Urban Forest Research). Encabezado por Dwyer, McPherson y Simpson, realizan estudios sobre el coste beneficio de los programas de reforestación urbana. Instituto Meteorológico de la Universidad de Freiburg Alemania, encabezado por el Dr. Andreas Matzarakis y Helmut Mayer. Quattrochi, Laymon y Sailor. Departamento de Geografía de la Universidad de British Columbia, Canadá. Tim Oke encabeza este grupo de investigación, el cual desarrolla líneas de investigación dentro del tema valiéndose de un exhaustivo trabajo de monitorización. Dentro de los temas que destacan actualmente se encuentra en el comportamiento radiativo de la masa edificada a partir de imágenes de infrarrojos a nivel de calle, también esta el tema de medir la evaporación a mesoescala. Universidad de Kumamoto en Japón. El Profesor Yasuto Nakamura coordina estudios sobre el clima urbano en el ámbito de radiación y flujo de energía a nivel de cubiertas. También dedica su investigación en el impacto de climas cálidos en el confort humano. Universidad de Göteborg en Suecia. La profesora Ingegärd Eliasson realiza estudios sobre el comportamiento del clima urbano a nivel de calle y por otro lado el profesor Sven Lindgvist realiza estudios de meteorología a nivel urbano y rural.
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
8. 9.
10. 11.
12. 13.
14. 15. 16. 17.
CAPITULO III. ANTECEDENTES
Instituto de Tecnología de Tokio, Dr. Manabu Kanda, dirige este grupo de investigación donde se desarrollan principalmente herramientas de simulación y análisis del balance de energía a nivel de calle. Departamento de Climatología Aplicada y Paisaje Ecológico de la Facultad de Biologñia y Geografía de la Universidad de Duisburg-Essen en Alemania. El Profesor Wilhem Kuttler realiza estudios sobre la diferencia entre las condiciones del frontera entre el entorno rural y urbano desde trabajos de monitorización del clima. Departamento de Geografía de la Universidad de Dublín en Irlanda. El profesor Gerald Mills ha desarrollado análisis del comportamiento radiativo de edificios y la influencia de la orientación del tejido. Universidad de Singapur. Dr. Mathias Roth es geógrafo también de profesión y su trabajo de investigación, reflejado en sus publicaciones, la enfoca principalmente hacia el comportamiento de la capa límite urbana y los fenómenos de turbulencia que se dan lugar. Universidad de Birmingham. Jennifer Salmond dedica su trabajo al estudio de la influencia de la contaminación, el efecto radiativo nocturno y los flujos de turbulencia en la salud de las personas. Universidad de Indiana en EUA. La Dra. Sue Grimmond realiza diversos estudios relacionados con el comportamiento de las calles, se destacan proyectos en diversas ciudades del mundo, y una especial atención al desarrollo de metodologías para la caracterización del factor de vista de cielo de un tejido urbano. Departamento de Geografía Física del Universidad de Barcelona, los estudios sobre isla de calor urbano están dirigidos por Maria del Carmen Moreno García. Departamento BEST en el Politécnico de Milán, dirigido por el Profesor Dr. Gianni Scudo desarrolla análisis de confort en espacios interiores y exteriores entre las que destaca la tesis realizada por Valentina Dessi. En la Universidad Autónoma de México, destacan los trabajos de isla de calor urbano realizados por el Profesor Ernesto Jáuregui en el Departamento de Física. Universidad de Sonora en la Facultad de Arquitectura destacan los trabajos realizados por José Manuel Ochoa de la Torre.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Capítulo IV. Factores del balance térmico en espacios urbanos. IV.1 Descripción del balance de energía a escala urbana. Vivimos en una constante transferencia de energía la cual se manifiesta de diversas formas y en diferentes órdenes de magnitud. Los seres humanos nos encontramos en constante intercambio con el medio a través de los fenómenos ambientales como son las radiaciones electromagnéticas, el calor, el aire, las vibraciones y el sonido1.
Todos los elementos que componen a la escena urbana participan de este intercambio tanto como receptores como de transmisores de esta energía. En la vida cotidiana nos rodeamos de estos fenómenos y forman parte de nuestras actividades y de nuestra forma de respuesta al medio: la elección de la vestimenta, los recorridos habituales y la preferencia a ciertos sitios. La relación térmica de las personas con el medio se da a través del balance de energía regulado por un intercambio de calor.
Las ciudades se caracterizan por mantener un constante balance de energía con la atmósfera, el cual se da lugar a partir del total de energía solar que entra en el sistema. La energía es captada por las superficies directamente y a su vez es transferida por radiación, convección y conducción al resto de elementos, manteniendo un continuo intercambio de calor. La ecuación descrita a la que se hace referencia para dicho fenómeno es la siguiente:
QRAD + QCONV + QCOND + QEVAP + QIMP = 0 QRAD = Balance de calor por radiación de onda corta y onda larga. Calor producido por la radiación solar, interviene el factor de la posición geográfica.
QCONV = Balance de calor por convección Es el calor transferido por la acción del viento. Siempre se traslada de superficies con mayor presión a las de menor presión. Este balance es decisivo en la formación de las islas de calor urbano ya que desplaza las masas de aire caliente en su dirección.
QCOND = Balance de calor por conducción Calor transferido por el contacto entre las superficies. Un factor que lo determina a escala urbana es el calor que es transmitido por el suelo.
QEVAP = Balance de calor por evaporación 1
Serra, Rafael; Coch, Helena. “Arquitectura y energía natural”. Ediciones UPC 1995. 33
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Calor sensible transformado a calor latente. Los cuerpos de agua como lagos, ríos, el mar e incluso fuentes a una escala menor, transforman parte de la energía que captan en vapor.
QIMP = Balance de calor impuesto Es el calor producido por la actividad del hombre, la cual es transferida por convección al aire.
Qrad Calor producido por radiación
Qconv Calor transferido por convección
Qevap Calor transformado por evaporación
Qimp Calor producido por coches FIG. 4 BALANCE DE CALOR EN EL ENTORNO URBANO
En los entornos urbanos se distinguen dos escalas que intervienen en el intercambio de calor de las superficies, la primera es la capa dosel la cual se localiza a partir de las cubiertas de los edificios. El segundo nivel corresponde al del palio urbano2 el cual se refiere al volumen que corresponde al espacio de la sección de calle o conocido también como cañón urbano (urban
caynon). Es en esta escala donde las condiciones microclimáticas afectan en el confort de las personas en el espacio público y a su vez a las condiciones de entorno de los espacios interiores de los edificios. La frontera entre el espacio interior y el espacio exterior es en donde los criterios de construcción y de urbanización pueden incidir sobre el comportamiento térmico del palio urbano.
Para el análisis de dicho comportamiento térmico es necesaria la organización de las características del caso a estudiar a partir de una serie de parámetros, de los cuales se puedan extraen determinadas variables. Una vez comprendidas estas variables, su caracterización y posterior puesta en práctica dependen de los criterios establecidos para la elaboración de escenarios de análisis. Cabe mencionar que cada sitio presenta características que pueden cobrar mayor peso por encima de otras, así como diversos aspectos a valorar dentro del espacio urbano. 2
Tesis Isla de Calor urbano Barcelona. Maria del Carmen García.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Capa dosel
Palio Urbano
Qconv Calor transferido por convección
Qcond Calor por conducción
Interior de edificios
Qrad Calor por radiación de onda larga. Qrad Calor por radiación de onda corta.
Espacios en sótanos Qevap Calor por evaporación
FIG.5 ESQUEMA DEL BALANCE TÉRMICO EN EL PALIO URBANO.
Los factores que influyen sobre el balance de energía de espacios urbanos se clasifican en cuatro grupos, el clima, la materia, la configuración espacial y la generación de calor. A cada grupo le corresponden una serie de variables que intervienen en la caracterización de un emplazamiento. En este capítulo se exponen de forma descriptiva los factores que intervienen en el balance de energía, en el siguiente se muestra la metodología realizada para la caracterización de la ciudad de Barcelona. 1
2
Clima
Materia
Condiciones de verano Condiciones de invierno Efecto de la nubosidad
Tipología de pavimentos (aceras, calzadas, patios, terrados, etc). Tipología de fachadas (acristaladas, tabique a vista, colores claros, etc.)
3 Configuración espacial
4 Generación de calor
Tipologías de sección de calle.
Calor producido por el flujo vehicular.
Proximidad a Fachadas (plazas y calles)
Calor producido por aparatos de climatización.
Plazas Calor producido por la iluminación.
FIG.6 FACTORES QUE DEFINEN EL BALANCE DE CONFORT EN ESPACIOS URBANOS
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
IV.2 El Clima
El clima urbano de un emplazamiento esta determinado por la modificación del balance térmico entre la atmósfera y la ciudad. Los principales factores que determinan esta modificación se definen como resultado de la interacción de los siguientes aspectos: la situación geográfica, el tejido urbano, la emisión de contaminantes, los cuerpos de agua y presencia de vegetación y por último el número de habitantes y el calor producido por la actividad antropogénica.
Por lo que respecta al confort en espacios exteriores, la influencia del clima está determinada por las variables climatológicas que caracterizan a cada estación del año. Las condiciones climáticas de invierno, verano, primavera y otoño serán diferentes entre sí dependiendo del sitio de análisis. Por lo general en climas templados o mediterráneos se requiere del estudio tanto de los meses de invierno como los de verano para evaluar las diferencias estacionales. En el caso de climas sin oscilaciones drásticas a lo largo del año pueden considerarse los meses más representativos de altas y bajas temperaturas.
Por lo tanto, el primer paso para el análisis de confort en espacios exteriores es la caracterización del clima, para ello se requiere identificar la situación geográfica y caracterizar las variables climáticas que le corresponden.
La situación geográfica establece las características meteorológicas del sitio determinadas por la latitud, longitud, altitud. A cada latitud le corresponde unas condiciones climáticas que se definen a través de la radiación, temperatura, viento, humedad relativa y la pluviometría. En el estudio térmico de los emplazamientos es básico el análisis preliminar del clima y de las condiciones que pueden alterar el comportamiento térmico de la estructura urbana.
Una de los principales parámetros a tener en cuenta en el balance de espacios exteriores es la radiación que arriba a las superficies, ya que en orden de magnitud llega a ser la que más influye en el balance total de energía de una persona o bien de cualquier organismo como son las especies vegetales. El espectro de radiación depende a su vez de aspectos relacionados con la latitud, altitud, y nubosidad principalmente que definen la inclinación e incidencia solar sobre el emplazamiento.
La cantidad de radiación neta (Q) que llega a la superficie medida en W/m2 representa la suma algebraica de las radiaciones de onda corta (SHW*) y onda larga (LW*). Ambas 36
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
magnitudes corresponden al balance de entrada y salida de la energía solar, en dos longitudes de onda diferentes. Q = SHW* + LW* SHW* = SHW incidente – SHW reflejada LW* = LW incidente – LW emitida
Cada una de ellas afecta térmicamente de manera particular, es por ello interesante analizar en los emplazamientos la alteración debida a los materiales y a la composición formal de los espacios urbanos. Bien para situar el tema dentro de los objetivos que persigue la investigación hemos de hacer mención sobre el comportamiento de ambas longitudes de onda.
La radiación solar que se introduce dentro de la atmósfera se encuentra en su camino hacia la superficie con obstáculos que pueden ser nubes, aerosoles y gases que absorben y reflectan parte de esta energía (ver imagen 10). Una vez que ha traspasado esta barrera, la energía que llega a superficie una parte es absorbida por los materiales y otra es reflejada de nuevo a la atmósfera según los factores de albedo y emisividad de los mismos. Aproximadamente, del 100% de la energía que entra a la atmósfera un 20% es absorbido por ésta, un 50% es absorbido por la superficie, y finalmente un 30% es totalmente reflejado.
La radiación de onda larga se produce de la transformación de la energía solar en calor, la longitud de onda es en infrarrojos y nace a partir de la absorción de onda corta por parte de los cuerpos, los cuales según el factor de emisividad disipan hacia la atmósfera una cantidad de energía. Esta energía es obstaculizada por las nubes y aerosoles reflectando gran parte de la radiación de onda larga de nuevo hacia la superficie. La cantidad de nubes en el cielo afecta en la disipación y a la vez en la incidencia de radiación neta de las superficies.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Sol
Total de Radiación disipada fuera de la atmosfera
Radiación Onda corta Radiación disipada hacia la atmosfera Radiación emitida por la atmosfera.
Radiación absorbida por la atmósfera.
Radiación reflejada por nubes
Radiación de retorno emitida por nubes
Radiación onda larga emitida por las superficies
Radiación reflejada por las superficies (segun albedo)
Emisión según Temperatura superficial
Superficie Terrestre Radiación absorbida y trasnmitida en forma de calor.
FIG.7 BALANCE DE RADIACIÓN EN LA ATMOSFERA
La nubosidad altera el balance radiativo sustancialmente, las nubes bajas actúan en el albedo mientras que las nubes altas sobre la absorción de la radiación de infrarrojos en especial durante las horas de noche y los meses de invierno. De la nubosidad dependerá la permeabilidad de la radiación de onda corta y larga a la superficie, tanto por la cantidad que se disipa como por la que es filtrada hacia la superficie. El espesor de nubes depende a su vez de la cantidad de agua contenida en el cielo y a partir de ello se define la temperatura del cielo y su posterior emisividad.
El flujo de onda corta se verá obstruido con densas nubosidades mientras que el flujo de onda larga se verá incrementado por la radiación reemitida. Esto quiere decir que en días nublados o de invierno las superficies urbanas tienden a calentarse más por el efecto del flujo de onda larga que no de onda corta. Es importante remarcar este hecho ya que tal y como se verá mas adelante puede alterar el balance total de energía personas y vegetación en el entorno.
Existen diferencias muy significativas en las zonas urbanizadas determinadas por el grado de contaminación atmosférica. Las partículas inmersas a la atmósfera absorben y reflectan la radiación solar directa, modificando el acceso de radiación y luz al entorno urbano. Por otro lado, las partículas en suspensión absorben la radiación infrarroja emitida por las superficies.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Los espacios urbanos se caracterizan por un régimen propio de vientos y de radiación, estos aspectos influyen directamente sobre la temperatura radiante. Las pérdidas de calor por convección en los elementos (personas, vegetación o materiales constructivos) representan en el espacio exterior un factor casi tan importante como la radiación incidente. El régimen de vientos locales mantiene una estrecha relación con las temperaturas superficiales ya que éstas alteran a lo largo del día y del año la dirección de éstos. En el balance de calor, los elementos presentan diferentes resistencias a estas pérdidas, por lo que es interesante tener en cuenta en el momento de diseñar o planificar los espacios urbanos, así como la disposición de la vegetación o elementos de barrera. En el caso del análisis de espacios exteriores, habrá que considerar el factor de reducción de velocidad del viento según la densidad edificatoria.
El balance de radiación entre la Tierra y la atmósfera se ve influenciado a su vez por la cantidad de agua contenida en las nubes, ya que la emisividad de radiación desde la atmósfera hacia la Tierra es mayor cuando hay alta nubosidad en el cielo, mientras que disminuye al tener cielos despejados.
La influencia de la radiación y régimen de vientos sobre el clima urbano radica principalmente en el calentamiento de las superficies urbanas como son pavimentos, fachadas y terrados. El comportamiento térmico de la estructura urbana se verá definida por la relación de la masa o volumen construido y el espacio con exposición al sol (espacios libres), cada tejido urbano según la compacidad que presente determinará un perfil de calentamiento o enfriamiento diferente que caracteriza al balance energético.
El viento en los análisis bioclimáticos a nivel urbano toma un papel importante en cuanto a la distribución dentro de la estructura urbana. La velocidad predominante y dirección del viento de un sitio son transformadas por la conformación urbana. El conjunto de edificios representan obstáculos al viento predominantes por lo que desvían el flujo generando nuevas direcciones de viento locales. Este régimen local a escala de microclima, implica por una parte diferentes condiciones de convección en las fachadas de los edificios así como a nivel de calle zonas de turbulencia que pueden alcanzar velocidades importantes para considerar en el confort de peatones.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
FIG.8 OBSTRUCCIÓN DEL VIENTO
La dirección del viento se rige a partir de la temperatura del aire, de las zonas frías hacia las calientes. Las temperaturas superficiales de los volúmenes de edificios y pavimentos participan activamente en esta dirección. La vegetación urbana encabezada por el arbolado viario, son elementos de útil solución en el tratamiento del viento a esta escala ya que permiten redireccionar los vientos en invierno y proteger fachadas con exposición a vientos intensos.
IV.3. La Materia El balance de calor en los espacios urbanos se caracteriza entonces por la interacción entre los elementos físicos que caracterizan a los entornos urbanos y el clima. Estos elementos físicos representan en gran medida la materia contenida en el emplazamiento ya sea de forma natural o bien inducida por el hombre. La planificación de los entornos urbanos juega un papel importante en la ordenación y distribución espacial de gran parte de esta materia a la que podemos clasificar en los siguientes grupos:
Componente Mineral Componente Hídrico Componente Orgánico o
Vegetación
o
Personas
Los componentes se agrupan según su respuesta térmica al medio, presentando diferentes grados de rendimiento según su configuración y aprovechamiento en el sistema urbano. La inercia térmica de los materiales otorga un comportamiento particular de absorción y transmisión de la energía que en función de su respuesta al clima permite un mejor aprovechamiento de la energía. La proporción de cada uno de los componentes materiales en una determinada área, establece acorde con las condiciones climatológicas un determinado balance de energía. 40
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
La combinación de componentes establece entre sí una relación térmica y a la vez funcional en los espacios exteriores. Se pretende entonces, que un nuevo diseño de espacios urbanos este basado en la combinación apropiada de cada material según las funciones del espacio, la morfología urbana y sobretodo su relación estratificada con el medio físico (permeabilidad entre las fronteras).
FIG. 9 PERMEABILIDAD DE LAS FRONTERAS
Los materiales de construcción, el posterior uso y mantenimiento de los edificios hacen de la edificación un ámbito que representa al metabolismo del sistema los principales consumos de energía, emisiones de CO2 asociados y generación de residuos. Es por ello que las pautas de diseño en la escala de elementos, que en su caso corresponde al edificio como unidad, cobran un importante papel de cara a mejorar la eficiencia y rendimiento en conjunto.
El conjunto de edificios y calles a su vez producen cambios al microclima ya que se encuentran en constante intercambio térmico, debido a una dinámica transferencia de calor por convección, radiación y conducción. Los principales aspectos que definen este balance están relacionados al régimen de viento local, la radiación global incidente, la temperatura del aire, la humedad y las características de los materiales superficiales. Este intercambio también afecta a las condiciones de habitabilidad de los espacios exteriores.
a) Componente Mineral La variable de los materiales de construcción
Los sistemas urbanos se caracterizan por la alteración de las condiciones del medio natural a través de la substitución de materiales y la organización de éstos. Los flujos que caracterizan al metabolismo urbano se encuentran estrechamente ligados a la organización de la materia
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
en el espacio. Las superficies urbanas (pavimentos, fachadas y terrados) configuran las obstrucciones al flujo de energía que incide sobre la Tierra. Los materiales que normalmente son utilizados en las superficies exteriores de edificios, pavimentos y terrados suelen ser de base mineral y, por lo general, impermeables al agua de lluvia. Las características térmicas de los materiales influyen en la transferencia de calor hacia el interior de los edificios así como en el calor reflejado al exterior.
La inercia térmica de los materiales representa un factor muy importante a considerar en los espacios exteriores. La emisión de onda larga durante el día puede estar condicionada por la inercia de los sistemas constructivos, alterando el intercambio de radiación del interior al exterior y con el resto de las superficies que conforman los espacios urbanos. Las condiciones que genera la emisión de onda larga en los espacios urbanos puede ser discutida desde diferentes aspectos.
La primera, es la repercusión sobre los peatones, la influencia de la incidencia de la onda larga se ve reflejada sobre el total de radiación absorbida por una persona. Normalmente el flujo incidente cobra importancia debido al suelo y a la proximidad a las fachadas. A lo largo del día, la cantidad de radiación de onda corta es predominante sobre la radiación de onda larga, sin embargo en las horas de puesta del sol el calor acumulado durante el día es disipado como onda larga.
Sumado a ello, es importante mencionar que el efecto de una determinada generación de calor desde los espacios interiores puede producir alteraciones en la radiación de onda larga, es decir, la transmisión del calor desde estacionamientos subterráneos o túneles de los metros cercanos a nivel de superficie, puede llegar a alterar el balance térmico de plazas y calles y por consiguiente la radiación emitida. Este balance de calor por conducción esta determinado por las características termo físicas de los materiales definidas a partir del espesor, la densidad (kg/m3), calor específico (J/Kg K) y conductividad (W/m K).
Interviene al clima urbano por la conformación y características de los edificios, la estructura de espacios verdes y elementos de agua. La estructura urbana actúa sobre la temperatura, humedad y emisión de radiación de onda larga a la atmósfera principalmente por la sustitución de superficie natural por materiales que aumentan la temperatura superficial y su emisión de radiación. La inercia térmica de los materiales ya sea de pavimentos como de fachadas y cubiertas, no solo afectan a los espacios interiores, sino también condicionan el
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
tiempo en que es absorbido el calor dentro de los sistemas constructivos y a su vez liberado al exterior.
Pavimentos La configuración de los pavimentos en los espacios urbanos responde a la tipología de espacio y a su relación con la movilidad urbana. La caracterización de los pavimentos en el análisis térmico ha de considerarse a partir de la clasificación de superficies. Esta clasificación se divide en tres grandes grupos: pavimentos impermeables, semipermeables y permeables. A cada uno de estos grupos le corresponden una serie de materiales que comúnmente se instalan en los espacios públicos, diferenciando según el tipo de espacio el porcentaje sobre la superficie total. La repercusión de cada tipo de pavimento sobre el balance de energía es muy importante, sobre todo en espacios con incidencia de radiación solar alto.
Los pavimentos impermeables se distinguen casi la mayoría de los materiales en los tramos de calle, son las baldosas de hormigón para aceras y asfalto para calzadas. Los pavimentos
semipermeables son aquellos que se pueden utilizar en calles con tráfico local o bien en plazas y zonas de circulación en parques y jardines. Los materiales comunes son el adoquín, baldosas de hormigón con juntas abiertas, empedrados, etc. Los pavimentos permeables son aquellos que permiten la infiltración de agua al subsuelo. Se distinguen los céspedes, suelo de tierra y pétreos.
Tramos de calle Los pavimentos en las secciones de calle se caracterizan hoy en día por dos elementos: la calzada y la acera. Dependiendo del tipo de calle, el porcentaje de espacio entre cada elemento varía, por lo que distinguimos tres clases de calle relacionado con la ocupación del espacio destinado al peatón o al tránsito de coches.
Sección tipo calle peatonal.
Este tipo de sección se caracteriza por ser de un solo nivel, con materiales de pavimentos típicos de aceras en el 100% de la sección. Los materiales habituales son: baldosas de hormigón de diferentes colores y adoquines.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Acera baldosa hormigón 5m
20m
10m
Calle sección única baldosas hormigón
5m
Acera baldosa hormigón
FIG. 10 SECCIÓN EN PLANTA DE UNA CALLE PEATONAL TIPO
Sección tipo calle con tránsito vehicular
Representan el tipo más habitual en las ciudades, se compone de un espacio asfaltado destinado al flujo vehicular y aceras de hormigón para la circulación de peatones. Los porcentajes de un material y otro responden al tipo de calle distinguiéndose una proporción constante de un 60% del espacio destinado a calzada y un 40% a las aceras.
2.0m 5m
10m 2.5m
6.0m
Franja aparcamiento asfaltada
20m 2.0m 7.5m
Acera baldosa hormigón 5m
Calzada asfaltada
FIG. 11 SECCIONES TIPO DE CALLES CON TRÁNSITO VEHICULAR
Sección tipo paseos
Son las calles que presentan variedad en su disposición espacial, donde el % destinado a calzada es menor al 50%. Ramblas, paseos y bulevares forman parte de esta categoría, en las cuales el espacio destinado al peatón es mayor al del tránsito vehicular. Estas secciones 44
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
suelen oscilar entre los 30 y los 50m, por lo que las posibilidades de diversidad en superficies de pavimentos son mayores. 30m
7.5m
2.5m
6.75m
3.25m
2.5m
7.5m
BUS
Acera baldosa hormigón
Jardineras y/o arbustos
Calzada asfaltada FIG. 12 SECCIÓN EN PLANTA DE CALLE CON ACERAS AMPLIAS
Fachadas La fachada es el elemento arquitectónico frontera entre el espacio interior y el espacio exterior, a través de ella se capta, absorbe y transmite energía en forma de calor, luminosidad y sonido. Las fachadas representan al edificio de manera similar lo que la piel al cuerpo humano, es de todos ya conocida la expresión la “piel del edificio”, término utilizado comúnmente en el lenguaje arquitectónico, la cual reitera la función “permeable” de este elemento que afecta tanto al interior como al exterior.
La fachada representa el límite de un sistema, la protección y resguardo para lo cual ejerce un parcial o total aislamiento de las condiciones externas. En cambio para el espacio exterior la fachada representa un componente más del sistema urbano que también ejerce la función de límite dando lugar a subsistemas espaciales como son las calles, plazas o avenidas.
El diseño térmico de las fachadas debe tener presente esta doble función y la permeabilidad que ejerce entre el interior y exterior durante las horas del día y a lo largo del año. Aspectos como la porosidad de la fachada (proporción entre macizo y ventana) influyen tanto en el
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
potencial de captación de radiación solar al interior como a su vez a la reflexión hacia el exterior.
FIG. 13 EJEMPLO DE FACHADA ACRISTALADA
El componente material que le corresponde al conjunto de fachadas de una estructura urbana representa una importante cantidad de superficie de captación, ya que según la densidad y compacidad del modelo urbano, esta superficie puede llegar a ser muy significativa. El papel térmico que juegan las fachadas como paramentos limitantes de los espacios exteriores está relacionado con la orientación, distancia entre fachadas (calles) y los materiales con los que están construidos.
Para analizar la respuesta de diferentes materiales en el balance térmico de los entornos urbanos se exponen a continuación cuatro sistemas constructivos que caracterizan a los edificios de las ciudades. Así que establecemos como principales materiales en fachadas:
Cristal (superficie muy reflectante) Fachada U= 0.57 color blanco (superficie reflectante) Fachada U= 0.57 color marrón (superficie intermedia) Piedra (alta inercia térmica) Tapial (alta inercia térmica)
La repercusión de los materiales en fachadas sobre el confort térmico en los espacios exteriores difiere a la de los pavimentos en magnitud principalmente a partir de la proximidad a los elementos verticales. Hay que remarcar que la extracción de aire caliente del interior de los edificios suele también repercutir en el calentamiento de la calle y la sensación se incrementa en los metros cercanos a la fachada (aceras) a nivel de peatones. 46
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Terrados Los terrados son espacios en donde los materiales se rigen por cuestiones de impermeabilización. Normalmente estas superficies se caracterizan por tener acabados asfálticos, caucho, las transitables con baldosas de barro, y en otros casos especies vegetales en las cubiertas ecológicas.
FIG. 14 “AZOTEAS” GUILLERMO CHÁVEZ VEGA
La importancia que tienen los terrados dentro del balance térmico de los entornos urbanos es de suma relevancia. Representan las superficies con mayor captación de radiación y por tanto regulan en gran medida el calor emitido a la atmósfera. El diseño de estos espacios debe estar acondicionado con superficies de albedo alto, y materiales que permitan también el mayor uso posible de estos espacios.
Pérgolas y Protecciones Solares Las pérgolas y elementos que sirven de protección solar en los espacios exteriores repercuten en la proyección de sombra sobre pavimentos y fachadas lo cual disminuye la cantidad de calor absorbida por los materiales y a su vez el calor emitido y reflejado.
FIG. 15 TERRAZA BARRIO DE GRACIA EN BARCELONA
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Constituyen un límite a su vez de espacios de transición o intermedios9, los cuales desde el punto de vista térmico sirven para graduar ambientes o estratificar según los usos destinados a dicho espacio.
b) Componente Hídrico La presencia del agua en el contexto.
Hasta ahora hemos hablado sobre la materia a partir de los elementos que transfieren calor sensible en el sistema. La presencia de agua en los entornos urbanos representa una cantidad de calor sensible transformada en calor latente gracias a la evaporación. La influencia sobre el comportamiento térmico del sistema difiere según las condiciones climatológicas y de su distribución espacial. TABLA 2. Propiedades del agua como materia
Densidad
1000kg/m3
Conductividad
0.56 W/m-K
Calor Específico
4184 J/Kg-K
Existen diferentes escalas de interacción de los elementos de agua, desde la influencia a escala urbana del efecto que producen el conjunto de ríos o lagos, estanques, piscinas y fuentes, hasta el efecto que produce a nivel microclima de espacios como patios, plazas y jardines. La presencia de zonas húmedas dentro del sistema puede estar clasificada según la proporción del componente hídrico y la del espacio.
TABLA 3. Correlación espacial con elementos de agua
Elemento
Radio de influencia
Fuentes.
Patios, Plazas, Calles peatonales
Láminas de agua
Plazas, Avenidas
Acequias o canales
Avenidas
Lagunas (artificiales o
Parques
naturales) Ríos y Lagos
Contexto urbano
Cada uno de estos elementos en conjunto con la vegetación, permiten establecer sumideros de calor dentro del tejido urbano que en función de los vientos producen brisas frescas en verano. No hay que olvidar que la cantidad de agua evaporada forma parte del balance hídrico y a la vez del comportamiento térmico del emplazamiento. La recuperación de suelo permeable dentro de los entornos urbanos, incrementa la evapotranspiración potencial del 9
Coch, Helena. Espacios Intermedios Tesis Doctoral UPC 2003
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
sitio permitiendo la disminución de calor sensible y la vez favorece a la infiltración de agua al subsuelo.
c) Componente orgánico Variables de los elementos con control homeostático.
El tercer componente se integra por aquéllos elementos que regulan dinámicamente su balance energético a partir de un metabolismo propio. El metabolismo de los organismos vivos se caracteriza por transformar parte de la energía en reacciones químicas, además de presentar un sistema de control homeostático el cual adapta las reacciones internas con tal de mantener una misma temperatura.
Es por ello que en función de los elementos que caracterizan a los espacios públicos o exteriores habrá que diferenciar como componentes orgánicos (vivos) a la vegetación y a las personas. La caracterización de ambos, depende de factores relacionados con el clima pero a su vez con una actividad metabólica.
Vegetación Los subsistemas vegetales corresponden al conjunto de especies localizadas en el sistema o ámbito de estudio. La vegetación puede estar organizada según su morfología y estructura. La presencia de cada uno de ellos en el entorno urbano se clasifica a su vez por una determinada distribución.
1. Árbol (Disposición en grupo o Lineal) 2. Parterres o especies arbustivas 3. Tapizantes a. Verticales (enredaderas) b. Horizontales (césped, o vegetación de altura baja)
El comportamiento de la vegetación en el balance de la radiación solar varía según la longitud de onda. Un bosque puede absorber entre un 60 y 90% de la energía solar que recibe. La radiación absorbida es convertida en calor la cual se distribuye en la siguiente forma: •
Una fracción de calor es reirradiada como onda larga desde el dosel de los árboles, pérdida que es más acentuada en noches despejadas de verano.
•
Una fracción de la radiación es destinada a calentar el aire próximo. 49
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
•
Un 5% de energía es almacenada por la planta para emplearse en la fotosíntesis.
•
Finalmente una tercera parte de la energía que arriba al árbol se gasta en el proceso de evapotranspiración, transformándose en calor latente.
Radiación Solar 100%
Eto 20-40% Reflejan 5-20%
Fotosíntesis 5-20% Transmiten 5-30%
Emiten 10-15%
Longitud de onda µm
reflexión
transmisión
absorción
Fotosíntesis Cercano al infrarojo onda corta onda larga
0,38-0,71
9%
6%
85%
0,71-4,00 0,35-3,00 3,00-100
51% 30% 5%
34% 20% 0
15% 50% 95%
FIG. 16 BALANCE DE ENERGÍA DE LA VEGETACIÓN.
La distribución de la energía es en sentido horizontal y vertical, siendo más intensa en la parte alta de las copas de los árboles decreciendo hacia abajo. En un bosque el 80% de la energía es intercambiada en la mitad superior mientras que el 12% restante en la mitad inferior. Por lo que podríamos suponer que una alta concentración de árboles en un boulevard se podría caracterizar bajo estas premisas.
La transpiración de las plantas y árboles consumen una cantidad determinada de energía para la realización de los procesos de evaporación. Esta cantidad de energía se convierte en calor latente, restando dicha porción de la cantidad de calor sensible en el entorno. El intercambio de energía se determina a través del balance energético de la vegetación. El potencial de evaporación dependerá de la transpiración de la planta la cual está regulada por la cantidad de agua disponible para el riego de estas.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Dado que las características de un árbol, arbusto o planta son muy variadas para cada especie, para el estudio del balance de energía de la vegetación se emplea como medida de referencia el balance de las hojas. Este balance se da en función del tamaño de la hoja, el color, y la resistencia estomatica como variables principales. Una vez que es determinado el balance de la hoja se analizan las especies en función del área foliar. Existen diversos métodos de cálculo del balance de energía la vegetación, a continuación se citan dos ejemplos el método de Campbell y el Pennman-Moneith.
Balance Energético de las hojas Método Campbell.
Qn = R+Cv+E
Qn= (1-)Qi en W/m2 Qi = Radiación solar (onda corta y larga) en W/m2 R = Radiación de onda larga (depende de la emisividad y temperatura de la hoja) en W/m2 Cv = Convección calor sensible (depende de la velocidad del viento y dimensión de la hoja) en W/m2
E = Transpiración calor latente (depende de la temperatura, humedad y agua disponible)
en W/m2 Precipitación
Transpiración plantas y vapor de agua
Viento
FIG. 17 PROCESO DE EVAPOTRANSIPIRACIÓN
Calor Sensible & Calor Latente Para determinar la cantidad de energía que se transforma en calor latente hay que tomar en cuenta la porción de energía empleada en la evapotranspiración de la especie, la cual está dada por la siguiente ecuación: Etc= Eto*Kc
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Donde Eto corresponde a la evapotranspiración potencial del sitio la cual está dada por la cantidad de radiación incidente (I) y a la temperatura ambiente (Ta). Kc corresponde al coeficiente de transpiración de la especie.
Las cifras proporcionan una aproximación a la cantidad de calor sensible convertido en calor latente por diferentes componentes vegetales.10 Enero Ärboles Arbustos Superficie tapizante (césped) Enredadera Junio Ärboles Arbustos Superficie tapizante (césped) Enredadera
Julio Ärboles Arbustos Superficie tapizante (césped) Enredadera Diciembre Ärboles Arbustos Superficie tapizante (césped) Enredadera
ET referencia (Penman-Monteith) mm/mes
Kc (Coefic de cultivo)
34 34 34 34
0.7 0.8 1 0.7
ET referencia (Penman-Monteith) mm/mes
Kc (Coefic de cultivo)
166 166 166 166
0.7 0.8 1 0.7
ET referencia (Penman-Monteith) mm/mes
Kc (Coefic de cultivo)
183 183 183 183
0.7 0.8 1 0.7
ET referencia (Penman-Monteith) mm/mes
Kc (Coefic de cultivo)
29 29 29 29
0.7 0.8 1 0.7
ET cultivo l/m2 y mes 23.8 27.2 34 23.8
ET cultivo Energia necesria gr/m2 y mes W/planta/mes 23800 16660 27200 19040 34000 23800 23800 16660
ET cultivo l/m2 y mes 116.2 132.8 166 116.2
ET cultivo Energia necesria gr/m2 y mes W/planta/mes 116200 81340 132800 92960 166000 116200 116200 81340
ET cultivo l/m2 y mes 128.1 146.4 183 128.1
ET cultivo Energia necesria gr/m2 y mes W/planta/mes 128100 89670 146400 102480 183000 128100 128100 89670
ET cultivo l/m2 y mes 20.3 23.2 29 20.3
ET cultivo Energia necesria gr/m2 y mes W/planta/mes 20300 14210 23200 16240 29000 20300 20300 14210
TABLA 4. Energía utilizada por los cultivos para la evapotranspiración.
Comportamiento de la vegetación y su resistencia en el medio urbano El comportamiento de la vegetación en el medio urbano se diferencia notablemente de la que esta situada en el medio natural. Al igual que los elementos que componen los espacios exteriores de una ciudad, la vegetación mantiene un intercambio dinámico con las condiciones de entorno como son radiación, viento, humedad y temperatura. El balance de las plantas y por tanto su comportamiento en cuanto a evapotranspiración y temperatura superficial varia por estas condiciones.
En anteriores investigaciones sobre la vegetación en entornos urbanos han sido valoradas diferentes especies en diferentes puntos de la ciudad y se ha hecho referencia a lo que supone al balance de las hojas la repercusión de los materiales de pavimentos, como es el asfalto o el hormigón. La cantidad de radiación emitida y reflejada por estas superficies altera el balance de las hojas al incrementar la radiación incidente. El tipo de materiales utilizados en los espacios exteriores, al igual que a las personas, afectan en la cantidad de radiación
10
Cálculo de evapotranspiración según el Método de Pennman-Moneith.
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
incidente de las hojas de árboles y plantas. Un factor importante en el que se refleja este fenómeno es en la demanda de agua por parte de la especie para permitir su sano desarrollo. El aumento de radiación incidente provoca un estrés hídrico que hace que las estomas se cierren disminuyendo a su vez la energía empleada en la evapotranspiración.
De antemano es sabido que el efecto evaporativo de la vegetación en el medio urbano está condicionado por las velocidades del viento (Mcpherson) y que sólo se consiguen efectos significativos de reducción de la temperatura del aire cuando se trata de espacios confinados y con agrupaciones de árboles y plantas densas. Un ejemplo de ello es en el caso de los patios donde el efecto es notorio, sobretodo en climas de humedad relativa baja en los que la humidificación del ambiente resulta importante y necesario para generar un ambiente confortable o bien calles muy estrechas con vientos con velocidades menores de 1m/seg.
Es importante señalar que la disposición de la vegetación en calles y plazas no sólo juega un papel en el control térmico del espacio sino también que la eficacia de su respuesta al medio estará condicionada a los requerimientos de la propia especie. En la definición de estrategias de naturación es necesario tener en cuenta los siguientes aspectos:
La temperatura de las hojas se verá influenciada principalmente por la velocidad del viento, la temperatura ambiente y la radiación incidente. El viento influye en los requerimientos de riego, ya que las especies sometidas a vientos constantes e intensos tienden a resecarse. Tolerancia a la sombra. La proyección de sombra por los edificios provoca un comportamiento diferente de una misma especie según el contexto en el que se
encuentre. El comportamiento térmico de la vegetación tiende a mantener la temperatura superficial de las hojas cercanas a la temperatura ambiente, por lo que mantiene una baja emisividad a diferencia del resto de materiales en el entorno urbano.
FIG. 18 ESPACIOS CONFINADOS CON VEGETACIÓN
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Las personas Como parte de los elementos activos en la transferencia de calor del balance de radiación del espacio urbano y como objeto de estudio de esta investigación se encuentran las personas y su respuesta fisiológica. La respuesta a las condiciones que determinan las superficies del entorno determina parte del balance de energía del cuerpo humano traducido en un nivel de confort térmico. Los factores que condicionan al confort térmico de las personas independientemente de las características formales y materiales del espacio urbano o de clima están referidos principalmente a la actividad metabólica de la persona en espacios exteriores.
El metabolismo humano tiene una respuesta sensorial diferente a los impulsos recibidos en forma de energía. Las vibraciones y niveles sonoros condicionan la percepción acústica, mientras los niveles de luminancia a la visual. La transferencia de calor producida por el resto de elementos del entorno hacia una persona en el medio se ven condicionadas por la cantidad de radiación absorbida.
Tal y como se han mencionado anteriormente el balance de una persona está determinado también por la edad, si es hombre o mujer, la vestimenta y por el tipo de actividad que esté realizando. En este sentido, una persona como parte del balance actúa como indicador de la habitabilidad térmica conseguida a partir del diseño de los espacios públicos.
Si clasificamos los diferentes tipos de personas que se encuentran en los espacios urbanos en función de la actividad metabólica que realizan encontramos los siguientes grupos:
Por actividad metabólica:
Una persona caminando 180W/m2 Una persona de pie 100W/m2 Una persona sentada 90W/m2 Una persona en bicicleta 380W/m2 Todo aquel que desarrolla una actividad física como es un deportista, una persona de mantenimiento o limpieza, o bien un músico o actor al aire libre. Entre 250W/m2 y 600W/m2.
FIG. 19 ESCULTURA PARC MIRÓ
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Por condicionantes tipológicos:
La persona con movilidad reducida Los niños Las personas mayores
FIG. 20 LAS PERSONAS EN EL ESPACIO PÚBLICO
Cada uno de estos grupos representa unas determinadas condicionantes en el diseño de espacios urbanos tanto de conformación como de elección de materiales. Las calles, avenidas, ramblas, bulevares y paseos son espacios en los que predomina la circulación de las personas por lo tanto las características de dichos espacios deberán responder a una actividad metabólica de entre 90W/m2 hasta 180W/m2.
En cambio las zonas de estar como son plazas o incluso zonas de estancia dentro de grandes bulevares, que sean destinados al relajamiento y permanencia de mayor tiempo, serán necesarios ciertos criterios de diseño en función de una actividad metabólica de 90W/m2.
Por otro lado, también se distinguen las áreas de juego para niños, donde se combinan dos aspectos, tanto la actividad física de los niños como las zonas de estancia para los mayores. Finalmente, un espacio que también hemos de distinguir son los carriles bicis, en donde será necesaria una constante protección solar a la vez que una buena visibilidad del entorno.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Para el análisis específico de un espacio se pueden caracterizar en función de los diferentes tipos de usuarios, sin embargo para un análisis de mayor escala y de comparación metodológica de espacios es conveniente utilizar un tipo de actividad de referencia.
Actividad metabólica W/m2 90 100 180 250 380 600
Balance de calor por convección y evaporación en Junio W/m2
-100
-75 -50 -25 0 25 50 100 125 150 (-10W/m2 -55W/m2) (-5W/m2 - 53W/m2) (-17W/m2 a 34W/m2) (17W/m2 a 69W/m2) (69W/m2 a 133W/m2)
175
200
225
250
(157W/m2 a 242W/m2)
FIG. 21 RANGO DE PERDIDAS POR CONVECCIÓN Y EVAPORACIÓN SEGÚN LA ACTIVIDAD METABÓLICA EN EL MES DE JUNIO.
IV.4 La Configuración Espacial
El comportamiento del metabolismo urbano se regula dinámicamente a partir de las condiciones de entorno, las características de la estructura urbana y la actividad de las personas. La forma urbana es un importante factor en el funcionamiento del sistema urbano y esta definida por la conformación del volumen edificado y las vías de intercomunicación. La disposición de éstos condiciona en gran medida los usos y actividades que se llevan a cabo en el sitio y que a largo plazo definen la evolución de los emplazamientos.
La morfología urbana tiene una estrecha relación con el funcionamiento de los edificios, ya que la composición y trazado de las calles condiciona su disposición y a lo largo del tiempo, la densidad de éstos va transformando el territorio, generando nuevas condiciones climáticas diferentes a la del entorno natural. Este cambio entendido también como microclima representa las condiciones de frontera a las que se somete el edificio afectando los espacios interiores y el posterior uso de mecanismos para la climatización.
Los tejido urbanos se diferencian entre si por las características del volumen edificado con respecto al espacio libre. El comportamiento térmico que supone cada tejido urbano representa unas condiciones microclimáticas a nivel de calle muy diferentes, que dependiendo del las características de cada espacio pueden favorecer o agudizar los niveles de confort de las personas.
Los espacios urbanos se clasifican en espacios públicos y espacios privados. Los espacios
públicos a su vez se subdividen en: la calle, el cruce de calles, la plaza, los parques y jardines.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Los espacios privados se conforman por patios interiores de manzanas, jardines privados y terrazas.
Espacios públicos a. Tramo de calle El conjunto de calles en un determinado tejido urbano se pueden clasificar según la anchura de sección y el tipo de usos y funciones que desempeñan dentro de las redes de movilidad. Las calles se distinguen por contener y conducir los diferentes flujos que conforman a la movilidad urbana, como es el tránsito vehicular, el flujo peatonal y el de las bicicletas, de ahí que podamos distinguir los siguientes tipos de calle:
Grandes avenidas Ramblas y Bulevares Calles de tránsito local Calles peatonales
b. Cruce de calles Los cruces de calles también varían según la composición y densidad del tejido urbano. Resultan de interés cuando las áreas comprendidas entre las esquinas de los edificios superan los 100m2, ya que pueden llegar a considerarse en el caso de no tener un flujo vehicular, como espacios de estancia o plazas dentro del entorno. Se distinguen cruces de calle de tipo de chaflán, ortogonal con la esquina de edificios a 90º y el irregular con el encuentro de dos calles de diferente anchura.
c. Plaza La configuración espacial de plazas como factor en el comportamiento térmico dependerá de las proporciones del espacio. Se clasifican formalmente según la proporción en planta: cuadradas, rectangulares, ovaladas; y también por el tipo de accesos que tenga: al centro, por las esquinas o totalmente abierta.
d. Parques y Jardines Urbanos Representan superficies que pueden tener una forma regular o bien irregular en el caso de grandes parques por lo que su análisis debe ser en función de la cantidad de espacio con presencia de vegetación y zonas permeables.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Espacios privados a. Jardín Tipológicamente son semejantes a los parques urbanos en cuanto al porcentaje de superficie permeable y presencia de vegetación. La clasificación formal atiende a las características de tipología edificatoria, por lo que pueden responder a viviendas unifamiliares o bien a jardines comunitarios de acceso privado.
b. Patios interiores Los patios interiores se pueden clasificar dependiendo de su forma y superficie, se encuentran tanto a escala de una vivienda o bien lo conforman un conjunto de edificios comúnmente conocidos de interior de manzana típicos de tejidos urbanos de ensanche. Los edificios conservan un paramento homogéneo de las fachadas hacia la calle, y al interior mantienen un espacio abierto en común. Existen diversas formas de patios en proporción cuadrada o rectangular con accesos por la parte central o bien por las esquinas. Su análisis térmico resulta semejante al de la plaza.
c. Terrados, terrazas y balcones. Representan los espacios exteriores relacionados con los edificios, es decir son espacios que están integrados a las edificaciones. Se distinguen por las dimensiones y si son espacios semiabiertos.
FIG. 22 ESPACIOS EXTERIORES PRIVADOS.
Para cada uno de estos espacios ya sean públicos o privados existen una serie de factores relacionados con el tejido urbano que condicionan su comportamiento térmico y por tanto su potencial de confort. Las características del tejido urbano que interesan para cada conjunto de espacios desde el punto de vista térmico son:
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
1. La orientación o
Tramos de calle
o
Plazas
2. Obstrucción de edificios o
Proporción de calle
o
Factor de vista de cielo
3. Proximidad a paramentos verticales o
Acera
o
Centro de calle
o
Plazas
4. Pendiente y Relieve
1. La orientación La trama urbana genera una determinada orientación de las calles y de las fachadas de los edificios. Esta orientación de cara al comportamiento térmico de los espacios exteriores es de suma importancia por la incidencia de radiación solar en los paramentos que conforman el espacio. La captación de radiación en fachadas produce una emisión y reflexión del flujo de calor en función de la orientación, generando con ello unas condiciones determinadas para cada una de ellas.
Tramos de calle Los tramos de calle se dividen en cuatro tipos de orientaciones: Norte-Sur (NS), Este – Oeste (EW), Noroeste - Sudeste (NWSE) y Suroeste – Noreste (SWNE). Considerando la división de 360°, le corresponden a cada orientación los siguientes grados de predominio de orientación: NS
TABLA 5. Clasificación de la orientación de tramos de calle.
Tramo de calle NS
Rango de ° e calle 67.5° - 112.5° 247° - 292.5°
EW
337.5° - 22.5°
157.5° - 202.5°
NWSE
112.5° - 157.5°
292.5° - 337.5°
SWNE
22.5° - 67.5°
202.5° - 247°
67.5º
112.5º
SWNE
NWSE
22.5º
157.5º
EW
EW
202.5º
337.5º
SWNE
NWSE 247º
NS
292.5º
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
F. Oeste W
F. Sur S F. Este E
F. Norte N
Calle NS
Calle EW F. SW
F. NW
F. SE F. NE
Calle SWNE
Calle NWSE
FIG. 23 ESQUEMA TIPOLOGÍAS DE CALLE Y PROXIMIDAD A FACHADAS
A cada tramo de calle le corresponden un par de orientaciones de fachadas. El balance de un tramo de calle estará influenciado por la exposición de pavimentos y fachadas. En el siguiente cuadro se enuncia la relación de orientaciones.
TABLA 6. Fachadas que corresponden a cada tramo
Tramo de calle
Fachadas
NS
Este E
Oeste W
EW
Sur S
Norte N
NWSE
Sudoeste SW
Noreste NE
SWNE
Noroeste NW
Sudeste SE
En investigaciones anteriores se ha valorado la temperatura radiante de diferentes calles teniendo en cuenta como variable la orientación. Las calles que mayor calor concentran a lo largo del día son las calles en sentido Este- Oeste (EW), siguen por orden de magnitud las calles en sentido Suroeste – Nordeste (SWNE), después la Sudeste – Noroeste (SENW) y finalmente la Norte – Sur (NS).
Los criterios bioclimáticos indican que la óptima orientación de edificios para un máximo aprovechamiento de la energía es la fachada Sur, la cual teniendo las protecciones requeridas para verano permite a su vez la mayor captación de energía solar por el invierno. Esta condición genera que los nuevos emplazamientos tiendan a procurar una
60
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
orientación de los edificios de Sur y Sureste, con lo cual los espacios exteriores tenderán a la disposición de calles de tipo EW, la cual representa la de mayor captación de radiación. N
W
E
S
Calles EW
FIG. 24 ORIENTACIÓN ÓPTIMA DE EDIFICIOS A NIVEL BIOCLIMATICO
Es importante tener en cuenta que la actuación sobre el espacio público definirá las condiciones de entorno inmediato a los propios edificios. Por lo tanto de cara a disminuir las demandas de climatización (frío y calor) de los espacios interiores, es necesaria una máxima adecuación de las temperaturas del aire exteriores con el fin de graduar el salto térmico entre el interior y exterior. Plazas Los tipos de orientación de espacios tipo plaza pueden clasificarse en dos la primera es la orientación ortogonal a 90° y la segunda es una orientación a 45°. En estas dos variantes se encuentran las 8 diferentes orientaciones de fachada.
F. Sudeste
F. Sudoeste
F. Sur
F. Este
F. Oeste
F. Norte
F. Noroeste F. Noreste
Plaza 90°
Plaza 45° FIG. 25 SISTEMA PLAZA
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CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
2. Obstrucción de edificios El efecto de la presencia de edificios produce un apantallamiento de la radiación incidente a fachadas y pavimentos. En el estudio del balance de energía de espacios exteriores normalmente se utilizan dos factores que indican la obstrucción por parte de los edificios, uno es el factor de vista de cielo y el otro la proporción de calle h/d (altura de edificios/ distancia entre fachadas).
Factor de vista de cielo Este factor de obstrucción se determina a partir de la porción de la bóveda celeste sin obstrucciones desde un punto también conocido como Sky View Factor SVF. Por lo tanto cualquier elemento dentro del espacio urbano tiene un factor de vista dependiendo de su localización. T.R. Oke establece un método de cálculo el cual parte de que el SVF = 1 para un sitio sin obstrucciones. El SVF de una calle relaciona la proporción de las alturas de las fachadas y la anchura entre ellas asumiendo una calle infinitamente larga. En el caso de calles asimétricas se emplea la siguiente ecuación: SVFcalle = 1- (SVFf1 + SVF f2) SVF fachada = (1 –cosθf)/2 Θ = tan-1 (hf/0.5d) Mientras que para calles simétricas el SVF = cosθ. El ángulo de apertura que se genera por los dos paramentos de la calle o plaza según sea el caso, determina la cantidad de radiación que arribará a nivel de calle. Oke establece para calles simétricas los siguientes valores. TABLA 7. Factor de vista de cielo.
h/d θ
0
0.25
0.5
1
2
3
0°
27°
45°
63°
76°
81°
1
0.89
0.71
0.45
0.24
0.16
SVF
h
hf1 hf2 θf2
θf1
d
θ
d
FIG. 26 ESQUEMA ANGULO DE ABERTURA EN EL CAÑÓN URBANO
62
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Proporción de calles (Altura/Anchura) La proporción de sección permite analizar diferentes densidades urbanas a través de la relación de la altura media de los edificios y la anchura del espacio estableciendo una clasificación de los espacios exteriores en función de las características del tejido urbano.
En investigaciones previas, como son el caso de se Nuñez y Oke (1977) en Vancouver, o Yoshida (1990) en un estudio en Kyoto, se analizan proporciones de calle cercanas a 1 en dirección EW y NS. Existen también datos sobre estudios realizados por Sakakibara 1996, en donde establece que el tejido urbano emite mayor cantidad de calor que una superficie plana mientras que Mills y Arnfield 1993 argumentaron el hecho de que las secciones conforme se hacían más estrechas el balance en el interior del cañón urbano se aislaba más de las condiciones de la atmósfera.
Por lo tanto, en la caracterización de un caso de estudio es conveniente hacer un muestreo inicial de la clasificación de las secciones tipo en el ámbito valiéndose de herramientas como la cartografía en sistemas de información geográfica. A partir de que se han distinguido las proporciones tipológicas se establecen las proporciones idóneas normalmente las ciudades compactas tienden a estar en ratios de entre 1, 1.5 y 2. Estas proporciones responden a tejidos urbanos de tipo compacto en donde la densidad construida es mas acentuada y la tipología de calle se ve más afectada por las fachadas. Conforme los valores de h/d son menores de 1, se responde al comportamiento de tejidos mas laxos o de densidad baja constructiva como son las casas unifamiliares o bien el caso de grandes avenidas.
La anchura de calle es un parámetro que ha definido la estrategia de ocupación de las calles y su conformación en los usos o funciones que se desempeñan en ella, ya sea de tránsito vehicular, o peatonal. La disposición de aceras, mobiliario urbano, incluso de carriles bici se toman como referencia la tipología de anchura de calles, en el caso térmico, la relación con el volumen edificado determina las posibilidades o condicionantes para el desarrollo de actividades al exterior.
La presencia de vegetación está también condicionada a esta sección de calle, ya que en términos óptimos se debería tener en cuenta para el mejor desarrollo de las especies a partir de las condiciones de luz, viento y espacio disponible para alojar el arbolado, arbustos o parterres en la ciudad.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
Es por ello necesario generar la metodología de espacios exteriores para diferentes tejidos urbanos que contemplen diferentes densidades y proyecciones a futuro de crecimiento que no tengan repercusiones negativas tanto al interior como al exterior de los edificios. La proporción de calle como factor de análisis microclimático tiene un mayor potencial de uso en la planificación de crecimientos urbanos en relación a la población y su tasa de crecimiento ya que las alturas máximas edificatorias se determinan a partir de la anchura de las calles. A continuación se enlistan algunos de los tipos de proporciones de calle relacionadas a tejidos urbanos.
Casco Antiguo Corresponde a calles estrechas que van desde anchuras de 3m hasta 7m generalmente. Las alturas de los edificios suelen estar entre las III y IV plantas que equivalen a 9-12m de altura. La relación suele ser mayor a 2,5
FIG. 27 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d > 2
Ensanche Corresponde a las construcciones que caracterizaron las urbanizaciones del siglo XIX, en donde la proporción de las calles fue nutridamente ampliada. La relación entre altura de edificios y anchura de calle es mas cercana a 1, ya que la mayor parte de las calles suelen tener entre 20 y 30 metros de anchura. Los edificios constan de V y VI niveles (25m aprox.)
FIG. 28 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d = 1
Viviendas Unifamiliares o Aisladas. Normalmente la altura máxima de una vivienda unifamiliar suele estar entre las II y III plantas. Se trata de un tejido urbano de baja densidad y normalmente las calles suelen ser mayores que las alturas de los edificios. La incidencia solar en este tipo de secciones suele ser crítica en climas templados o cálidos en los meses de verano, dada la poca obstrucción de los 64
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
edificios sobre el pavimento de la calle. En algunas latitudes, la incidencia solar tiende a ser más baja y la proyección de sombra más acusada, permitiendo mayor superficie sombreada en verano.
FIG. 29 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d < 1
El conjunto de espacios libres que componen a un tejido urbano estarán determinados por la relación de los volúmenes edificados, siendo entonces un factor importante a considerar en el análisis de espacios exteriores.
Proximidad a parámetros verticales Uno de los aspectos que resaltan en el análisis del espacio urbano es la ocupación del peatón en la calle con respecto el espacio ocupado por el coche. La localización una persona dentro de la calle puede resultar un balance diferente ocasionado por el grado de influencia de pavimentos y la orientación de la fachada contigua. Por ejemplo la reflexión de onda corta en secciones muy abiertas, puede condicionar la emisión de las superficies de fachadas en las horas de la tarde, por lo tanto analizar la proximidad a los paramentos permite identificar la mejor localización del arbolado viario, mobiliario urbano como son bancos, juegos infantiles, etc. Las posibilidades de utilización del espacio en una calle con tránsito vehicular simplifican a un par de situaciones, mientras que las calles con prioridad de peatones, las posibilidades se diversifican a todo lo ancho de las calles.
a) Acera Corresponde a una calle con tránsito vehicular, en donde el flujo de peatones se concentra en los espacios adjuntos a los edificios. La influencia sobre el balance de confort dependerá de la anchura de dichos espacios, según la clasificación de espacios accesibles se podrían identificar como tipologias, las aceras estrechas aquellas menores de 2.5m, las cuales son consideradas como inaccesibles; después las aceras amplias entre 2,5 - 5m, y las aceras de más de 5m, consideradas como paseos. El efecto sobre el balance de energía de una persona se ve afectada por el balance de onda larga, con lo cual las características de los materiales, la protección de las fachadas condicionan el nivel de confort.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
FIG. 30 OCUPACIÓN ESPACIAL DEL PEATÓN: LA ACERA
b) Centro de calle En el caso de la circulación en el centro de la calle corresponde a secciones de tipo Rambla, en donde la mayor concentración del flujo peatonal es en el centro, o bien se puede referir a calles peatonales, donde la circulación es libre. La condicionante a nivel de balance de confort es que en los meses de verano recibirá mayor radiación de onda corta por la directa solar y la reflejada por el suelo.
FIG. 31 OCUPACIÓN ESPACIAL DEL PEATÓN: SECCIÓN ÚNICA
c) Plazas El diseño de los espacios como plazas se caracterizan también por la proximidad a las fachadas de forma similar a lo que sucede en una calle peatonal, pero con la diferencia de que la proximidad puede alcanzar distancias mucho más amplias. El efecto de la altura de los edificios y las características de los materiales en fachadas puede resultar un factor que altere notablemente el balance de confort, como es el caso de fachadas acristaladas orientadas hacia el Sur u Oeste.
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Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
FIG. 32 PROXIMIDAD DE UNA PERSONA A PARAMENTOS VERTICALES
Pendiente y Relieve Así como la orientación contribuye a la mayor captación de radiación en fachadas y pavimentos, la topografía juega también un papel importante en la ordenación del territorio. Cuando el tejido urbano se encuentra en pendiente, la incidencia solar sobre los edificios varía según la exposición, ya que se altera el factor de vista de cielo establecido por las secciones de calle al mismo nivel. Este aspecto, cuando el caso lo requiere debe estudiarse como una variante más.
FIG. 33 ALTERACIÓN DE LA INCIDENCIA DE RADIACIÓN POR PENDIENTE.
Definición de las Tipologías de sección de calle La definición de las tipologías de secciones de calle es resultado tanto de la densidad constructiva como de la misma orientación de la calle. La proporción de las calles esta dada por la altura máxima de los edificios y por la anchura de las calles expresada como h/d. Esta proporción tiende a ser mayor conforme la sección es más estrecha.
TABLA 8. Clasificación de las tipologias de calles según el tejido urbano.
Orientación de calle
Densidad baja
Densidad compacta
Densidad variada
Densidad alta
Tejidos unifamiliares
Tejidos ensanche
Tejidos heterogéneos
Tejidos antigüos
EW
EW-0.4
EW-1
EW-1.5
EW-2
NS
NS-0.4
NS-1
NS-1.5
NS-2
SWNE
SWNE-0.4
SWNE - 1
SWNE-1.5
SWNE-2
NWSE
NWSE-0.4
NWSE-1
NWSE-1.5
NWSE-2 67
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
IV.5 Generación de calor por actividades antropogénicas
La actividad que caracteriza a los entornos urbanos crea una constante emisión tanto de partículas como también de energía en forma de calor. Esta emisión de calor es proporcional a la población es por ello que para análisis de efecto de isla de calor urbano se emplean aproximaciones del incremento entre el ámbito rural y el ámbito urbano en función de la población. Se considera que la cantidad de población incrementa la temperatura debido al fenómeno de isla de calor urbano. Para poblaciones de 500.000 habitantes hasta 1.000.000 habitantes el incremento es de entre 1.1 y 1.2°C.
En el caso del palio urbano, el aumento de temperatura esta en relación a la generación de calor producido por los coches, los aparatos de climatización de los edificios y en algunos casos por las grandes concentraciones de personas. Conforme esta generación de calor a nivel de calle aumenta, ésta puede influir sobre el balance de radiación de las superficies que conforman el perfil urbano alterando las temperaturas radiantes a lo largo del día y por consecuencia el balance de energía de las personas en el espacio público.
Calor por tránsito vehicular.
El calor producido por un automóvil es cedido al aire por convección aumentando la temperatura del volumen de aire de una sección de calle. La magnitud del calor emitido dependerá directamente del consumo de gasolina efectuado por el tráfico vehicular y del potencial calorífico del combustible. Por lo tanto, en el análisis de confort en calles con paso de vehículos, se han de definir una serie de variables, entre las que destacan, el consumo de gasolina por coche, el tipo de motor, la velocidad, y la intensidad de flujo vehicular en una calle.
Según los análisis de consumo energético debido a la movilidad, señalan como principal aspecto condicionante la velocidad del automóvil. Conducir a 50km/hr representa la velocidad a la que menor consumo se atribuye, ya que las velocidades bajas tienen una tendencia de aumento del consumo de gasolina, lo mismo que las velocidades por encima de los 50km/hr.
68
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO IV. FACTORES DEL BALANCE TÉRMICO
FIG. 34 RELACIÓN DEL CONSUMO DE GASOLINA A PARTIR DE LA VELOCIDAD.
Puesto que el calor producido en una calle deberá responder al flujo vehicular y a los litros de gasolina consumidos por cada unidad, el cálculo del calor producido en una determinada calle se daría a partir de la siguiente expresión:
QT = L * Pc/lt * I * v * ncarriles * Ltramo QT = Calor emitido por tránsito vehicular/ tramo (KW) L = litros de combustible consumidos (lt/seg) Pc/lt = poder calorífico de la gasolina (Kwh/lt) I = intensidad del flujo vehicular (vehículos/hr varia según el día de la semana) v = velocidad media ncarriles = numero de carriles en la sección de calle Ltramo = longitud del tramo de calle Lo que interesa saber es el calor potencial que se está emitiendo en función del tipo de intensidad de autos que circulan, y así configurar curvas de calor proporcionales al caso de estudio. Por lo tanto para el análisis de confort en calles transitadas, se deberá tener en cuenta estas variables y clasificar por tipologías las curvas de calor impuestas al entorno identificando de forma general el efecto de una calle de tránsito local, una calle de tránsito secundario y una calle de tránsito principal (grandes avenidas o calles de conexión principal).
69
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Capítulo V. Metodología de análisis térmico para espacios urbanos. La caracterización del caso Barcelona. V.1 Descripción del método de análisis.
La forma en que se diseñan y planifican las ciudades o entornos urbanos, requieren de la incorporación de criterios bioclimáticos que procuren una mejor condición de los edificios y de espacios públicos. El análisis térmico de los espacios públicos como calles, plazas y parques, interesa por su repercusión en el grado de habitabilidad del espacio, que condiciona en parte la utilización del espacio urbano. Así como las necesidades de las actividades dentro de los edificios definen los requerimientos mínimos de iluminación, acústicos, climatización, etc, para un ambiente agradable, los espacios públicos tienen también una serie de requerimientos físicos que condicionan su habitabilidad.
La metodología de análisis térmico que se expone en este documento tiene como finalidad establecer un método de estudio que permita evaluar la conformación del espacio urbano a través de la incidencia sobre el confort de las personas.
En este capítulo se expone la metodología empleada para la caracterización de los componentes que intervienen en el balance de confort dentro del programa de simulación, con el fin de analizar el la influencia de los materiales y/o la configuración espacial. El resultado final es la ponderación de los espacios a partir de escenarios de comparación, en este caso se ha hecho en referencia a los tramos de calle y a una plaza tipo. El objetivo de cualquier forma es que pueda ser aplicado a diferentes casos de estudio.
El estudio cuantitativo del comportamiento térmico de los entornos urbanos requiere de la medición del efecto producido por los factores que intervienen en el balance energético de los espacios exteriores. Uno de los parámetros con mayor complejidad en el cálculo del balance de confort es la cantidad de radiación incidente sobre una persona, ya que se debe tener en cuenta tanto el flujo de
radiación de onda corta como de radiación de onda larga. Las
variaciones son muy amplias debido a la suma de incidencias a nivel de calle por parte de todos los elementos que conforman a un espacio a lo largo del día.
La formulación de criterios de planificación o diseño urbano que integren el comportamiento térmico de la estructura urbana y su potencial de horas de confort requieren de la caracterización del emplazamiento a partir de las tipologias de espacios públicos. Para el 71
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
desarrollo de una estrategia de valoración y análisis de dicha estructura urbana se necesita un método o una herramienta que permita la interacción dinámica del clima, los materiales y la configuración espacial.
Es por ello que se ha planteado como directriz del trabajo de investigación la adaptación del programa de simulación Radtherm1 para el análisis los flujos de radiación en el contexto urbano y su incidencia en el confort de las personas. La influencia de cada flujo sobre el balance de energía de una persona permite analizar los aspectos que desde el diseño y la planificación pueden controlarse ya sea por la densidad edificatoria o bien por los materiales que hacemos servir en los espacios exteriores.
Se ha establecido los siguientes parámetros de referencia que caracterizan a cada escenario de estudio las cuales son definidas de la siguiente manera:
Horas útiles por día.
Se establecen un número de horas al día consideradas de uso potencial del espacio público. Para el caso de climas templados y cálidos el rango de uso es de las 8:00hrs a las 22:00hrs. En el caso de climas fríos o meses de invierno el rango puede variar sin embargo se recomienda utilizar para el mismo caso de estudio el mismo rango.
% Horas útiles de confort.
Se refiere al % de tiempo dentro del rango de uso del espacio público en el que el balance de energía de una persona con una actividad ligera (95W/m 2) se encuentra entre los 50W/m2 y -50W/m2.
% Horas útiles con nivel de tolerancia.
Se refiere al % de tiempo en que una persona se mantiene entre los 50 y 150W/m2 o bien entre -50 y -150W/m2.
% Horas útiles con nivel crítico.
Se refiere al % de tiempo dentro del rango de uso del espacio público en el que el balance de energía de una persona se encuentra por encima de los 150W/m2 o bien por debajo de los -150W/m2.
Horas de confort día.
Horas que se mantienen en un nivel de confort a lo largo de las 24hrs.
Medio de horas útiles de confort.
Promedio de horas útiles de confort a lo largo de una sección de calle o bien un espacio definido.
1
Thermoanalytics
72
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Balance de confort.
Balance de energía final de una persona en un espacio exterior teniendo en cuenta las ganancias y pérdidas por radiación, convección, evaporación y actividad metabólica.
Total de radiación absorbida por una persona.
Se refiere al balance total de radiación de onda larga y onda corta incidente, reflejada y emitida por una persona en un espacio exterior.
Media total de radiación absorbida.
Es el promedio de radiación referida a un espacio como tramo de calle, plaza, etc.
Balance de onda corta absorbida por una persona.
Incidencia de radiación solar y reflejada por las superficies mas la radiación reflejada por la persona.
Balance de onda larga absorbida por una persona.
Incidencia de radiación emitida por las superficies mas la radiación emitida por la persona.
V.2 Herramienta de simulación térmica: Radtherm
El Radtherm es un programa de simulación térmica que realiza el balance de calor a partir de elementos finitos, su principal función consiste en ejecutar el cálculo de transferencia de calor entre las superficies de forma dinámica dentro de un intervalo de tiempo. El programa permite analizar un espacio en tres dimensiones, valiéndose de la construcción de una geometría desde cualquier programa tipo CAD. Una vez introducida la geometría clasificada por partes correspondientes a los materiales y paramentos de análisis (fachada acristalada, fachada de obra, pavimento asfaltado, pavimento de baldosas de hormigón, etc) se procede a la caracterización de las propiedades físicas y superficiales de dichos materiales. El programa presenta un formato amigable y de fácil utilización y comprensión para los usuarios, permitiendo caracterizar sistemas constructivos a partir de las características de cada material en cuanto a coeficientes de albedo y de emisividad. Por otra parte, el programa ejecuta la simulación a partir de los datos de clima que se introducen, más adelante se explica a detalle las variables que son consideradas.
El balance de energía de cada elemento tiene en cuenta la incidencia de la energía reflejada y emitida por el resto de elementos, esta característica permite evaluar la proximidad entre los elementos y la interacción de diversos materiales y geometrías.
73
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Un aspecto a resaltar característico de este programa de simulación a diferencia de otros programas es la consideración de la inercia térmica de materiales. Esto significa que los materiales son caracterizados no sólo según las características superficiales de albedo y emisividad, sino también se tiene en cuenta el espesor, la capacidad calorífica, la densidad y conductividad del material, aspectos que son necesarios en la transferencia de calor a través de los sistemas constructivos. Este ha sido uno de los valores añadidos que se ha encontrado en la utilización del programa ya que nos ha otorgado flexibilidad en la composición de los pavimentos, fachadas y terrados, así como el intercambio entre el espacio interior y un espacio exterior.
Finalmente dentro de las aportaciones que brinda esta herramienta de simulación es la posibilidad de analizar el balance de energía de forma desglosada, es decir, los resultados del balance para longitud de onda larga y corta se pueden obtener de forma separada. El hecho de poder tener la información de forma separada es de mucha utilidad para evaluar los efectos de los materiales en su conjunto en las diferentes configuraciones espaciales y su evolución durante las horas del día y las
horas de la noche. El intercambio con el cielo
también es considerado en función de los datos de nubosidad y radiación que se introducen en el fichero de clima.
V.3 Caracterización de los factores que definen el balance de energía en el programa de simulación.
El método para evaluar el potencial de horas de confort de un espacio urbano debe estar definido a partir del balance de energía. Para ello se ha establecido una metodología basada en los factores que determinan el balance de energía del palio urbano (ver
FIGURA 6
capítulo
IV). Con ello se permiten valorar el porcentaje de horas de confort dentro de un rango de tiempo establecido como horas útiles del espacio público.
Más adelante se analizarán diferentes escenarios de comparación en los que se valora el efecto de cada parámetro. Para cada uno de los factores se expone tanto la información necesaria como los instrumentos que se requieren para su adaptación al modelo de simulación y su posterior utilización en el análisis de confort.
74
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
V.3.a. Caracterización del Factor Clima.
El modelo de simulación requiere la elaboración previa de los ficheros de clima en donde se establecen los valores horarios representativos de un día tipo para cada estación del año. Por lo tanto se han de desarrollar los siguientes aspectos:
Elección del día tipo de simulación. Información necesaria de datos climatológicos. Caracterización del fichero de clima y las curvas de temperatura necesarias.
Elección del día tipo de simulación Un primer paso es el establecer los meses del año que nos interesa estudiar, esta elección debe seguir un objetivo particular en cuanto a la posterior utilización de la información obtenida al final del análisis. Normalmente en climas templados o mediterráneos se requiere del estudio tanto de los meses de invierno como los de verano para evaluar las diferencias estacionales. En el caso de climas sin oscilaciones drásticas a lo largo del año pueden considerarse los meses más representativos de altas y bajas temperaturas. Otro parámetro a considerar es la nubosidad, con lo cual se pueden elaborar ficheros de clima para un día tipo de verano con cielo despejado y otro de cielo nublado para ver los efectos sobre el balance. Información necesaria de datos climatológicos En la realización del balance de radiación, el programa requiere de la definición de una serie de variables. El siguiente listado representa a los datos que deben ser introducidos en el fichero de clima, las cuales corresponderán a cada sitio de estudio. La información debe provenir de estaciones meteorológicas lo más próximas al sitio de estudio, en este sentido la captura de datos en ámbitos urbanos es de gran valor por las condiciones urbanas, sin embargo es recomendable que las datos de radiación provengan de captura a nivel de terrados. En el caso de Barcelona, se han utilizado los datos de la estación del Aeropuerto Llobregat y el Observatorio de Fabra para la simulación de escenarios.
Parámetro
unidad de medición
Latitud
Grados
Longitud
Grados
Nivel sobre el nivel del mar
Metros
Velocidad del viento
m/seg
Dirección del viento
de Norte a Esteen Grados 75
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Radiación Global
W/m2
Temperatura del aire
°C
Humedad Relativa
%
Nubosidad
rango 0-10 (0=despejado, 10=cobertura total)
Pluviometria
mm/hr
Datos de clima obtenidos posterior a la simulación.
Angulo Solar Zenital (de Vertical a Horizontal) en grados Angulo Solar Azimuth (de Norte a Este) en grados Lectura de Radiación Directa Solar en W/m2 Radiación Solar Total en plano horizontal en W/m2 Componente de Radiación Solar Difusa en W/m2 Temperatura del Cielo efectiva en °C Temperatura de rocío en °C
Caracterización del fichero de clima y las curvas de temperatura. El programa de simulación requiere de las variables antes mencionadas, se ha de preparar la información teniendo en cuenta el periodo de tiempo en el que se requieren los datos de salida y los ciclos de simulación. Este periodo de tiempo se establece en minutos así que si lo que interesa es valorar el balance de energía por cada hora el periodo es de 60min. Para alcanzar un estado estacionario se recomienda generar las simulaciones por cinco días. El programa permite la introducción de curvas de calor con lo cual es útil en la caracterización de flujo vehicular, energía transformada en calor latente, coeficientes de convección, temperatura superficial de una persona y de la vegetación. Para ello es necesario adaptar los datos en el periodo de tiempo de la simulación, normalmente por cada 60min. (ver caracterización del componente orgánico). V.3.b. Caracterización del Factor Materia
Componente mineral Para analizar un determinado espacio se ha de generar la volumetría que lo caracteriza. Se utiliza un programa de CAD, como es el AUTOCAD, o Rinho, etc. Siempre y cuando cuenten con una salida de formato tipo *.dxf para poder ser exportado al programa de simulación.
Los volúmenes deben ser generados diferenciando las capas de dibujo a partir de los materiales que se utilizarán (asfaltado, hormigón, tabique), de los paramentos a los que se 76
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
refiere (calzada, fachada, cubierta, acera, etc) y finalmente de las orientaciones. Con ello se establecen las piezas que serán configuradas dentro del programa y que nos interesa su resultado por separado.
Los diferentes sistemas constructivos que se pueden encontrar son muy diversos, por lo tanto se han de establecer criterios para la evaluación según la tipología de edificios que contienen el espacio. Por ejemplo, en ámbitos de edificios de vivienda se consideran materiales en fachadas y pavimentos que responden a sistemas constructivos comunes, en el caso de ámbitos determinados como edificios acristalados de gran altura, es conveniente tener en cuenta el tipo de vidrio y sus coeficientes de reflexión y absorción. Cada elemento es definido por los materiales que lo conforman en una o tres capas. Los materiales tienen las siguientes características físicas: Capacidad calorífica, Peso específico, Conductividad, Absorción, Reflexión.
Fachadas tipo La caracterización de las fachadas en el programa de simulación responde a sistemas compuestos de tres capas. Debido a la gran diversidad de sistemas constructivos que se encuentran en las ciudades, a continuación se muestra una clasificación de los tipos de fachada a partir de su grado de reflexión.
TABLA 9. Clasificación de fachadas por coeficiente de reflexión y conductividad.
TIPO
DE
DESCRIPCIÓN
ESQUEMA
FACHADA CRISTAL
Se componen de doble vidrio y una cámara de aire o gas. Actualmente existen en el mercado diversos coeficientes
de
conductividad
para
sistemas
constructivos de fachadas de cristal. Superficie muy reflectante.
LADRILLO
Este tipo de sistema constructivo es el más habitual en edificios de viviendas. La composición del muro de fachada puede variar si se trata de construcciones
Capa 1. interior 5cm
1
Capa 2. intermedia 10cm
2
3
Capa 3. exterior 15cm
4
antiguas, sin embargo las características superficiales se dividen dependiendo del color. Color blanco (superficie reflectante) Color marrón (superficie intermedia)
77
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
TIPO DE
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
DESCRIPCIÓN
ESQUEMA
FACHADA PREFABRICADOS
Corresponden a los sistemas constructivos cuya instalación es en seco. Normalmente los materiales de
fachadas
prefabricadas
son
paneles
de
tablacemento, hormigón pobre o madera. Superficies intermedias.
ESPECIALES
Representan a los sistemas constructivos de tapial o de piedra propios de construcciones antiguas. Se caracterizan por una alta inercia térmica, en el programa de simulación se consideran como una sola capa de material, para lo cual se analiza la U global según el acabado y espesor del muro. Por otra parte en este grupo se encuentran también las fachadas protegidas con enredaderas, las cuales son caracterizadas también como sistemas compuestos.
Cubiertas tipo La caracterización de los sistemas constructivos de cubiertas en las simulaciones también corresponde a sistemas de tres capas en las cuales se establecen los materiales superficiales como variante. En el caso de pérgolas y cubiertas de lona se aplica una sola capa con el material correspondiente.
TABLA 10. Clasificación de cubiertas por coeficiente de reflexión y conductividad.
TIPO
DE
DESCRIPCIÓN
CUBIERTA TEJA/BALDOSA
Corresponde al acabado superficial de la mayoría de los
CERÁMICA
edificios, ya sea para cubiertas de una o dos aguas. El albedo de estas superficies oscila entre
LÁMINA
Las grandes naves industriales o bien de instalaciones de equipamientos o servicios suelen utilizar como sistema de cubierta materiales prefabricados ligeros. El albedo depende del color pero la conductividad suele alcanzar
78
ESQUEMA
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ser
un
acabado
superficial
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
PINTURA
Suele
de
sistemas
ASFÁLTICA
constructivos de cubierta de hormigón armado. Se componen de un relleno de grava, una capa asfáltica y finalmente un acabado de pintura epóxica de color rojo, verde, e incluso negro.
ECOLÓGICAS
Se clasifican en dos tipos las extensivas y las intensivas, la diferencia radica en el volumen de vegetación que albergan y por tanto el espesor del sustrato vegetal.
Pavimentos tipo Los pavimentos se simulan en el programa como un sistema compuesto de tres capas. Para cada una de las capas se establecen los materiales que los componen en cuanto a sus propiedades de conductividad, capacidad calorífica, densidad, absorción y reflexión. El programa permite establecer una librería de materiales que pueden introducirse a detalle.
La primera de las capas responde a las características superficiales del pavimento, se especifica el material a vista, baldosa de hormigón, ladrillo, asfalto, etc. En esta capa también se atribuyen los datos de absorción y reflexión del material. La siguiente capa esta compuesta por el material de soporte, una losa de hormigón o suelo compactado. Finalmente se configura una tercera capa que simula el terreno natural con 7000m de profundidad.
TABLA 11. Clasificación de pavimentos por coeficiente de reflexión y conductividad.
TIPO DE PAVIMENTO
ABSORTIVIDAD
EMISIVIDAD
LADRILLO
0.75
0.93
HORMIGÓN
0.60
0.88
ASFALTO
0.93
0.93
ARENA
0.76
0.90
SUELO TIERRA
0.75
0.94
GRAVA
0.29
0.28
NIEVE
0.28
0.82
79
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Capa 1. material y acabado superficial 0.12m
baldosa hormigón Subase de mortero
Capa 2. Suelo compactado 0.6m
Suelo compactado
Terreno natural
Capa 3. Terreno 7m
FIG. 35 ESQUEMA CARACTERIZACIÓN PAVIMENTOS EN EL PROGRAMA
Para dar una idea mas a detalle de cómo es el comportamiento de los pavimentos en términos de radiación, se han analizado diferentes materiales de pavimentos con el fin de comparar la radiación emitida a lo largo el día. Los resultados indican una diferencia de hasta el 50% del total del flujo de radiación incidente en una persona entre un material y otro.
TABLA 12. Influencia del material de pavimentos sobre el balance de radiación
Balance de radiación de una persona de pie W/m2
Material Superficie
T °C
LW
Balance
Balance
LW +
Superficial
Incidente
LW
SHW
SHW
Tabique aparente
47.9
438.4
-137.63
736.93
599.3
Baldosa de hormigón
43.5
429.8
-117.07
721.67
604.6
Baldosas color blanco
28.7
399.6
-47.28
372.58
325.3
Arena blanca
27.6
212.8
-173.9
219.2
45.3
Hormigón color claro
39.7
419.4
-92.04
622.14
530.1
oscuro
Como se puede apreciar en la tabla, una persona recibe mayor cantidad de radiación en un pavimento de hormigón de color claro. La cantidad del calor absorbido en cada caso se debe al comportamiento de cada material para cada longitud de onda. En el caso de materiales con menor temperatura como es el hormigón claro, el factor de reflexión es mucho mayor que la 80
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
del tabique aparente, lo que hace que la radiación de onda larga sea menor. Sin embargo, el total de radiación recibida por una persona incrementa debido a la onda corta incidente, llega a verse una diferencia de hasta un 80% al medio día entre estar de pie sobre un pavimento de color blanco (máxima reflexión) y un pavimento de hormigón oscuro. Incluso entre una baldosa de color blanco y una baldosa de hormigón claro (nuevo) hay una diferencia de 60% en el calor recibido por la persona. Ya dependerá de las condiciones de viento, humedad y actividad metabólica las que permitan o no estar dentro del nivel de confort.
Componente hídrico
Para establecer los porcentajes de agua necesarios dentro del espacio para un mejor aprovechamiento térmico, habrá que tener en cuenta en primer lugar las condiciones climatológicas (ver gráficas). El efecto térmico está sujeto a la cantidad de agua saturada en el aire, ya que para humedades relativas altas el intercambio será menor que en humedades relativas bajas donde el aire tendrá mayor capacidad de absorber el agua evaporada. Otro factor importante es a la profundidad del agua ya que de ello depende la mayor o menor cantidad de inercia térmica en el tiempo. Pérdidas Energéticas/ metro cuadrado de superficie de agua Junio
25.00
100.00
20.00
80.00
15.00
60.00
Energía W/m2
10.00 5.00
40.00 20.00
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
3
0.00
0.00
1
Energía W/m2
Pérdidas Energéticas/ metro cuadrado de superficie de agua Enero
-20.00
-5.00 -10.00
-40.00 horas Lp evaporación
horas Lp convección
Lp evaporación
Lp convección
FIG. 36 Y 37 PERDIDA DE ENERGÍA m2 DE SUPERFICIE DE AGUA ENERO Y JUNIO MADRID
Componente orgánico
La definición de la vegetación en el programa de simulación ha sido un análisis extenso en el que se han valorado diferentes alternativas de cálculo con el fin de analizar el comportamiento de la vegetación en el contexto urbano. La proximidad a la realidad de los procesos químicos que caracterizan a la vegetación es un tanto relativa ya que la reacción de 81
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
árboles, arbustos etc. en el contexto urbano está condicionada también por las condiciones hídricas, factor que en este estudio no se aborda, sin embargo, resulta de interés observar el comportamiento que supondría bajo unas condiciones hipotéticas de clima.
La curva de
temperatura superficial de la hoja se define a partir del balance de energía en las condiciones climáticas de verano y de invierno. El efecto de la temperatura del aire es importante, pero la velocidad del viento es un factor que determina que tan cercano se está de la temperatura ambiente. En las siguientes tablas se muestra la alteración de la temperatura superficial según la ecuación descrita anteriormente. El cálculo se ha hecho en diferentes horas de un día tipo del mes de junio en la ciudad de Madrid. Se ha sometido el balance de una hoja de 10cm, con albedo de 0,05 y emisividad de 0,95 con resistencia estomática de hasta 50 a las siguientes condiciones de entorno:
TABLA 13. Condiciones microclimáticas del mes de Junio, Madrid.
Hora del día
Temperatura
Humedad relativa
Radiación
Velocidad del
del aire °C
%
Solar W/m2
Viento m/s
0:00
21.21
75
0
1.91
5:00
16.83
75
12
1.91
8:00
22.59
75
575
1.86
12:00
29.77
75
860
2.24
19:00
29.51
75
10
1.69
21:00
25.91
75
7
1.80
Los resultados obtenidos en la primera tabla nos muestra la curva de temperatura superficial a partir de las condiciones de clima. En las posteriores gráficas, los resultados corresponden a la alteración máxima de radiación, y velocidad del viento, con el fin de probar la influencia de cada variable sobre el balance. 35
30
Temperatura ºC
25
20
15
10
5
0 0:00
5:00
8:00
12:00
19:00
21:00
hora Temperatura del aire °C
Temperatura de la hoja
FIG. 38 TEMPERATURA DE LA HOJA SIN INCIDENCIA DE LA RADIACIÓN SOLAR. JUNIO CLIMA MADRID
82
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Como puede apreciarse la nula existencia de radiación genera que la temperatura de las hojas se mantengan por debajo de la temperatura ambiente de manera casi proporcional. 35
30
Temperatura ºC
25
20
15
10
5
0 0:00
5:00
8:00
12:00
19:00
21:00
hora Temperatura del aire °C
Temperatura de la hoja
FIG. 39 TEMPERATURA DE LA HOJA CON INCIDENCIA RADIACIÓN SOLAR. JUNIO CLIMA MADRID
En el caso de mantener las condiciones originales y alterar únicamente el régimen de viento, podemos observar, la influencia del viento, en donde a velocidades de viento muy fuertes la temperatura de la hoja tiende a acercarse a la del aire, sin embargo cuando el viento disminuye de intensidad, la temperatura de la hoja se contrapone a la del ambiente, siendo mas baja en las primeras horas del día y más alta durante las horas del medio día.
La resistencia a temperaturas altas puede estar alterada a través de las ganancias por convección, ya que al aumentar la velocidad del viento la temperatura presenta un incremento. Temperatura superficial hoja Aumento velocidad del viento (4,5m/seg) 35
30
Temperatura ºC
25
20
15
10
5
0 0:00
5:00
8:00
12:00
19:00
21:00
hora Temperatura del aire °C
Temperatura de la hoja
FIG. 40 TEMPERATURA DE LA HOJA INCREMENTANDO LAS PÉRDIDAS POR CONVECCIÓN
83
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Temperatura superficial hoja Disminuyendo velocidad del viento (0,5m/seg) 40
35
Temperatura ºC
30
25
20
15
10
5
0 0:00
5:00
8:00
12:00
19:00
21:00
hora Temperatura del aire °C
Temperatura de la hoja
FIG. 41 TEMPERATURA DE LA HOJA DISMINUYENDO LAS PÉRDIDAS POR CONVECCIÓN
Caracterización de la vegetación en el modelo
Dado que existen diversos procesos dentro de la vegetación que reaccionan ante las condiciones del entorno, con el fin de mantener una temperatura próxima a la del ambiente, la caracterización de la vegetación en el programa de simulación responde principalmente a las características que determinan su geometría, transmisión (coeficiente de sombra) y absorción de la radiación.
El Árbol La estructura de un árbol tiene como características principales la transmisión de la radiación de forma isotrópica, es decir de la parte exterior hacia la parte central interior, con lo cual la geometría deberá tener en cuenta este factor. Los árboles se han caracterizado según su geometría y transmisión de radiación en sentido vertical. La frondosidad del árbol determina un perfil geométrico que puede ser ovalado, circular, trapezoidal, y elíptico. Se han dispuesto una serie de capas que simulan la estratificación del árbol permitiendo el paso de la radiación directa. Los coeficientes de absorción y emitancia de las capas corresponden a la distribución de la radiación a diferentes longitudes de onda, asignando a la parte posterior un coeficiente de absorción a la radiación de onda corta ya que estará más influenciada por la acción de radiación directa. Por otro lado la parte anterior se verá más afectada por la reirradiación de pavimentos y de las propias capas del árbol así que se le ha asignado un coeficiente con respecto a la radiación de onda larga.
84
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Radiación Incidente
Respuesta Onda Corta Absortividad 0.90
Ca
pa
de
Reflexión Radiación emitida superficies
lD
os e
T hoja = T°C Ambiente
l
Respuesta Onda Larga Absortividad 0.60
Radiación emitida pavimentos
Transmisión Frondosidad
FIG.42 ESQUEMA CARCATERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN EN EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN TÉRMICA
Los procesos de evapotranspiración, la resistencia estomática y el intercambio convectivo con el aire permiten que la temperatura de las hojas del árbol se mantengan próximas a la temperatura ambiente. Para dar un resultado más próximo a la realidad en las simulaciones de transferencia de calor de la vegetación con el resto de las superficies, se han caracterizado las capas que simulan al árbol como elementos con una temperatura asignada que coincide con la curva de temperatura ambiente, asumiendo los procesos químicos del metabolismo de la planta.
Plantas y arbustos. Las estructuras arbustivas son caracterizadas de manera semejante a la de los árboles, considerando la superficie que ocupan en altura y profundidad.
FIG. 43 VISTA DE UN ARBOL EN SIMULACIÓN
Superficies Tapizantes. Representan las coberturas de vegetación en sentido vertical y en sentido horizontal. En sentido vertical se presentan a manera de enredaderas o trepadoras sobre fachadas y paredes medianeras expuestas. En cambio las de sentido horizontal representan tanto
85
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
coberturas intensivas o extensivas en terrados2, como también superficies de pavimento de césped, parterres o taludes. La protección de elementos constructivos con superficies tapizantes favorece en la disminución de radiación emitida por estas, contrarrestando la radiación de infrarrojos en el ambiente. La incorporación en fachadas es un aspecto a tener en cuenta en emplazamientos con alta densidad construida donde el espacio de verde urbano es escaso a nivel de suelo.
Fachada color blanco 100% superficie cubierta
Fachada color blanco Sin protección
972kW/m2 kW/m2/dia 11.0 día
110 kW/m2/dia 9.7 kW/m2 dia
FIG. 44 DIFERENCIA DE RADIACIÓN DE ONDA LARGA EMITIDA DE UNA PARED BLANCA CON O SIN ENREDADERA EN VERANO
La caracterización en el balance de radiación de una superficie cubierta por una enredadera se calcula determinando el área de cobertura. Para ello se consideran como porcentajes adecuados de cobertura entre un 20 y un 50% de la superficie total para el caso de fachadas con ventanas, en el caso de fachadas sin ventanas se considera un 100% de la superficie como recubierta. A continuación se muestran los resultados de una simulación que compara las temperaturas superficiales de una pared de color blanco y la misma cubierta por un 20% y un 100% de enredaderas. GRÁFICA 2. Simulación del efecto de la enredadera en una fachada.
Junio, Barcelona 30
Temperatura ºC
25 20 15 10 5 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
tiempo (hr)
2
Pared
Pared 100% cubierta con enredaderas
Pared con 20% cubierta de enredaderas
Aire ambiente
Se refiere a sistemas constructivos como las cubiertas ecológicas, las cuales sustituyen el material superficial de terrados por plantas.
86
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
GRÁFICA 3. Calor reflejado por radiación de onda corta.
Junio, Barcelona Junio Barcelona 250
Calor por Radiación Solar W/m2
Calor por Radiación Solar W/m2/dia
200
150
100
50
0 8hrs
9hrs 10hrs 11hrs 12hrs 13hrs 14hrs 15hrs 16hrs 17hrs 18hrs 19hrs 20hrs 21hrs 22hrs Pared
Pared 100% enredadera
Pared 20% enredadera
Como se puede apreciar la temperatura a lo largo del día sitúa a la pared blanca con mayor temperatura con respecto a las paredes con enredaderas. El efecto se pronuncia más con el aumento de área naturada. Sin embargo a las primeras horas del día así como después de las 20hrs, la pared blanca sin protección mantiene una temperatura más baja, esto indica la proximidad a la temperatura ambiente de la vegetación. Lo mismo sucede con la radiación reflejada por la fachada, la pared blanca con un 20% de cubierta verde disminuye la reflexión considerablemente.
Las Personas
Para analizar el balance de radiación absorbida por una persona en un espacio exterior a través del programa de cálculo, ha sido necesaria una caracterización a partir de los aspectos que definen térmicamente a una persona, como son la temperatura superficial de la piel, la vestimenta y el volumen del cuerpo.
El balance de radiación absorbida contempla tanto la onda corta como la onda larga incidente sobre la persona y la reflexión y emisión correspondiente. Esto ha servido para valorar el porcentaje de influencia de cada longitud de onda el balance, que como se verá más adelante, difiere según las condiciones espaciales y del clima.
87
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Una persona se representa como una elipse de 1.8m2, lo cual se asemeja a un cuerpo de una persona de 1.65m de altura. La elipse se caracteriza como un sólido con una temperatura asignada, la cual corresponde a la temperatura superficial de una persona según las condiciones climáticas (temperatura, viento y humedad relativa) además de las resistencias de vestimenta y la actividad metabólica.
La cantidad de radiación emitida por una persona dependerá de esta temperatura superficial y del factor de emisividad (1) y a cantidad de radiación de onda corta dependerá de la radiación absorbida por la persona, en el caso de las personas el factor de albedo es de 0.37 por lo tanto hemos considerado una absorción de 0.73. El factor de vista de cielo y del terreno es considerado por el programa en el balance radiativo.
37ºC (internal conditions)
T superficial (front conditions)
FIG. 45 CARACTERIZACIÓN DE UNA PERSONA EN EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN TÉRMICA
En las siguientes gráficas se puede apreciar la diferencia entre la radiación registrada en la parte superior de la elipse y la parte inferior. Los resultados muestran que el cálculo de la radiación incidente es sensible a la geometría y al factor de vista de cielo de cada una de las partes y elementos que conforman a la elipse.
El balance de calor por radiación de onda corta (solar) es mucho mayor en la parte superior de acuerdo a la exposición a lo largo del día, incluso cerca del medio día, el fichero del clima utilizado en este caso, presenta una obstrucción debido a la nubosidad, que es reflejado en la disminución repentina de calor. En cambio la parte inferior de la elipse presenta menor incidencia de la radiación de onda corta y una mayor cantidad de radiación incidente de onda larga, esto nos muestra que está más influenciada por la proximidad a las superficies de pavimentos y a la energía reflejada y emitida por éste. Esta una de las aportaciones que tiene el emplear este tipo de programas de simulación ya que permite analizar la influencia entre los diversos elementos que componen un espacio urbano.
88
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
GRAFICA 4. Balance de radiación solar en la parte superior e inferior de la elipse.
Parte superior
Parte inferior
GRAFICA 5. Balance de radiación onda larga en la parte superior e inferior de la elipse.
Parte inferior
Parte superior
V.3.d. Caracterización de la Configuración Espacial.
Para el análisis de un determinado espacio urbano es necesario identificar el tipo de configuración espacial al que se refiere, si es una sección de calle, una plaza, patio, etc. En el caso de analizar los prototipos de espacios que caracterizan a un barrio o una ciudad, se recomienda identificar cómo se clasifican los tramos de calle o de plazas por su orientación y proporción de sección. Por lo tanto idenpendientemente de la escala de estudio, la
89
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
caracterización de la configuración espacial se basa en la clasificación de tipologias de sección de calle clasificadas a partir de los tres factores mencionados en el capítulo anterior:
Orientación Proporción de la sección (factor de vista de cielo) Proximidad a los paramentos verticales
Caracterización Tramos de calle
En la ciudad de Barcelona, los tramos de calle en un 70% de los casos tiene orientación NWSE o SWNE, esto se debe a la forma de la ciudad definida por la montaña y el mar. Para analizar estos porcentajes ha sido necesaria la utilización de un sistema de información geográfica en donde se localizan los tramos de calle como una entidad al eje de la calle. Para cada entidad se analiza su posición con respecto al norte en grados. La clasificación de las orientaciones de calle responde a un margen de 45° para cada costado, con lo cual se dividen los 360° en 8 partes iguales. NS 67.5º
112.5º
SWNE
NWSE
Orientación de calle en Barcelona Orientación
% tramos de calle
SWNE
35
NWSE
35
NS
14
EW
16
157.5º
22.5º
EW
EW
202.5º
337.5º
SWNE
NWSE 247º
NS
FIG. 46 CLASIFICACIÓN DE ORIENTACIÓN TRAMOS DE CALLE EN BARCELONA
90
292.5º
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
FIG. 41 TIPOLOGÍA DE SECCIÓN DE CALLE EN LA CIUDAD DE BARCELONA.
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
91
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
FIG. 47 DETALLE DE LA PROPORCIÓN DE SECCIONES EN EL EIXAMPLE Y CASCO ANTIGUO
Una vez definidas las orientaciones del conjunto de espacios urbanos, es necesaria la caracterización entre la proporción del volumen edificado y el espacio abierto. Esta relación, nos permite valorar la influencia entre la masa edilicia sobre las características microclimáticas del sitio. Como es sabido el clima de un emplazamiento es alterado por la presencia de edificios. El régimen de vientos es alterado por las volumetrías y en consecuencia varía el intercambio de calor entre los elementos.
La densidad constructiva en la ciudad de Barcelona se clasifica también por diferentes tejidos urbanos. Para cada uno de ellos existe una correlación entre la anchura de calles y la altura promedio de los edificios. En el siguiente cuadro se muestran las alturas medias correspondientes a cada tipo de calle, según la distancia entre fachadas y la proporción de calle.
Como se puede apreciar en la tabla 14, los tejidos tipo eixample, oscilan en alturas de entre 20 y 37m, las cuales representan edificios de entre 5 y 9 plantas aproximadamente. De acuerdo al tipo de construcción en la mayor parte de este tejido las zonas de mayor densificación con edificios de hasta 50m de altura podrían alcanzar proporciones cercanos a 2. Las calles entre 13 y 19m de anchura les corresponden edificios de entre 3 y 10 plantas, mientras que los cascos antiguos oscilarán entre los 7 y 24m de altura (2 – 6 plantas). En algunas calles de casco antigüo como es el distrito de Ciutat Vella la proporción llega hasta 5, con lo cual indica edificios de más de 10 plantas en calles estrechas. 92
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
Las grandes avenidas son las que presentan un HD menor o igual a 0,5, ya que las construcciones oscilan entre los 15 y 25m de altura, es decir, de 4 a 6 plantas. A pesar de que en el caso de tejidos con bloques de edificios la densidad constructiva es aún mucho mayor a estas alturas, los espacios libres en el interior de las manzanas crea una proporción amplia de la calle, este caso se repite en zonas como Pedralbes, Les Corts o Sant Martí.
TABLA 14. Altura de edificios para cada sección de calle
ancho de calle (m) casco antiguo
heterogeneo
7 8 9 10
avenidas paseos
HD 1 7
HD 1,5 10.5
HD 2
HD 5
14
35
4
8
12
16
40
4.5
9
13.5
18
45
5
10
15
20
50
11 12
5.5
11
16.5
22
55
6
12
18
24
60
13
6.5
13
19.5
26
65
14 15 16 17 18 19 eixample
HD < 0,5 3.5
20 21 22 23 24 25 30 35 40 50
7
14
21
28
70
7.5
15
22.5
30
75
8
16
24
32
80
8.5
17
25.5
34
85
9
18
27
36
90
9.5
19
28.5
38
95
10
20
30
40
100
10.5
21
31.5
42
105
11
22
33
44
110
11.5
23
34.5
46
115
12
24
36
48
120
12.5
25
37.5
50
125
15
30
45
60
150
17.5
35
52.5
70
175
20
40
60
80
200
25
50
75
100
250
De acuerdo a las volumetrías de la ciudad registradas hasta el año 2004, el desglose de las proporciones de calle en la ciudad se reparten de la siguiente manera: un 18% mantiene una proporción menor a 0,5, la cual corresponde a las grandes avenidas como por ejemplo Diagonal y Gran Via de las Cortes Catalanas en sus tramos finales; un 69% de los tramos de calle se encuentran entre 0,5 y 2, lo cual significa gran parte de los tejidos urbanos de ensanche y zonas de tejido heterogéneo. Finalmente un 13% de los tramos de calle se mantienen con proporciones mayores de 2, los cuales corresponden a los cascos antigüos de Ciutat Vella, Sarriá, Grácia, etc.
93
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
TABLA 15. Clasificación de las proporciones de calle en Barcelona
h/d
Porcentaje de tramos de calle
< 0,5
18%
0,5 – 1,0
30%
1,0 – 2,0
39%
>2
13%
A partir de la orientación y las proporciones de calle podemos observar que la tipología de calle que mas se repite en el contexto urbano barcelonés es el NWSE 0,5 – 2, SWNE 0,5 – 2.
TABLA 16. Clasificación de tramos en Barcelona por tipología de sección de calle
h/d < 1
%
h/d > 1 < 2
%
h/d >2
%
EW <04 NS <04 SWNE <0.4 NWSE < 0.4
5,5 1,2 12,0 11,2
EW >1<2 NS >1<2 SWNE>1<2 NWSE >1<2
10,9 3,3 24,6 25,4
EW > 2 NS > 2 SWNE > 2 NWSE > 2
1,3 0,7 2,0 1,9
V.3.e Calor por tránsito vehicular.
En la caracterización de las secciones de calle, una de las variables que también condiciona el potencial de confort es la incorporación del calor producido por los vehículos. En el programa de simulación de transferencia de calor, se puede incorporar como un calor impuesto al volumen de aire contenido en la calle. Para ello es necesario identificar la intensidad de vehículos por hora según el tipo de calle y el día de la semana (laborable, fin de semana), con ello se calcula la QT y se introduce como un calor impuesto en el programa de simulación. A partir de este criterio surgen las siguientes tipologías de casos a analizar:
TABLA 17. Criterios de aplicación del flujo vehicular para el análisis térmico. DIA DE ANALISIS TIPO
DIA
Laborables
Lunes Viernes
Fin de semana
Sábado
TIPO DE CALLE TRÁNSITO LOCAL
TRÁNSITO SECUNDARIO
Movimiento moderado
Actividad alta del movimiento de
Este caso es útil para el
vehículos. Este caso es útil para el
análisis de ejes cívicos y
análisis de ejes cívicos y comerciales
peatonales
(caminos escolares, equipamientos)
Suelen tener mayor movimiento sobretodo aquellas con alta
TRÁNSITO PRINCIPAL
Actividad intensa
Actividad alta
concentración de actividad económica. Este caso es útil de analizar el incremento de confort con tránsito bajo.
Domingo
94
Bajo movimiento. Ejes peatonales y zonas de
Movimiento moderado. En el caso de grandes avenidas con
estar, recreativas.
espacio público de relación (bulevares y paseos).
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
A continuación se expresan dos ejemplos de calles en la ciudad de Barcelona. Las intensidades corresponden a aforos realizados por la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona. En las siguientes gráficas se hace referencia a dos tipos de calle Aragó y Paseo de Sant Joan. La primera se caracteriza por un intenso tránsito vehicular durante todo el día y alcanza en un día laborable un poco más de 35000 watts de calor por tramo de calle. GRÁFICA 6. Calor producido por el flujo vehicular. Calle Aragó Barcelona
Fuente: Agencia de Ecología Urbana deaBarcelona 40000 35000 30000
Watts
25000 20000 15000 10000 5000 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hora
Lunes
Sabado
Domingo
GRÁFICA 7. Calor producido por el flujo vehicular. Paseig de Sant Joan Barcelona
Fuente: Agencia de Ecología Urbana de Barcelona 5000 4500 4000
Watts . tram
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hora
Lunes
Sábado
Domingo
95
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO V. METODOLOGIA DE ANÁLISIS
En cambio el Paseo de Sant Joan se caracteriza por ser una calle con tránsito vehicular no tan intenso como en el caso de la calle Aragó, y presenta como máximo flujo durante las horas punta del día por la mañana en los días laborables y hacia el medio día los festivos. En resumen, el objetivo de esta metodología de análisis es la de generar un instrumento de evaluación de habitabilidad térmica a partir de la caracterización de un espacio urbano en el programa de simulación Radtherm y su posterior evaluación en función de las horas útiles de confort de una persona situada en aquél espacio y en unas condiciones de clima determinadas.
Dentro de las aplicaciones que consideramos sobresalen a esta metodología de análisis son las siguientes:
La aplicación en el diseño urbano como herramienta de análisis durante la definición del proyecto a manera de corrección de propuestas. La aplicación en la definición de estrategias de planificación de espacios exteriores; en donde se puede aplicar para la generación de pautas de naturación urbana, análisis del tejido urbano y potencial de captación y emisión de radiación.
En los próximos capítulos se aborda la aplicación de la metodología en la creación de una estrategia de aumento del tiempo útil del espacio público en condiciones de confort, reduciendo las horas críticas que puedan disminuir la habitabilidad de un espacio urbano por cuestiones asociadas al confort térmico.
96
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Capitulo VI. Escenarios de Análisis. VI.1 Objetivo de análisis Dentro de la tipologia de subespacios que conforman a los tejidos urbanos, la calle se caracteriza como principal espacio de desplazamiento y comunicación. Representa un espacio intermedio cuyas condiciones repercuten en la habitabilidad tanto del interior de los edificios como en la habitabilidad del exterior. Por lo tanto, el documento centra la metodología principalmente a la sección de calle.
En relación a las cuestiones que formula la hipótesis de la tesis, la metodología de evaluación térmica se subdivide en tres fases:
1ª. Repercusión del modelo de movilidad en el potencial de horas de confort de calles. En esta primera fase se analiza como variable el efecto de la coexistencia de las personas en una calle con el vehiculo de paso. Para ello se valora el potencial de confort de una persona situada en la acera con y sin el calor producido por un carril de automóviles. Las aceras se clasifican por tipologías a partir de su proximidad a las diferentes orientaciones de fachadas.
Variable 1: Generación de Calor. Análisis de Confort en Aceras mes de junio y agosto con y sin tránsito vehicular. Se hace también la valoración de referencia en el mes de diciembre.
2ª. Ponderación de la trama urbana por tipologías de sección de calle. Una vez identificada la repercusión del tránsito vehicular en el potencial de confort, se realiza la ponderación de los tramos de calles a partir del % de horas útiles de confort. En esta fase se tiene como variable la proporción de calle y la orientación.
Variable 2: Orientación y Proporción de calle. Análisis de Potencial de Confort para cada tipología de sección de calle mes de junio y diciembre despejados.
3ª. Análisis del efecto de la vegetación por tipologías de sección de calle. En esta ultima fase, se valora el efecto de la vegetación en cada tipología de calle a partir de la definición de escenarios de naturación y el % de horas útiles de confort.
Variable 3: Presencia de vegetación en el entorno.
97
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
VI.2 Descripción de los escenarios
El comportamiento térmico del espacio público puede ser analizado a partir de diversas variables. En este caso, la intención ha sido optar por la definición de una serie de escenarios cuya principal directriz sea la progresiva recuperación del espacio público para el uso de las personas. A partir de esta temática, se organizan los bloques de análisis, de tal forma que nos permitan generar una nueva lectura del espacio urbano en términos de potencial de confort desde un estado inicial y en su progresiva transformación. Estos bloques de análisis se definen a partir de las siguientes variables:
VARIABLES DE ANÁLISIS 1. La Movilidad Urbana Representa el análisis de confort en aceras teniendo en cuenta la presencia del flujo vehicular y la carga de calor que es producida. 2. Orientación y Densidad Corresponde al análisis de las tipologías de sección de calle para valorar cual es el potencial de confort durante las horas de uso del espacio público. 3. Presencia de Vegetación Estos escenarios evalúan el efecto de la incorporación de elementos vegetales, como es el arbolado viario, superficies tapizantes verticales y horizontales.
TABLA 18. Características de los escenarios de análisis
Escenario Control DESCRIPCIÓN:
Es el escenario de referencia para comparar la acción del resto de las variables. Se conforma de una distribución típica de calzada y aceras sin presencia de vegetación.
Pavimento Fachadas
50% asfaltado (calzada y zonas servicio), 50% baldosas de hormigón. 100% de las fachadas se han considerado como paredes de 30cm de ancho, con una U = 0,20. El acabado superficial corresponde a pintura de color amarillo claro.
Protección solar
98
0% de protección por arbolado.
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Escenario I – Acción arbolado. Verde viario DESCRIPCIÓN:
Escenario donde la variable es la sombra de los árboles. La comparación con el escenario de control determina la acción de la presencia de árboles para cada tipología de calle.
Pavimento Fachadas
50% asfaltado (calzada y zonas servicio), 50% baldosas de hormigón. 100% de las fachadas se han considerado como paredes de 30cm de ancho, con una U = 0,20. El acabado superficial corresponde a pintura de color amarillo claro.
Protección solar
Arbolado en ambos lados de la calle, de frondosidad de 5m de diámetro.
Escenario II. Verde permeable DESCRIPCIÓN:
Escenario que valora la acción de los pavimentos permeables. La diferencia con el escenario III es el efecto para cada tipologia de sección de la enredadera y el pavimento permeable. Este escenario representa también una calle pacificada al tránsito vehicular.
Pavimento
75% baldosas de hormigón y un 25% de la superficie de la calle (correspondiente a aparcamiento) en zona de césped.
Fachadas
100% acabado superficial pintura color amarillo claro, U= 0.20
Protección solar
Escenario I. Arbolado a un costado de la calle de 5m de frondosidad en fachadas Sur y Oeste.
Escenario III. Verde espontáneo DESCRIPCIÓN:
Escenario donde se evalúa el efecto de las fachadas con enredaderas en parte de su superficie. Se considera una calle sin presencia de vegetación en el espacio público por tanto este escenario representa al verde por iniciativa colectiva.
Pavimento Fachadas
50% asfaltado (calzada y zonas servicio), 50% baldosas de hormigón. Un 50% de la superficie de fachadas es considerada cubierta por enredaderas. Y 50% fachada acabado superficial pintura color amarillo claro, U= 0.20
Protección solar
Sin protección solar.
99
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Escenario IV. Verde participativo DESCRIPCIÓN:
En este escenario la variable es la incorporación de un pavimento más reflectante, la presencia de arbolado en un costado de la acera y vegetación en fachadas. Representa la acción de la pacificación de una calle, al cambiar de pavimento y con la incorporación de arbolado y la colaboración de vecinos en el reverdecimiento de fachadas.
Pavimento
Se ha sustituido los materiales de pavimentos por el 100% de baldosas de hormigón. Esto es considerando la calle como peatonal.
Fachadas
Un 50% de la superficie de fachadas es considerada cubierta por enredaderas. Y 50% fachada acabado superficial pintura color amarillo claro, U= 0.20
Protección solar
Escenario I. Arbolado a un costado de la calle de 5m de frondosidad en fachadas Sur y Oeste.
Escenario V. Acción mixta. DESCRIPCIÓN:
En este escenario se evalúa la acción en conjunto de pavimento reflectante, pavimento permeable, fachada con enredaderas y un costado de la calle con árboles. Respondería a un tipo de calle pacificado de sección única.
Pavimento
Se ha sustituido un 25% de la superficie de la calle (correspondiente a aparcamiento) en zona de césped.
Fachadas
U= 0.20 acabado superficial pintura color amarillo claro y un 50% de la superficie de fachadas es considerada cubierta por enredaderas.
Protección solar
Escenario I. Arbolado a un costado de la calle de 5m de frondosidad en fachadas Sur y Oeste.
Escenario VI. Acción máxima. DESCRIPCIÓN:
Este es el escenario con máxima naturación, se incorpora al escenario V el otro costado de la calle con arbolado. Representa el escenario semejante a lo que vendría a ser un corredor verde urbano.
Pavimento
Se ha sustituido un 25% de la superficie de la calle (correspondiente a aparcamiento) en zona de césped.
Fachadas
U= 0.20 acabado superficial pintura color amarillo claro y un 50% de la superficie de fachadas es considerada cubierta por enredaderas.
Protección solar
100
Arbolado en ambos lados de la calle de 5m de frondosidad.
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
VI.3 Descripción del Modelo de Estudio
Se ha elegido como metodología de análisis la evaluación de un modelo de estudio que consiste en el cruce de dos tramos de calle y cuatro cuadrantes. Los cuadrantes representan las esquinas entre fachadas: Norte – Este (W); Sur – Este (X); Sur – Oeste (Y); Norte - Oeste (Z). Se ha denominado a cada uno de los tramos de calle con respecto a la orientación de la calle, así tenemos puntos de personas a lo largo del tramo Este-Oeste y del tramo Norte-Sur, situadas a cada 5m de distancia entre una y otra.
De esta manera por cada simulación
realizada se permite extraer los resultados tanto de los tramos de calle como de los cuadrantes.
a. Configuración Formal
Objetivos Configuración Espacial: Evaluar la repercusión de la clasificación de tipologias de sección de calle en el balance de confort, así definiendo como principales variables los siguientes aspectos:
Proporción y Orientación de las Fachadas Materiales Superficiales de Fachada y Pavimentos Proximidad al parámetro vertical.
Tramos de Calle Para hacer el análisis sobre el comportamiento de los tramos de calle, se caracterizan tres diferentes proporciones de calle. Estas proporciones corresponden a la relación de la altura de los edificios con la anchura de la calle, en esta caso hemos considerado valores de 0.4, 1, y 2 ya que corresponden a calles de densidad baja, media y compacta. En el siguiente cuadro se describen las características generales de cada uno.
101
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Se disponen 11 puntos a lo largo de cada eje de tramo de calle. En esta imagen se identifican los puntos que serán analizados particularmente.
Calle NS
Cuadrante Y
Cuadrante X
Punto de análisis
Calle EW
Cuadrante Z
Cuadrante W
FIG. 48 MODELO DE SIMULACIÓN 90°
Cuadrante Norte
En el caso de tramos de calle con orientación NWSE y SWNE, se aplica el mismo criterio, los puntos de análisis se han elegido por su proximidad al cruce de calle y a la vez mantiene influencia de los paramentos de fachada.
Calle NWSE
Punto de análisis
Cuadrante Este
Cuadrante Oeste
Calle SWNE
Cuadrante Sur
FIG. 49 MODELO DE SIMULACIÓN 45°
Proximidad a paramentos verticales Para el análisis de la influencia entre el centro de la calle y las zonas adjuntas a los edificios, se utiliza el mismo modelo pero situando los puntos a 1m de distancia de las fachadas. Los resultados de estos análisis harán referencia a la fachada adjunta de cada punto, así entonces identificamos para una orientación a 90° las fachadas Este, Oeste, Sur y Norte. Mientras que en el caso de orientaciones a 45° se analizan las fachadas Sudeste, Sudoeste, Nordeste, Noroeste. 102
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
Cuadrante X
F. Oeste
Cuadrante Y
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Puntos de análisis a 1m de distancia de las fachadas. De esta manera se evalúa el efecto de la proximidad a fachadas en un tramo de calle. El punto es el mismo que en el modelo central solo desplazado hacia la acera.
F. Norte
F. Sur
Cuadrante Z
Cuadrante W F. Este
FIG. 50 PUNTOS ANALISIS PROXIMIDAD A FACHADAS 90°
h/d = 0,4 Calle de 20m de anchura, con edificios de 8m de altura.
h/d= 1
A1
Calle de 20m con edificios de 20m altura
A2
h/d= 2 Calle de 20m con edificios de 40m de altura.
A3 FIG. 51 CLASIFICACIÓN DENSIDAD CONSTRUCTIVA DEL MODELO DE SIMULACIÓN
b. Clima Las características del clima en la ciudad de Barcelona se distingue por humedades relativas altas durante todo el año y velocidades de viento altas en invierno, en verano, las temperaturas más altas se presentan en los meses de julio y agosto, aunque la incidencia de radiación solar es más alta en el mes de junio.
Interesan sobretodo los meses en los que el espacio público es potencialmente utilizado por las personas, y en el que mayor tiempo se requieren de condiciones de confort. Para ello se han se han elegido los meses de junio, agosto, diciembre y marzo para el ejecución de las simulaciones. El mes de junio interesa por ser el mes con mayor radiación global diaria, con lo 103
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
cual nos dará los resultados más restringidos en cuanto a balance de radiación de las superficies. El mes de agosto interesa por el incremento de las temperaturas y la intensa ocupación como mes de vacaciones. Marzo y Diciembre nos servirán de referencia a las condiciones en primavera y en invierno. En las gráficas 8 – 11 se muestran los valores utilizados (la radiación global, la temperatura del aire, humedad relativa y velocidad del viento) dentro de los ficheros de clima introducidos a la simulación de los escenarios. GRAFICA 8. Radiación Global Diaria W/m2
RADIACIÓN GLOBAL DIARIA W/m2
1200
1000
800
600
400
200
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HORA
MARZO
JUNIO
AGOSTO
DICIEMBRE
GRÁFICA 9. Humedad Relativa % 100
HUMEDAD RELATIVA %
90
80
70
60
50
40 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HORA
MARZO
104
JUNIO
AGOSTO
DICIEMBRE
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
GRÁFICA 10. Temperatura del aire °C 40.0 35.0
TEMPERATURA °C
30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HORA
MARZO
JUNIO
AGOSTO
DICIEMBRE
GRAFICA 11. Velocidad del viento m/s 4.00 3.50
VELOCIDAD m/s
3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HORA
MARZO
JUNIO
AGOSTO
DICIEMBRE
c. Materia Los escenarios se clasifican en función de la acción de los materiales en fachadas y pavimentos, así como de la incorporación de arbolado en la calle. Existe para cada densidad un escenario de control el cual permitirá valorar la influencia de cada elemento en los posteriores escenarios.
La configuración de los pavimentos responde al tipo de funciones en las calles pueden variar sustancialmente según el tipo de usos. Considerando el porcentaje típico del espacio destinado a calzada y aceras, las calles en el escenario de control se componen de dos materiales predominantes que son el hormigón en aceras y el asfalto en las calzadas. 105
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos Arbustos Superficie tapiza Enredadera
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Acera baldosa hormigón
Acera baldosa hormigón
5m
5m
Franja servicios asfaltada
Pavimento semipermeable
2.5m
20m
2.5m
5m
Calzada asfaltada
2.5m
Franja servicios asfaltada
20m
5m
Calle sección única baldosas hormigón
2.5m
Pavimento semipermeable
5m
5m
Acera baldosa hormigón
FIG. 52 PLANTA SECCIÓN 20M ESCENARIO CONTROL
Acera baldosa hormigón
FIG. 53 PLANTA SECCIÓN 20M ESCENARIO IV
Se utiliza un ancho de calle de 20m, la cual se distribuye en un escenario inicial por aceras de 5m de ancho, dos franjas de servicio laterales de 2.5m cada una que corresponden al espacio destinado al aparcamiento y zonas de carga y descarga. Finalmente se ha considerado una calzada de tránsito vehicular de 5m de ancho. Esta clasificación espacial de los elementos que componen los pavimentos de la sección de calle permiten en la conformación de escenarios la sustitución por otro tipo de materiales, tal y como se muestra en el dibujo.
La presencia de vegetación en los escenarios se caracteriza por arbolado de porte mediano. La copa del árbol es de un diámetro de 5m con un porcentaje de transmisión de la radiación solar del 30% en verano. La separación entre una especie y otra es de 7m. Con el fin de simular una respuesta en el intercambio de calor entre las superficies y la vegetación lo más aproximada a la realidad, se ha introducido la temperatura de las hojas equivalente a la temperatura ambiente. Este criterio se aplica tanto a las hojas de los árboles como a las superficies tapizantes en pavimentos y fachadas.
106
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
VI.4.a Análisis del Potencial de Confort en aceras Variable 1: Modelo Movilidad El primer aspecto al que se enfrenta cualquier actuación en el espacio público está supeditado en gran parte por el tránsito vehicular. Aspectos relacionados directamente con la ocupación del espacio público son el espacio destinado para su circulación, aparcamiento, además de las funciones urbanas que dependen de una movilidad motorizada.
No es casual que la
percepción actual de nuestros espacios públicos, y en particular el de las calles, sea la de conducto de movimiento de personas y vehículos. El conjunto de escenarios de análisis térmico comienza con esta primera variable, la movilidad, básica en la valoración del espacio urbano. Simplemente teniendo en cuenta que la acera es el espacio real que le corresponde al peatón en la mayoría de las calles y por otra parte, interesa analizar en qué magnitud el calor producido por los vehículos puede alterar el potencial de horas de confort en un día de verano.
El criterio en el que se han clasificado las aceras es por tipologías según la proximidad a las diferentes orientaciones de fachadas. Se ha empleado como escenario de estudio el de control1 y se compara el efecto con el calor producido por un carril de tránsito vehicular en la calle2, de esta forma se valora la influencia mínima de las redes de tránsito en el confort térmico del espacio urbano. Los días de simulación corresponden a un día despejado de junio, agosto y diciembre. En el caso de junio y agosto se han valorado con y sin el tránsito vehicular. F. NW
F. SENW
F. SW
F. Sur S
F. Norte N
F. Oeste W F. NE
FIG. 54 ESCENARIOS ANALISIS CONFORT EN ACERAS
1
F. Este E
Ver TABLA 18. Características de los escenarios de análisis Pág. 98, Capítulo VI.
2
Datos de flujo vehicular corresponden a datos extraídos de simulaciones de movilidad realizados por estudios de la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona.
107
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Junio Despejado Los espacios destinados al peatón en la mayor parte de las calles son las aceras, por lo tanto una primera valoración de las tipologías de calle se expone en función del comportamiento en cada acera de la calle. Se verá que la proximidad a las fachadas crea un comportamiento diferente para cada caso a lo largo del periodo de uso útil del espacio público. TABLA 19. Balance de confort en aceras h/d=0.4 Junio sin tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
29.0
167.4
29.4
126.1
130.4
177.4
156.0
25.7
9:00
41.3
211.1
136.7
132.5
182.5
212.7
183.3
41.2
10:00
115.9
220.4
164.7
120.3
207.7
211.6
178.6
66.7
11:00
179.5
220.1
205.2
124.8
223.9
195.2
182.1
140.8
12:00
228.4
216.6
245.8
131.0
245.9
198.3
107.1
192.6
13:00
288.6
233.3
295.8
176.6
269.4
87.2
79.4
244.4
14:00
344.8
84.9
337.6
231.6
280.8
75.8
69.2
300.7
15:00
396.3
64.3
364.4
258.5
282.5
69.5
64.6
351.7
16:00
427.0
54.1
373.9
286.9
216.8
61.9
49.0
394.7
17:00
127.9
21.9
243.2
211.1
20.5
26.4
13.9
140.7
18:00
-5.0
-21.1
79.6
3.8
-11.0
-17.0
-19.8
-8.0
19:00
-19.7
-27.3
-20.6
-21.1
-23.7
-24.4
-27.8
-22.6
20:00
-46.2
-50.4
-47.6
-46.5
-47.1
-47.9
-50.7
-48.8
21:00
-56.5
-60.6
-59.2
-56.9
-56.8
-57.5
-60.9
-59.9
22:00
-63.4
-67.0
-65.9
-63.7
-63.5
-64.1
-67.2
-66.4
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Para densidades bajas de edificación podemos ver que el comportamiento del balance térmico tiende a ser crítico por las mañanas y atenuarse en las horas de la tarde. Los resultados diferencian tres grupos de aceras, el primero, responde a las aceras que ofrecen la mayor parte del tiempo un balance crítico, estas coinciden con la proximidad a las fachadas Oeste W, Sudoeste SW y Noroeste NW. Las curvas demuestran que desde las 8hrs comienza un ascenso del balance sobrepasando el límite de tolerancia a partir de las 12hrs, y no es sino hasta las 17hrs que vuelven al nivel de tolerancia.
El segundo grupo lo conforman las personas cercanas a las fachadas Sudeste SE, Oeste W y Noreste NE; el comportamiento coincide entre estas ya que
sobrepasan el límite de
confort y tolerancia durante las primeras horas de la mañana y a partir de las 12hrs vuelven al nivel de tolerancia consecutivamente, manteniendo un comportamiento semejante a lo largo de la tarde.
Finalmente las fachadas Sur S y Norte N las cuales plasman un comportamiento diferente. La fachada Sur es la que recibe mayor cantidad de energía a lo largo del día, y los resultados demuestran como desde las 8hrs hasta las 15hrs el balance va en aumento. En cambio la 108
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
proximidad a la fachada Norte mantiene dentro del nivel de tolerancia a lo largo de la mañana, sin embargo a partir de las 14hrs hasta las 16hrs incrementa sustancialmente, esto se debe al efecto no solo de la fachada sino de la tipología de calle (EW) y parte del calor que incide sobre la persona proviene de la emisión de los materiales.
El potencial de horas de confort en aceras de tejidos de densidad baja es el que se describe en la gráfica 12. Las aceras próximas a las fachadas S, SE y SW sobrepasan el 60% de horas críticas, mientras que las que mejor respuesta tienen son las próximas a fachadas Este. Algunos casos se pueden citar como referencia a sitios reales, por ejemplo, un espacio crítico sería la acera de la fachada SW de la Calle Baldes, o bien, la acera del costado montaña de la calle Aragó (fachada SE) ambas, alcanzan hasta un 67% de horas en total disconfort. GRÁFICA 12. Potencial de horas de confort Aceras h/d=0.4. Junio sin tránsito vehicular
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70
67
60 60 47
50
47
47
47
40 40 30
33
33 27
33 27
20 20
20
20
27 27
27 27
20
20
13 7
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Proximidad a Fachada Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
El efecto causado por el calor producido por los coches incrementa el balance llevando a la mayor parte de las tipologias de aceras a un nivel crítico en especial hacia las horas del medio día. De los resultados obtenidos en las simulaciones, se ha observado que solo las aceras adjuntas a las fachadas Este mantienen el menor tiempo crítico, en cambio las aceras próximas a las fachadas Sur y Oeste aumentan considerablemente el balance de energía de una persona. Esto significa que el resultado es sensible al efecto de la ganancia de calor de una persona durante las horas de la mañana sea menor que no por la tarde, cuando los materiales emiten en forma de onda larga el calor acumulado. Por lo tanto si pensamos en las terrazas, paradas de autobuses o bancas ubicadas próximas a las fachadas Sur, éstas requieren de algún tipo de solución que proteja de la obstrucción 109
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
solar. Al momento de incorporar el flujo de vehículos en la simulación, los materiales, es particular los pavimentos, aumentan las temperaturas superficiales y por ende el calor emitido al resto de superficies y cedido al aire por convección. La repercusión sobre el balance de energía de una persona situada en la acera es del orden de 2 ó 3 horas más de situación crítica al día. Las aceras más afectadas son las que se encuentran próximas a las fachadas W y SW. TABLA 20. Balance de confort en aceras h/d= 0.4 Junio con tránsito vehicular hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
211.6
202.4
50.9
192.5
197.0
51.5
190.2
46.0
9:00
252.5
251.1
172.8
189.8
244.5
64.5
220.7
62.2
10:00
255.2
265.4
198.6
171.4
268.3
152.6
218.5
92.8
11:00
242.2
270.2
243.9
174.8
285.8
211.3
225.1
178.7
12:00
249.8
272.8
292.8
183.8
313.2
272.6
146.5
242.4
13:00
131.6
295.6
354.2
237.8
343.9
343.8
120.6
304.3
14:00
123.1
136.9
408.5
302.0
360.8
414.4
116.5
370.8
15:00
122.0
118.1
447.6
335.3
366.6
481.0
118.9
433.2
16:00
118.8
112.2
466.8
370.7
298.3
525.5
107.8
487.2
17:00
82.9
80.6
331.9
291.2
85.2
215.0
72.3
216.6
18:00
35.8
34.1
165.4
67.6
51.6
66.7
35.3
56.4
19:00
25.3
24.7
42.2
43.3
40.4
44.1
23.9
37.5
20:00
-4.2
-4.3
5.5
18.2
17.1
6.7
-4.8
3.3
21:00
-18.6
-18.4
-12.8
11.7
11.0
-12.3
-18.8
-13.9
22:00
-29.8
-29.3
-26.1
5.9
5.6
-26.2
-29.6
-26.6
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 13. Potencial de horas de confort Aceras h/d=0.4 Junio con tránsito vehicular.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70
67 60
60
53 47
50 40 40
33 33 33
33
33 27
30
40
27
27
27
33
27
27 20
20
20
13
10
7
7
SW
N
0 E
SE
S
W
NE
NW
Proximidad a Fachada Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
En el caso de calles con proporción 1, la proximidad a algunas de las fachadas varía con respecto a la proporción anterior. Las aceras más críticas son aquellas próximas a fachadas tipo SW-1, W-1 y NW-1. En cambio la proximidad al resto de las fachadas se mantiene en 110
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
nivel de confort y de tolerancia. Esta gráfica nos indica la acción de la sombra de los edificios en las primeras horas del día y a su vez la influencia de reflexión de las fachadas posteriores, ya que los puntos cercanos a cualquier fachada con componente Oeste se mantiene en nivel alto cuando la incidencia esta justo en el otro costado. TABLA 21. Balance de confort en aceras h/d= 1 Junio sin tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
26.0
36.9
187.1
47.8
123.6
168.6
42.7
173.4
9:00
38.7
42.5
238.2
45.1
178.0
207.8
60.5
203.5
10:00
49.1
179.0
249.1
54.3
205.3
207.9
67.1
200.2
11:00
167.7
230.1
245.9
62.9
223.2
194.3
74.6
88.2
12:00
224.6
281.1
243.2
67.4
247.1
84.9
206.8
87.2
13:00
292.4
337.3
94.6
80.3
272.6
84.9
272.2
94.3
14:00
353.2
384.2
92.1
67.1
284.6
91.4
341.4
101.5
15:00
278.9
356.9
101.3
257.6
288.1
95.0
394.5
105.0
16:00
56.7
128.0
81.7
288.3
56.2
66.4
145.1
87.9 32.0
17:00
73.9
35.2
30.5
216.2
27.0
28.9
27.9
18:00
-14.4
91.4
-10.4
-7.7
-7.4
-11.7
-10.2
-9.2
19:00
-20.7
-15.5
-18.0
-18.3
-19.4
-20.0
-17.9
-17.8
20:00
-39.4
-36.2
-37.6
-39.3
-38.5
-39.6
-37.5
-37.4
21:00
-48.7
-46.5
-47.1
-49.0
-48.1
-49.1
-47.0
-47.0
22:00
-55.2
-53.2
-53.6
-55.6
-54.7
-55.7
-53.6
-53.5
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 14. Potencial de horas de confort Aceras h/d=1. Junio sin tránsito vehicular.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50 40 40
40
40
40
33
47
40
47 40 40
40
33 27
30
33 27
33
27 27
27
20
20
20
20
13
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Proximidad a Fachada Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
El efecto que produce el calor de los coches en calles de proporción h/d =1 agudiza los niveles de tolerancia en todos los casos. A pesar de que se mantienen en niveles más bajos que en la proporción 0.4, el balance en las aceras se incrementa conforme aumenta la incidencia de la radiación solar en la calle. El hecho de que la sección sea más estrecha 111
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
permite que haya mayor reflexión e influencia entre las fachadas y el pavimento. Una vez más la acera en fachada Sur presentó el caso más crítico con 7hrs críticas entre las 8hrs y las 22hrs. Las aceras con mayor potencial de horas de uso son las próximas a las fachadas Norte y Noreste. TABLA 22. Balance de confort en aceras h/d= 1 Junio con tránsito vehicular hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
20.5
57.1
42.8
27.6
141.7
39.9
169.4
39.1
9:00
155.8
157.0
50.7
53.6
207.3
71.7
206.2
69.8
10:00
232.7
251.8
183.0
74.0
243.6
74.4
209.5
80.4
11:00
228.6
261.9
239.7
88.2
267.4
192.9
97.2
89.6
12:00
113.1
269.4
300.0
100.1
300.9
269.2
112.1
166.3
13:00
133.4
123.2
333.5
113.1
337.3
344.1
129.2
302.0
14:00
126.7
139.9
142.8
104.4
356.1
120.0
140.5
380.3
15:00
109.4
133.8
114.0
317.1
361.8
97.3
135.5
208.4
16:00
97.0
106.3
96.3
366.1
114.7
80.0
109.1
104.5
17:00
63.3
70.6
86.5
69.3
93.9
56.5
70.0
69.9
18:00
33.5
39.4
154.4
37.1
51.8
31.4
39.5
42.1
19:00
24.8
29.6
35.7
25.8
33.5
23.9
29.5
31.8
20:00
5.8
10.0
14.6
6.9
12.2
5.1
9.9
11.4
21:00
-6.8
-3.0
0.3
-6.0
-1.9
-7.1
-3.1
-2.1
22:00
-16.9
-13.5
-10.9
-16.2
-13.1
-17.0
-13.6
-12.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 15. Potencial de horas de confort Aceras h/d=1 Junio con tránsito vehicular
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50 40 40
40
40
40
33
47
40
47 40 40
40
33 27
30
33 27
33
27 27
27
20
20
20
20
13
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Proximidad a Fachada Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
Finalmente en proporciones de calle h/d =2 la evolución del balance de confort es semejante en todos los casos excepto en la fachada Sur, la cual se mantiene la mayor parte del tiempo en situación crítica. Debido a la obstrucción producida por las propias fachadas entre si durante el día, el calor acumulado en las calles de orientación EW se ve reflejado en el 112
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
comportamiento de la acera en fachada Sur. Esta es la única que al contrario del resto aumenta en magnitud el balance de energía a lo largo del día. TABLA 23. Balance de confort en aceras h/d= 2 Junio sin tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
25.4
47.2
34.7
30.3
145.0
12.0
54.7
27.1
9:00
64.2
53.6
49.1
55.8
210.8
73.2
205.9
59.6
10:00
75.7
232.9
191.4
73.5
246.7
232.1
211.6
76.1
11:00
207.6
260.2
247.9
84.6
267.8
229.4
91.8
90.5
12:00
273.8
269.3
293.7
93.7
298.3
100.7
94.0
119.2
13:00
225.2
120.4
144.4
101.5
332.6
107.5
106.4
297.4
14:00
91.2
121.2
90.7
90.7
349.9
80.7
102.0
352.2
15:00
63.9
97.5
75.4
289.1
350.2
63.3
89.3
144.1
16:00
47.0
70.4
59.3
343.0
96.2
53.2
56.9
63.6
17:00
22.9
34.3
43.1
33.9
66.6
17.0
20.2
30.7
18:00
-1.6
3.8
105.5
3.1
21.2
-9.0
-7.2
4.9
19:00
-8.8
-5.4
-3.9
-6.5
2.0
-15.0
-14.5
-3.5
20:00
-25.2
-22.5
-21.8
-22.7
-17.2
-30.3
-30.1
-20.9
21:00
-35.2
-33.1
-33.0
-33.3
-29.1
-39.6
-39.5
-31.8
22:00
-42.4
-40.6
-40.7
-40.7
-37.5
-46.1
-46.0
-39.7
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 16. Potencial de horas de confort Aceras h/d=2 Junio sin tránsito vehicular.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47
50
47
47
47 40
40 30
33
47
47 40
33
47
40
40
33
27 20
20
20
20
20
13
13
13
13
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Proximidad a Fachada Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
El incremento producido por el calor de los coches tampoco altera sustancialmente el potencial de confort. La proximidad a cada tipo de fachada plasma el tiempo en el que salta el balance hacia un nivel crítico, se observa como dicho salto se produce aproximadamente por dos horas y en aumento progresivo.
113
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Ejemplos de este tipo de aceras las podríamos encontrar en los barrios de la Barceloneta, donde el tejido urbano mantiene una orientación de calles EW y NS; en el Casco Antiguo de Ciutat Vella, en tramos de la calle Hospital o Rec Comptal; otro tejido con estas características lo encontramos en el barrio de Sant Andreu y Horta, donde gran parte de las calles también tienen una orientación EW. Existen factores que alteran el comportamiento particular de cada uno de estos casos como por ejemplo el viento en la Barceloneta y la fuerte presencia de vegetación en Horta, quizá sea Ciutat Vella la que más se acercaría a este escenario de control. TABLA 24. Balance de confort en aceras h/d= 2 Junio con tránsito vehicular hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
17.2
53.7
45.8
28.8
143.0
32.3
62.2
34.2
9:00
77.5
58.0
53.9
56.5
209.6
71.7
205.9
65.9
10:00
232.0
239.6
186.3
77.2
246.3
76.0
211.9
83.6
11:00
230.6
260.5
245.6
92.9
272.0
195.6
103.3
95.5
12:00
117.5
273.3
307.0
105.9
306.3
273.9
121.1
125.2
13:00
140.4
133.9
177.9
120.3
345.0
243.5
138.9
312.3
14:00
122.0
155.5
128.9
113.0
366.3
117.7
143.7
386.8
15:00
110.0
139.2
119.4
317.2
375.0
103.1
141.9
187.4
16:00
104.3
119.0
110.0
382.3
132.3
92.4
116.9
111.1
17:00
74.2
88.1
106.3
85.6
113.7
72.3
85.0
81.7
18:00
49.0
59.8
175.7
55.1
71.1
49.1
58.4
57.5
19:00
40.2
48.9
55.7
42.7
51.1
40.8
48.0
47.7
20:00
21.4
29.1
34.4
23.6
29.4
22.0
28.3
28.1
21:00
7.2
14.5
18.5
8.8
13.3
7.9
13.9
13.7
22:00
-3.9
2.5
5.7
-2.7
0.8
-3.3
2.0
1.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 17. Potencial de horas de confort Aceras h/d=2 Junio con tránsito vehicular
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 60
53 47
50
47
47
40
40
40
40 40 33
27
30
27
47
33
33
33
27
27 20
20
13
20
20
13
13
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
Proximidad a Fachada Nivel de confort
114
Nivel tolerante
Nivel crítico
NW
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Agosto El fenómeno de proyección de Barcelona a nivel internacional la coloca como uno de los principales destinos turísticos, por lo que en la actualidad, la ciudad se distingue por un alto flujo de visitantes durante todo el año3. La principal actividad se concentra sobretodo en la zona del Barrio Gótico y en algunas zonas del Eixample alrededor de edificios emblemáticos y áreas de actividad comercial.
El efecto sobre el balance de confort en aceras durante el mes de agosto se caracteriza por tener menor cantidad de calor absorbida por radiación, sin embargo, al tener temperaturas del aire más altas, las pérdidas de calor por convección y evaporación son menores que en las condiciones del mes de junio.
Los resultados obtenidos en las simulaciones para calles de proporción h/d = 0.4, muestran que por las horas de la mañana la mayor parte de las aceras se encuentran en niveles críticos o de tolerancia, exceptuando las aceras próximas a fachadas Norte, Oeste y Noroeste las cuales brindan un par de horas dentro del rango de confort. A partir del medio día las aceras Este, Norte y Noreste comienzan a disminuir el balance de calor, pero no es sino hasta las 17hrs cuando los niveles comienzan en todos los casos a entrar en zona de confort. TABLA 25. Balance de confort en Aceras h/d= 0.4 Agosto sin tránsito vehicular hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
258.8
253.6
26.0
33.2
198.6
27.8
210.6
27.3
9:00
293.4
309.1
201.8
47.0
259.8
41.8
235.4
45.0
10:00
298.2
333.5
258.3
71.8
314.3
111.4
247.1
62.5
11:00
284.4
338.6
316.7
89.5
349.8
259.6
142.2
105.0
12:00
279.3
331.7
372.2
95.6
375.7
321.0
99.0
260.2
13:00
94.2
317.7
421.5
97.2
390.2
386.4
87.0
306.1
14:00
83.3
158.2
459.7
89.4
391.2
440.3
81.3
356.3
15:00
73.0
67.0
480.9
130.4
371.1
493.1
68.0
408.9
16:00
64.0
51.5
503.1
329.5
351.4
432.8
55.6
474.8
17:00
1.9
4.3
70.3
141.2
1.1
24.3
0.9
86.3
18:00
28.4
29.0
39.9
30.4
30.1
36.9
28.8
40.9
19:00
-25.4
-24.8
-21.9
-25.4
-25.5
-23.0
-25.3
-20.9
20:00
-54.6
-54.3
-53.2
-54.6
-54.3
-53.7
-54.5
-53.2
21:00
-56.7
-56.6
-56.1
-56.7
-56.5
-56.3
-56.7
-56.2
22:00
-56.5
-56.4
-56.0
-56.5
-56.3
-56.2
-56.5
-56.3
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Por lo tanto, el potencial de horas útiles de confort sitúa a las aceras próximas a las fachadas Sur, Suroeste con más del 50% de las horas útiles en condiciones críticas. En cambio, las 3
El mes de julio de 2006 se ha registrado la entrada de 7,7 millones de turistas en la ciudad un 3% más que las
cifras recogidas en julio del 2005. Fuente: Frontur.
115
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
aceras próximas a fachadas Norte, Noreste, Noroeste e incluso las de Este, figuran con un porcentaje de tolerancia superior con respecto al crítico o confortable. Un ejemplo serian las calles como Ronda de Sant Pere, en los tramos cercanos a la Plaza de Cataluña, o bien la Av. Roma, en estos casos, la diferencia entre andar por un costado de la calle con respecto al otro significa la diferencia ente la proximidad a fachadas Sur o Norte. GRÁFICA 18. Potencial de confort en Aceras h/d =0.4 Agosto sin tránsito vehicular.
100 90
% hr utiles de confort
80 67
70
60 60
60
53 47
50
47
47 40
40
33
33
33 27
30 20
20
27
27
20
27
20 20
20
27
20
20 7
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
GRÁFICA 19. Potencial de confort en Aceras h/d =0.4 Agosto con tránsito vehicular
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70
60
60
60
60
60
53 47
50 40
40 33 27
30
33
27
27 27
20 20
20 10
40 33 20 20
27
27 20
13 7
0 E
SE
SW
N
S
W
NE
Tipo de Fachada
Nivel de confort
116
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
NW
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
TABLA 26. Balance de confort en Aceras h/d= 0.4 Agosto con tránsito vehicular
hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
261.5
250.8
32.6
73.3
203.5
39.1
216.6
33.5 52.0
9:00
320.2
323.7
206.7
69.5
281.6
54.2
261.0
10:00
352.9
371.7
263.1
93.6
351.7
122.3
288.3
74.3
11:00
368.5
404.3
351.2
120.7
412.9
272.6
249.0
145.6
12:00
387.7
426.2
435.7
144.7
468.7
366.8
185.5
301.8
13:00
228.4
443.4
517.5
164.3
510.1
466.1
179.9
380.6
14:00
198.4
295.1
580.2
180.7
531.0
526.1
173.4
474.2
15:00
172.7
192.9
612.3
279.1
522.3
611.3
159.8
517.7
16:00
153.3
165.7
634.9
397.3
492.8
626.8
149.1
602.0
17:00
92.0
113.4
313.2
256.2
147.3
182.9
102.2
241.7
18:00
48.5
61.5
118.1
54.3
84.7
103.8
57.0
108.3
19:00
41.0
51.0
83.3
39.2
60.0
77.6
46.9
76.9
20:00
5.8
14.6
32.3
0.4
17.6
30.0
11.1
28.5
21:00
-3.3
2.4
12.6
-9.3
4.9
13.3
-0.6
10.6
22:00
-11.6
-7.4
-1.7
-17.3
-5.4
-0.2
-10.0
-2.3
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
El calor producido por el tránsito vehicular, acentúa las condiciones críticas en todos los casos, podemos ver que las aceras se encuentran en un nivel crítico el mayor porcentaje del tiempo. En el caso de la acera próxima a la fachada Sur se mantiene con el mismo potencial, pero en cambio la acera con proximidad a la fachada Norte, parte del número de horas que mantenía en nivel de tolerancia se traducen en horas críticas. Este efecto sucede también en las aceras próximas a las fachadas Este, Noreste (NE) y Noroeste (NW), en donde podemos ver que el cambio es mucho más drástico entre un escenario con o sin el paso de vehículos.
Esto significa que durante el mes de agosto, las calles con orientación SWNE y NWSE, son las que mayor potencial de confort ofrecerían retirando al menos el tránsito vehicular de sus calles. Algunos tramos con h/d=0.4 con esta orientación de calle las encontramos en el Paseo de Sant Joan, la Av. Pi i Margall y el Paseo de Gracia, entre otros.
El comportamiento de las aceras en calles con proporción h/d= 1 se ve influenciada por la obstrucción de la radiación solar durante el día, en general las condiciones mejoran en cuanto a la disminución de horas críticas. La jerarquía varía con respecto a las calles de densidad baja ya que las aceras próximas a fachadas SW y W cobran mayor número de horas de confort durante el día, todo y que hacia el medio día las que mejor balance tienen continúan siendo las aceras próximas a fachadas Norte, Noreste y Noreste.
117
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
TABLA 27. Balance de confort en Aceras h/d= 1 Agosto sin tránsito vehicular.
hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
75.3
78.9
26.8
27.0
202.2
48.2
212.2
48.2
9:00
292.4
304.4
57.2
55.6
268.7
64.9
238.4
73.3
10:00
303.7
340.7
261.7
80.3
325.3
74.8
122.9
87.2
11:00
288.3
348.4
325.6
97.4
360.6
252.6
96.4
98.2
12:00
104.2
338.4
385.4
104.5
387.7
322.4
108.3
100.4
13:00
108.8
317.9
437.7
104.1
404.0
400.3
116.5
303.0
14:00
118.2
99.1
281.4
90.6
407.5
347.0
121.0
365.2
15:00
93.8
96.2
79.9
59.3
386.1
89.5
94.9
417.8
16:00
48.4
70.1
47.2
209.5
360.9
33.8
77.3
192.5
17:00
7.2
7.4
-0.1
146.6
14.3
-2.7
6.7
6.8
18:00
19.1
21.0
19.1
21.1
22.1
17.9
20.6
22.3
19:00
-20.6
-20.1
-20.6
-20.8
-20.4
-20.9
-20.2
-19.8
20:00
-43.1
-43.1
-42.9
-43.4
-42.9
-43.1
-43.0
-43.0
21:00
-45.0
-45.1
-44.8
-45.2
-44.9
-44.8
-45.0
-45.0
22:00
-44.8
-45.0
-44.6
-45.1
-44.8
-44.7
-44.9
-44.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Algunos ejemplos de este tipo de casos los encontraríamos en calles de tejidos heterogéneos y del Eixample. Un caso de aceras SW con potencial de confort seria las correspondientes a calles como Enric Granados, Via Augusta en la parte cercana a la Av. Diagonal, también seria el caso del Pg Margall. Esta última forma parte del corredor verde urbano que transcurre entre el Parque de Collserola y el Parque de la Ciutadella, con lo cual, si consideramos que a partir de un nuevo modelo de movilidad se permita disminuir el trafico rodado en dicha calle, el potencial de confort aportaría más de la mitad de las horas útiles en condiciones óptimas. GRÁFICA 20. Potencial de confort en Aceras h/d =1 Agosto sin tránsito vehicular
100 90
% hr utiles de confort
80 70 60 60 50
53
53
47 40
40
53
47 40
33
33
40
33
27
30
47
40 27
20
27 27
20
20
13
13 7
10
0 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
Tipologia de Sección Nivel de confort
118
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
NW
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
TABLA 28. Balance de confort en Aceras h/d= 1 Agosto con tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
22.9
25.9
42.5
45.1
212.3
41.0
203.3
34.8
9:00
93.5
52.3
44.6
75.1
292.0
85.2
239.8
65.0
10:00
301.5
199.3
237.2
102.6
353.1
91.5
86.4
96.5
11:00
319.2
327.8
313.0
124.0
385.6
209.4
107.7
112.2
12:00
168.9
340.8
369.1
141.3
425.1
352.8
132.1
102.4
13:00
183.2
337.3
148.0
155.5
470.8
445.2
135.1
314.9
14:00
160.8
146.1
117.3
145.4
493.2
174.5
132.7
400.9
15:00
127.2
136.7
100.6
127.1
485.9
136.7
135.4
374.1
16:00
98.8
101.2
82.2
382.5
460.1
99.1
97.8
83.7
17:00
77.4
64.6
56.1
253.9
141.9
74.2
58.9
50.8
18:00
49.7
39.2
34.2
66.0
87.2
51.4
37.6
32.3
19:00
45.3
35.3
32.2
54.9
68.8
47.0
34.1
29.6
20:00
25.2
15.5
13.0
31.2
42.3
26.4
14.7
11.1
21:00
20.4
11.3
9.6
24.8
33.7
21.4
10.7
7.7
22:00
15.5
7.2
5.9
18.9
26.3
16.2
6.7
4.2
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 21. Potencial de confort en Aceras h/d =1 Agosto con tránsito vehicular
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70
60
60 50
53 40
40
40 30
53
47 33 27
40 33
33
40 40
33
27
33
27
27
20
20
20 20
20
20
13
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Tipo de Fachada Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
El efecto de retirar el tránsito vehicular de los tramos h/d=1 en el mes de agosto significa tener incidencia sobre las horas con nivel de confort más que de las horas críticas durante el tiempo de uso del espacio público. Con la gráfica 25 se puede apreciar que solo en el caso de las aceras próximas a las fachadas Norte y Este existe un aumento en el % de horas críticas, pero en el resto de las aceras, el porcentaje de tolerancia y de confort son los más alterados. Es quiere decir, que la obstrucción de la radiación solar en secciones más compactas hace que no se intensifique el tiempo con las condiciones más drásticas, como sucede en secciones con 119
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
proporción menor. Un porcentaje de las horas de confort pasa a un nivel de tolerancia en todos los casos, siendo la acera próxima a la fachada Sur la más afectada.
Ejemplos de este caso seria la mayor parte de los tramos de calle que conforman el Ensanche de Barcelona. Con lo cual, si pensamos en la repercusión que tendrían las actuaciones sobre la movilidad urbana a través de estrategias de pacificación de tránsito vehicular, el potencial de uso de las calles en verano aumenta mínimo un 20%.
Acera F. NW-1 Ensanche. FIG. 55 ACERAS TIPO H/D = 1
Una de las peculiaridades que caracteriza al espacio público de Barcelona durante le mes de Agosto, es la intensificación de ocupación del espacio público debido tanto al fenómeno turístico propio de la ciudad, como a su vez a la celebración de las fiestas mayores. Estas festividades suelen realizarse en los barrios antiguos de la ciudad como son Gràcia y Sants – Montjuïc, y vienen a ser un ejemplo de referencia en cuanto a la transformación de las calles. A lo largo de una semana diversos tramos de calle son liberados del tránsito vehicular, y son utilizados como escenarios de instalaciones al aire libre. La relación entre esta pacificación de calles en el mes de agosto en tejidos urbanos muy compactos en cuanto al balance de calor significa aumentar el numero de horas de confort entre de un 13% hasta un 40%. Es decir, las calles de la Vila de Gràcia con la nueva reorganización del espacio público de tipo “superilla” ofrecen en el mes de agosto entre un 47% y 67% de horas de confort, sin considerar aún la mejora que supondría con el cambio de pavimentos y la incorporación de vegetación.
120
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Las aceras próximas a las fachadas Sur, siguen siendo las que peores condiciones presentan sin embargo, la compacidad de la calle ha permitido que el porcentaje de horas críticas se encuentre por debajo del 50%. Para este tipo de casos, las estrategias de mejora en materiales podrán ayudar a corregir este potencial, de momento estos resultados nos indican el efecto de la ausencia del calor producido por los coches en la sección de calle. TABLA 29. Balance de confort en Aceras h/d= 2 Agosto sin tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
6.2
10.7
27.4
29.4
200.6
17.4
83.3
16.6
9:00
34.9
34.5
36.6
64.8
254.4
60.9
231.6
43.5
10:00
290.8
56.3
252.2
92.1
136.6
78.9
70.3
78.4
11:00
282.6
314.4
325.5
104.4
137.3
180.4
98.9
104.8
12:00
109.3
327.3
158.8
112.6
139.1
324.2
114.0
91.1
13:00
118.8
312.8
71.6
116.4
169.3
191.6
83.5
297.2
14:00
77.2
102.5
54.4
92.5
367.4
73.5
72.8
366.3
15:00
52.2
78.0
41.1
62.7
373.9
51.2
65.1
63.6
16:00
20.8
44.9
26.0
30.4
358.6
15.6
34.6
26.3
17:00
0.0
3.7
-2.2
145.9
21.0
-6.1
-4.5
-7.7
18:00
7.7
10.4
8.7
11.3
13.4
7.5
8.5
8.2
19:00
-20.1
-19.1
-19.8
-19.0
-18.8
-20.1
-20.0
-20.0
20:00
-36.9
-36.5
-36.8
-36.7
-36.3
-36.9
-36.8
-36.8
21:00
-38.0
-37.9
-38.1
-38.0
-37.8
-38.1
-38.1
-38.0
22:00
-37.7
-37.7
-37.8
-37.8
-37.6
-37.8
-37.8
-37.7
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 22. Potencial de confort en Aceras h/d =2 Agosto sin tránsito vehicular
100 90
% hr utiles de confort
80 67
70 60
60
60
60
53
53
47
50
47 47 40
40
40 30
27
27 20 20
20
13
20
20
27 20
13
13 7
10 0 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
La presencia del flujo de coches en calles de proporción estrecha afecta notablemente el potencial de confort. La comparación entre los resultados obtenidos en la gráfica 26 con los resultados de la gráfica 27 (donde se incorpora el calor producido por un carril de coches), se 121
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
puede ver que en todas las aceras los porcentajes de horas en confort disminuyen por debajo del 33% y las horas con condiciones críticas aumentan entre un 13% y 27%. En el caso de las aceras próximas a la fachada Sur, las horas críticas saltan hasta un 67% y en el resto de orientaciones, la mayor parte del tiempo potencial de uso se sitúan en condiciones de tolerancia. TABLA 30. Balance de confort en Aceras h/d= 2 Agosto con tránsito vehicular. hora
E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
8:00
24.6
35.3
56.4
52.8
220.4
38.2
76.4
40.3
9:00
47.4
55.6
59.1
84.1
294.7
75.0
256.0
62.7
10:00
302.2
82.7
259.2
110.6
260.8
96.1
120.1
100.8
11:00
324.2
341.2
355.8
132.9
269.0
172.3
149.9
127.2
12:00
183.6
379.1
277.1
151.7
295.3
366.9
169.0
119.8
13:00
199.4
379.1
165.8
166.0
415.9
271.2
154.1
344.1
14:00
159.5
217.0
148.0
158.3
472.9
178.2
149.8
457.1
15:00
131.0
187.7
133.2
139.0
487.4
146.4
162.4
180.9
16:00
102.8
143.8
114.4
395.6
481.1
111.8
119.0
135.6
17:00
85.1
105.5
90.1
270.8
169.6
88.0
85.7
91.6
18:00
58.7
76.8
66.8
83.9
112.0
64.9
64.7
66.3
19:00
53.9
69.2
62.4
71.1
90.0
59.3
59.1
59.2
20:00
35.2
48.6
43.1
47.2
62.4
39.4
40.2
39.9
21:00
30.5
42.6
38.2
39.8
52.2
34.0
35.3
34.9
22:00
25.6
36.6
33.0
33.1
43.5
28.4
30.2
29.8
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 23. Potencial de confort en Aceras h/d =2 Agosto con tránsito vehicular.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60
53
50 40
53 47
53
47
40 33 33 33
33
33
27
30
27 20
27
27
27
20
27 20
27 20
20 7
10 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Tipo de Fachada Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Es evidente la mejora que se consigue en términos de confort térmico, con la pacificación del tráfico de vehículos en los cascos antiguos o tejidos de alta compacidad, ya que únicamente eliminando el calor producido por los coches, se permite alcanzar más del 50% del tiempo útil
122
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
del espacio público en condiciones de confort, a partir de aquí, la acción de las estrategias de naturación irá aumentando dicho potencial.
Calle Hospital. Acera Sur. FIG. 56 ACERA H/D> 2
En resumen, el efecto de la eliminación del tránsito vehicular en las calles supone una alteración al balance de confort de una persona situada en la acera y una mejora en el potencial de horas en condiciones de confort a lo largo del día. El efecto del tránsito vehicular en el mes de agosto tiene una repercusión más drástica sobre el potencial de horas de confort que en el mes de junio. La diferencia se debe básicamente en las magnitudes y en su reparto a lo largo del día, junio al presentar temperaturas del aire más bajas las pérdidas por convección y evaporación son mayores que las de agosto, en donde las pérdidas tienen una magnitud más baja.
A continuación se muestran los resultados de balances de confort en el mes de diciembre, en este caso interesa más los valores que corresponden a las tipologias de aceras en referencia al mes de invierno, por lo que solo se muestran los resultados obtenidos sin tránsito vehicular.
123
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Diciembre En el mes de diciembre, el balance de confort disminuye tal y como se puede apreciar en la tabla 30. Transitar por las aceras en este mes resulta confortable durante las horas de la mañana, sobretodo en aquéllas próximas a las fachadas Sur, Sureste, Oeste y Suroeste. El resto de las aceras se mantiene en niveles de tolerancia al frío durante todo el día es por ello que como máximo porcentaje de horas de confort es de 33% en S, SE y SW así como un 40% de horas críticas. Con esto podemos decir que estas son las proporciones de calle más favorables potencialmente en el mes de invierno.
TABLA 31. Balance de confort en aceras h/d= 0.4. Diciembre nublado hora
S
N
W
E
SE
SW
NE
NW
8:00
-148.7
-149.4
-149.4
-148.9
-163.9
-163.3
-163.4
-164.4
9:00
-63.3
-106.4
-108.6
-64.1
-86.6
-84.5
-124.6
-120.9
10:00
89.9
-77.3
-88.2
44.7
73.1
46.5
-100.0
-93.9
11:00
216.6
-60.5
98.2
101.7
178.8
174.6
-83.3
-80.8
12:00
277.8
-45.0
182.4
-58.1
214.4
251.7
-63.0
-71.9
13:00
279.3
-37.7
253.3
-50.2
211.4
228.9
-49.5
-75.9
14:00
38.8
-61.2
154.5
-62.1
94.5
3.0
-71.3
74.6
15:00
-85.1
-92.1
-73.3
-94.6
-103.9
-97.8
-108.5
-29.5
16:00
-96.4
-99.7
-96.1
-100.0
-113.8
-110.4
-114.6
-114.3
17:00
-132.3
-133.2
-131.9
-133.3
-148.1
-147.0
-148.2
-148.3
18:00
-142.4
-142.7
-142.3
-142.7
-157.6
-157.3
-157.7
-157.7
19:00
-150.7
-150.8
-150.6
-150.8
-165.7
-165.6
-165.8
-165.8
20:00
-155.8
-155.9
-155.7
-155.8
-170.8
-170.7
-170.9
-170.8
21:00
-158.2
-158.2
-158.1
-158.2
-173.1
-173.1
-173.2
-173.2
22:00
-161.5
-161.5
-161.4
-161.5
-176.4
-176.4
-176.5
-176.5
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 24. Potencial de confort en Aceras h/d=0.5. Diciembre nublado 100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
90 80 70 60
60
60
53
40 40
53
47
50
40
33
33 27
30 20
27
27
27
13
27
40
40
33 27
33 27
13
13 7
10 0 S
N
W
E
SE
SW
NE
Tipologia de Sección Nivel en confort
124
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
NW
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
La obstrucción de la radiación solar en las calles con proporción h/d = 1 repercute en el balance de confort de una persona. Los porcentajes de confort sitúan a las aceras en horas con nivel de tolerancia, con escasas horas en confort. La situación más crítica se encuentra en las aceras SE. En la ciudad estas corresponderían a las aceras del ensanche en calles como Pau Claris, Aribau o Balmes, que van en dirección montaña – mar.
TABLA 32. Balance de confort en aceras h/d= 1. Diciembre nublado hora
S
N
W
E
SE
SW
NE
NW
8:00
-150.8
-150.7
-150.7
-150.8
-160.8
-159.7
-160.4
-160.7
9:00
-119.1
-118.0
-116.6
-117.9
-130.4
-88.8
-127.7
-127.6
10:00
-95.2
-88.4
-92.0
39.7
-105.1
27.7
-91.7
-92.0
11:00
-81.7
-61.9
92.3
100.8
-85.5
-33.5
-70.1
-67.6
12:00
-70.5
-49.1
187.1
-51.8
-19.1
-63.0
-52.2
-50.9
13:00
-65.6
-39.7
-23.4
-34.2
215.2
-65.4
-57.1
-55.4
14:00
-78.4
-64.4
-72.3
-64.7
99.0
-88.4
-80.2
-86.4
15:00
-92.8
-90.0
-92.7
-89.8
-92.8
-103.8
-102.8
-21.9
16:00
-100.9
-100.1
-100.5
-100.0
-108.9
-111.1
-110.6
-109.9
17:00
-129.0
-128.7
-128.8
-128.6
-138.5
-138.9
-138.8
-138.5
18:00
-137.7
-137.6
-137.5
-137.5
-147.5
-147.6
-147.6
-147.6
19:00
-144.9
-144.8
-144.7
-144.8
-154.8
-154.8
-154.8
-154.8
20:00
-149.0
-148.9
-148.8
-148.8
-158.9
-158.8
-158.9
-158.9
21:00
-152.5
-152.5
-152.4
-152.4
-162.4
-162.4
-162.4
-162.5
22:00
-157.5
-157.4
-157.3
-157.3
-167.4
-167.3
-167.4
-167.4
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 25. Potencial de confort en Aceras h/d =1. Diciembre nublado 100 90
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
80 80 67
70
67
67 60
60
60
53
53
50 40 40
33 27
30 20 20
33
33
27
20 13
13
13
7
10
7
7
0
0
0 S
N
W
E
SE
SW
NE
NW
Tipologia de Sección Nivel en confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
Por otra parte, las aceras próximas a la fachada Norte, presentan mayor numero de horas potenciales de uso (confort + tolerancia), esto se debe a la influencia de la fachada Sur sobre el balance térmico de la calle. 125
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Los tejidos urbanos compactos presentan las condiciones más frías en los meses de invierno. Tal y como se puede observar en los resultados obtenidos de la simulación térmica, todas las fachadas se mantienen con niveles de tolerancia e incluso de mucho frío. Las únicas aceras que presentan unas cuantas horas de confort son W, E y SE, por lo que para el diseño de recorridos en los meses de diciembre estas aceras son las que potencialmente tendrán mejor comportamiento. TABLA 33. Balance de confort en aceras h/d= 2. Diciembre nublado hora
S
N
W
E
SE
SW
NE
NW
8:00
-153.3
-153.2
-153.2
-153.2
-158.3
-157.1
-157.9
-158.2
9:00
-130.3
-129.2
-129.3
-128.1
-135.1
-134.9
-130.2
-134.3
10:00
-108.6
-106.1
-101.2
32.5
-113.1
-114.2
-102.4
-108.1
11:00
-98.1
-91.5
88.2
95.2
-97.4
-101.5
-88.1
-91.4
12:00
-81.2
-71.9
-48.6
-46.4
-74.0
-86.7
-75.2
-78.0
13:00
-73.7
-67.1
-71.3
-39.0
215.4
-80.6
-73.0
-67.9
14:00
-82.3
-82.0
-85.4
-72.5
100.6
-92.5
-88.5
-84.6
15:00
-93.0
-95.2
-96.2
-90.0
-86.8
-101.2
-101.0
-17.6
16:00
-103.4
-103.8
-103.9
-102.6
-106.1
-109.1
-108.9
-107.7
17:00
-127.0
-127.2
-127.3
-126.7
-131.4
-132.4
-132.3
-131.7
18:00
-135.6
-135.6
-135.7
-135.4
-140.3
-140.7
-140.7
-140.5
19:00
-142.8
-142.8
-142.8
-142.7
-147.7
-147.8
-147.8
-147.7
20:00
-146.9
-146.9
-146.9
-146.8
-151.8
-151.9
-151.9
-151.9
21:00
-150.5
-150.5
-150.5
-150.5
-155.5
-155.5
-155.5
-155.5
22:00
-155.5
-155.5
-155.5
-155.5
-160.5
-160.5
-160.5
-160.5
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 26. Potencial de confort en Aceras h/d = 2. Diciembre nublado 100 90 % de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
80
80
80
73
73
73
67
70
67
60 60 50 40
33 27
30 20
20
20
20
27
27
20
20 7
10 0
7
0
0
0
0
0 S
N
W
E
SE
SW
NE
Tipologia de Sección Nivel en confort
126
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
NW
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Efecto sobre el calor absorbido por radiación en aceras.
Hasta este momento el análisis ha valorado la repercusión del calor producido por el tránsito vehicular en el balance de confort de una persona situada en la acera, la cual se clasifica según la orientación de la fachada a la que esta adyacente y la proporción de las calle. Esta valoración nos sirve de referencia en la conformación de nuevos emplazamientos determinando cuáles son las alturas máximas de edificación según su orientación en calles con paso de vehículos de paso, así como también para identificar el potencial existente en la pacificación de calles en tejidos urbanos consolidados.
Existen otros factores del microclima que alteran el balance de radiación en el espacio urbano como son el viento y la nubosidad, sin embargo la variable de la radiación es de las que más peso cobra dentro del balance. La cantidad de radiación absorbida por una persona, estará sujeta al tipo de materiales que coloquemos tanto a nivel de espacio público como en la conformación de las fachadas de los edificios.
Hasta ahora los criterios de eficiencia energética en la edificación contemplan únicamente la repercusión de la envolvente del edificio hacia el interior, dejando en segundo término la repercusión sobre el espacio exterior inmediato de entorno. Aplicamos un sin fin de medidas para proteger el espacio interior de las inclemencias del exterior, pero en realidad, una correcta planificación urbana ha de contemplar un papel “negociador” de los paramentos de fachadas y cubiertas que consideren las condiciones óptimas para el interior y el exterior. De esta manera, se contribuye tanto a una satisfactoria captación de radiación en fachadas que permita una ganancia de calor en el espacio interior tolerable, como también a una reflexión y emisividad
hacia
el
exterior
que
evite
altos
índices
de
deslumbramiento
y
un
sobrecalentamiento del aire en el espacio público.
La calle forma parte del conjunto edificado y por tanto exige un tratamiento que evite el exceso de calor producido y acumulado a lo largo del día, que a final de cuentas afectará posteriormente al interior de los edificios. Con lo cual, es necesaria la incorporación de criterios de diseño para la aplicación de colores y materiales en fachadas según la tipología de calle (orientación + proporción). Por dar un ejemplo, tal y como hemos visto en los resultados de las simulaciones, las fachadas Sur tienen una repercusión muy alta en el balance de la calle, si a ello añadimos materiales muy reflectantes como fachadas de cristal o materiales de base metálica, el efecto sobre el potencial de confort será bastante peor (Figura 52).
127
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
FIG. 57 MATERIALES REFLECTANTES Y DE ALTA EMISIVIDAD EN FACHADAS.
En las gráficas 18 – 20, se muestra el total de radiación absorbida en cada una de las aceras analizadas durante las 15 horas útiles (8hrs – 22hrs). Esta magnitud considera únicamente el calor absorbido por una persona por radiación de onda corta + radiación de onda larga, no incorpora las pérdidas por convección y evaporación ni el calor por actividad metabólica. Es decir, esta magnitud nos habla de la acción directa de los materiales en conjunto con la orientación y proporción de calle comparando los meses de junio, agosto y diciembre. Más adelante, en el análisis de los escenarios con vegetación, se hará referencia a la reducción de este calor producto de la presencia de árboles y enredaderas en el mes de junio.
Aceras en Calles h/d < 0.4
En el caso de calles h/d=0.4, el total de radiación absorbida por una persona es mayor por el ángulo de apertura al cielo con respecto a densidades más compactas. De los resultados obtenidos en cada una de las tipologías de aceras vemos que tanto en el mes de junio como en agosto, las aceras próximas a la fachada SW son las que mayor calor por radiación tienen. Se puede apreciar que las cifras alcanzan hasta un máximo de 2568W/m2 al día en junio y en agosto hasta 3064W/m2.
Aquí podemos ver que el comportamiento de la calle presenta unas condiciones más críticas en el mes de agosto que en el mes de junio en cuanto a balance de calor por radiación a pesar de tener un potencial de confort más tolerable. 128
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
GRÁFICA 27. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Junio
3000 2568 2500
2273
2143
1978
1900
2000 1552
1390
1500
1141
1000 500 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
GRÁFICA 28. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Agosto
Balance m edio de confort/dia (W/m 2)
3500 3064
2942
3000
2488 2500 2103 2000
2088
1667
1500
1164
1063 1000 500 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
GRÁFICA 29. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Diciembre Radiación total absorbida horas útiles (W/m2)
Calor por radiación (W/m 2 día)
3500
600
462
400 167
200
127
113
0 -200 -400 -600
-480
-800
-777
-815
-1000 -1016 -1200 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
129
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Esto se debe a que a pesar de que en el mes de junio se tenga una mayor incidencia de radiación solar, se tiene una temperatura de aire más baja, con lo cual, las pérdidas por convección y evaporación son mayores. En cambio, en agosto la temperatura es más alta y por tanto las pérdidas por convección y evaporación son menores restringiendo el balance final. Ahora bien, el reparto de esta magnitud a lo largo del día es lo que diferencia el potencial de confort durante las horas útiles del espacio público, siendo el la mayoría de las tipologías de calle, menos favorecidas durante el mes de junio.
Las aceras con menor cantidad de radiación absorbida son aquéllas próximas a las fachadas Norte y Noreste. Tanto en junio como en agosto el aumento con respecto a la calle de menor magnitud (NE) es más del doble.
Una estrategia de mitigación de calor urbano sería que las fachadas SW, NW, Sur y Este en calles de densidad baja, disminuyeran el área de superficies de color oscuro y de alta reflexión como son galerías de aluminio y cristal, o al menos cuenten con una protección solar suficiente para restringir la radiación reflejada hacia el espacio público.
En el mes de diciembre, esta es la proporción de calle en donde encontramos que el balance de radiación absorbida representa una ganancia de calor y no una pérdida de calor en las aceras próximas a las fachadas Sur, Sureste, Suroeste y Oeste. La acera con mayor ganancia de calor por radiación resulta ser la próxima a la fachada Sur como debiera suponerse. Las aceras con situación más crítica para los meses fríos serian las que se encuentran próximas a las fachadas Noreste y Noroeste (NE y NW).
Aceras en Calles h/d = 1
En el caso de las calles con proporción h/d =1, las aceras próximas a la fachada Sur y Sureste predominan como espacios en donde una persona absorberá mayor cantidad de calor por radiación en los meses de junio y agosto. Resalta en el mes de agosto, la influencia de la fachada Sur sobre el total de radiación absorbida sobrepasando los 3000W/m2 a lo largo del tiempo útil del espacio público. Esto significa que los materiales en fachadas Sur siguen cobrando un papel importante conforme la sección se vuelve más compacta. En el caso del mes de diciembre, la compacidad de la calle ocasiona por una parte que el balance se encuentre en negativo en todos los casos, pero las pérdidas con respecto a la proporción h/d=0.4 es menor en las aceras próximas a fachadas: Norte, Noreste y Noroeste (N,NE,NW). 130
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
GRÁFICA 30. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=1. Junio
Calor por radiación (W/m 2 día)
3500 3000 2500
2236 2022
2000
1667
1751
1682 1339
1302
1500
1293
1000 500 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera GRÁFICA 31. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=1. Agosto
Balance m edio de confort/dia (W/m 2)
3500 3088 3000 2500 1970 2000
1870 1664
1596 1500
1407 1163 943
1000 500 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
Radiación total absorbida horas útiles (W/m2)
GRÁFICA 32. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 1 Diciembre
600 400 200 0 -200 -400 -600
-484
-384
-464
-800
-762
-778 -871
-1000
-929
-848
-1200 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
131
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Por lo que se puede apreciar de los resultados, las calles de compacidad media presentan un comportamiento más homogéneo entre sí, por lo que las soluciones de diseño tienen mayor flexibilidad a diferencia de las calles que se encuentran en tejidos de baja densidad. Este aspecto es importante de señalar de cara a la construcción de nuevos emplazamientos, ya que aún existe una creciente inversión por un modelo urbano laxo con tipologías edificatorias de baja densidad, pues bien, con esto podemos ver que además de las consecuencias negativas a nivel de gestión y complejidad que significa el modelo disperso, también existen desventajas a nivel térmico.
Actualmente, la configuración de los nuevos barrios de crecimiento residencial apuesta por edificios de hasta cinco plantas de altura en muchas de las ocasiones, distribuidos a lo largo de calles sumamente anchas, creando por lo general secciones de calle con proporciones h/d< 0.4.
El modelo de movilidad y la compacidad de los tejidos urbanos dejan como
resultado calles que suelen están sobredimensionadas, es decir, una exagerada destinación de espacio público a la movilidad de vehículos. Con lo cual, una mayor parte de la superficie de los pavimentos que conforman la calle estará destinada a ser asfaltada ya sea para dar función a la calzada o bien a el aparcamiento de coches en superficie. Las fachadas Sur, Sureste, Suroeste y Oeste, requieren de materiales superficiales con un albedo medio y baja emisividad o bien de la utilización de enredaderas en fachadas (ver escenarios con presencia de vegetación). Para este tipo de proporciones de calle es tan importante la fachada como el pavimento en aceras en la radiación incidente sobre las personas.
Aceras en calles h/d > 2
Conforme la compacidad de la sección de la calle es cercana a 2, el comportamiento en los meses de junio y agosto se asemeja. Esto significa que al obstruir la incidencia de la radiación de onda corta, el balance de onda larga predomina sobre el balance total. Las diferentes tipologías de acera tienen las mismas exigencias para los meses calurosos ya sea junio o agosto, porque claramente se ve que la proximidad a la fachada Sur es la más crítica, y el resto mantienen la misma relación proporcionalmente. La proximidad a la fachada Sur es la que deberá tener un tratamiento especial ya que debido a la estrechez de la sección de calle, la reflexión entre las fachadas influye más sobre el balance de radiación absorbido por una persona. Incluso en el caso del mes de diciembre se encuentran ventajas, ya que a pesar de que se pierde ganancia de calor por radiación de onda corta, la diferencia no es tan drástica con respecto al efecto que resulta en la proporción h/d=1.
132
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
GRÁFICA 33. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Junio
Calor por radiación (W/m 2 día)
3500 3000
2588
2500 2000 1494 1500
1521
1268
1454
1381 1114
1180
W
NE
1000 500 0 E
SE
SW
N
S
NW
Fachada próxim a a la acera
GRÁFICA 34. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Agosto
Balance m edio de confort/dia (W/m 2)
3500 3000 2500 2142 2000 1500
1265 969
969
963
832
1000
1057 827
500 0 E
SE
SW
N
S
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
Radiación total absorbida horas útiles (W/m2)
GRÁFICA 35. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Diciembre
600 400 200 0 -200 -400 -600
-507
-488
-800
-705
-1000
-905
-928
N
S
-1012
-959
-881
-1200 E
SE
SW
W
NE
NW
Fachada próxim a a la acera
133
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS
Conclusiones Variable Movilidad Urbana 1. Los modelos de movilidad urbana condicionan el espacio destinado para los personas en el espacio público, limitando así el uso de la calle exclusivamente en las aceras. Todo y que existen soluciones de calles tipo Rambla o Bulevares con paseos no adyacentes a las edificaciones, la tendencia en la conformación de las calles es en su mayoría a la de calzada y acera laterales.
2. El paso de vehículos en una calle puede representar la pérdida de 2 ó 3 horas potenciales de confort al día, sobretodo en calles de proporción h/d< 1. Hay que tener en cuenta que las simulaciones se han hecho para días nublados, con el fin de valorar el efecto de la onda larga con la menor incidencia de la radiación solar sobre las superficies. Se ha visto que la mayor incidencia se da en los meses de verano, ya que el calor se concentra y no se disipa tan fácil como en el invierno. A pesar que la nubosidad en invierno genera un efecto de inversión, a nivel de calle las superficies no presentan una alteración térmica que pueda incidir sobre el balance de energía de las personas.
3. La proximidad a las fachadas hace de ésta un factor de influencia importante, ya que no solo hay una incidencia por parte de los pavimentos sino que la fachada también ejerce una reflexión y emisión importante sobre las personas.
4. Se ha hecho mención sobre la importancia del tratamiento adecuado de las fachadas en especial aquéllas orientadas hacia el Sur y Suroeste SW.
5. La densidad compacta del tejido urbano permite que las condiciones entre las diferentes tipologías de aceras (excepto la Sur) tienda a homogeneizarse, con lo cual la flexibilidad en las soluciones constructivas es mayor.
6. El potencial de confort en junio y en agosto tienden a asemejarse conforme la compacidad de la sección de la calle es mayor, el total de calor absorbido por radiación en las aceras, muestra un comportamiento semejante en las densidades más compactas.
7. Las densidades más compactas a pesar de obstruir más la radiación solar que incide a nivel de calle en los meses de invierno, presentan un comportamiento homogéneo que deberá apoyarse en la elección de materiales en fachadas y pavimentos así como la protección del viento en las calles con orientación NWSE y SWNE.
134
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANALISIS Arbustos Superficie tapiza 8. A continuación se muestran en forma de tabla resumen los porcentajes de diferencia entre los Enredadera escenarios con y sin tránsito vehicular.
TABLA 34. Aceras con % de horas crítico predominante Tipo de acera
% horas
Tipologia de calle
Ejemplos de Tramos de calle
SW-0.4
68
NWSE -0.4
Pg. de Gràcia
S-0.4
68
EW-0.4
Diagonal Zona Universitaria
S-1
47
EW-1
Av. Roma
S-2
47
EW-2
Almirall Cervera Barceloneta
E-0.4
40
NS-0.4
Av. Meridiana
SE-0.4
40
SWNE-0.4
Gran Vía de les Corts
SE-1
40
SWNE-1
Valencia
TABLA 35. Aceras con % de horas en tolerancia predominante Tipo de acera
% horas
Tipologia de calle
Ejemplos de Tramos de calle
N-0.4
47
EW-0.4
Fabra i Puig
NE-2
47
NWSE-2
Major de Sarrià
W-1
40
NS-1
Av. Gaudí
W-0.4
40
NS-0.4
Tarragona
NE-0.4
40
NWSE-0.4
Pg. de Sant Joan
SW-1
33
NWSE-1
Enric Granados
NE-1
27
NWSE-1
Roger de Flor
TABLA 36. Aceras con % de horas en confort predominante Tipo de acera
% horas
Tipología de calle
Ejemplos de Tramos de calle
E-2
63
NS-2
Rec Comptal
E-1
47
NS-1
Pg. Margall
NW-1
33
SWNE-1
Córcega/Pg. Sant Joan
N-2
47
EW-2
Hospital
W-2
47
NS-2
Sant gervasi
N-1
40
EW-1
Av. Mistral
135
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
VI.5 Tipologías de Sección de calle caso Barcelona Variable 2: Orientación y Densidad Una vez que hemos analizado el potencial de confort en aceras, corresponde ahora analizar cuál es el potencial al centro de cada calle. Esta valoración nos permite establecer un criterio de ponderación de la trama urbana a partir de tipologias de sección de calle, a las que las diferencia las variables: orientación y densidad.
El objetivo de este escenario es generar un criterio comparativo sobre el comportamiento térmico de las secciones de calle, información útil tanto en la disposición de nuevos crecimientos urbanos, la rehabilitación de entornos consolidados, la creación de nuevos corredores verdes y también para la adaptación de soluciones de diseño constructivo desde lo que compete a la edificación. Las condiciones microclimáticas del peatón varían al ubicarse el punto de referencia al centro de la calle, a manera de un nuevo espacio de ocupación.
El potencial de confort en verano y en invierno para cada tipología de calle se analiza a partir de cuatro diferentes orientaciones de calle: EW, NS, SWNE y NWSE así como para las tres diferentes proporciones de calle h/d= 0.4, 1 y 2. Dado que la variable de los escenarios es la configuración espacial, las simulaciones se comparan en función de su respuesta en el escenario de control. Teniendo las mismas condiciones de clima y características de los materiales, se comparan los resultados obtenidos entre las 8:00 – 22:00hrs como periodo de tiempo útil del espacio público.
Calle EW
Calle NS
Calle SWNE
Calle NWSE
FIG. 58 ESCENARIOS ANALISIS TIPOLOGIAS DE CALLES
137
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Junio Representa el mes con la mayor incidencia de radiación solar durante el año, por lo que las condiciones derivadas de este mes sirven como parámetro de referencia más crítica. Una vez realizadas las simulaciones para las diferentes densidades, se han observados los siguientes aspectos: las secciones de mayor apertura al cielo como es el caso de la proporción h/d = 0,4 la orientación de las calles no es un factor que marque alguna diferencia entre las tipologias de calle. Sin embargo, se puede apreciar en la tabla 36 que durante las primeras horas de la mañana entre las 8 y las 13hrs el balance de confort de todas las tipologías no difiere tanto entre sí ya que los balances de confort se sitúan por encima de los 150W/m2 con lo cual tienen condiciones críticas. A partir de las 16hrs, comienza haber diferencias entre las tipologías de calle, mientras las calles EW y NWSE continúan con valores mayores a los 250W/m2, las secciones SWNE y NS comienzan a disminuirlos. Los saltos de valores entre una las 16 y 17hrs se deben a la obstrucción del edificio a los rayos solares. TABLA 37. Balance de confort Calles h/d = 0.4. Junio Escenario Control hora
EW
SWNE
NWSE
NS
8:00
134.6
149.1
143.4
149.2
9:00
176.4
185.3
173.1
184.0
10:00
194.6
196.1
176.4
191.5
11:00
205.7
205.2
197.6
187.5
12:00
227.1
215.9
223.2
218.3
13:00
254.6
247.3
261.4
257.7
14:00
274.4
282.1
294.3
294.4
15:00
285.6
312.1
315.6
309.1
16:00
295.0
184.1
323.3
128.3
17:00
203.7
43.2
93.2
42.7
18:00
-8.1
-18.7
-11.0
-19.2
19:00
-26.3
-27.7
-27.1
-27.8
20:00
-54.2
-54.6
-54.3
-54.7
21:00
-64.6
-64.8
-64.7
-64.9
22:00
-71.6
-71.7
-71.7
-71.8
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
En términos de potencial de horas de confort, las secciones en densidades bajas tienden a presentar entre un 60 y 73% del tiempo útil en situación crítica. Tan solo se alcanza un 27% del tiempo en confort, por lo que es necesaria la protección solar en estos casos. Actualmente en la ciudad este tipo de casos las podemos encontrar en calles del barrio de Poble Nou, donde las secciones mantienen proporciones de calle de entre 0.5 y 0.75, además de que en algunos casos se carece de arbolado frondoso que permita obstruir la radiación solar en superficie. Otro escenario similar seria el que corresponde a calles de nuevos emplazamientos, en donde el arbolado tampoco alcanza su madurez de altura y copa.
138
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
GRÁFICA 36. Potencial de confort Calles h/d= 0.4.
Junio
% de las horas entre 8:00 22:00hrs
100 90 73
80 70
67
67 60
60 50 40 30 20
27
27
20
10
20 7
7
EW
SWNE
13
13
NWSE
NS
0 Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Av. Gran Vía de les Corts (SWNE)
Nivel crítico
Pg. de Gràcia (NWSE)
FIG. 59 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d =0.4
El potencial de horas de confort en grandes avenidas o tejidos urbanos laxos de baja densidad se localiza hacia las horas de la tarde, ya que por la mañana la ganancia de radiación solar es muy alta.
En el caso de las calles con proporción h/d = 1, el comportamiento las tipologias de calle difieren en dos periodos: las dos primeras horas (8-9hrs) y durante la tarde entre las 13 y las 17hrs. En general las calles se sitúan en nivel de confort a partir de las 17hrs y lo que se consideraría en el margen de tolerancia a partir de las 14hrs excepto la calle EW.
En la tabla 37, se puede observar que la calle EW se mantiene como la más cálida en la mayor parte de las horas sobrepasando los 300W/m2. La calle SWNE asciende hasta los 300W7m2 también hacia las 14hrs, después baja hasta alcanzar el nivel de confort hacia las 17hrs. Para este tipo de proporción de calles, se ha de procurar aumentar la oferta de horas 139
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
de confort entre las 10 y las 12hrs en todas las orientaciones sobretodo en las calles con orientación EW y SWNE.
Esta densidad compacta mejora el potencial de confort de las calles disminuyendo el % de horas críticas en relación a la densidad edificatoria baja. Así mismo, el porcentaje de confort aumenta de un 27% a un 33%, que aunque no es satisfactoria, ya nos indica las ventajas de tejidos urbanos compactos en verano. Encontramos ejemplos de este tipo de secciones en calles del ensanche y también en tejidos heterogéneos como son Sant Gervasi, Sarriá y Sant Andreu en donde es más común encontrar calles sin arbolado viario.
TABLA 38. Balance de confort Calles h/d = 1. Junio Escenario Control hora
EW
SWNE
NWSE
NS
8:00
125.7
51.7
88.1
53.9
9:00
172.8
89.0
166.2
101.7
10:00
196.8
194.2
173.2
187.0
11:00
210.1
203.8
202.9
184.5
12:00
235.3
220.8
237.6
224.7
13:00
264.6
256.2
187.9
255.0
14:00
286.2
302.8
130.1
143.2
15:00
297.9
133.8
120.4
115.0
16:00
310.2
91.4
103.0
77.7
17:00
52.4
30.9
44.0
26.5
18:00
2.8
-9.7
4.6
-10.4
19:00
-15.7
-18.4
-16.3
-18.6
20:00
-36.9
-38.5
-37.5
-38.3
21:00
-47.4
-48.4
-48.1
-48.1
22:00
-54.5
-55.2
-55.1
-54.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
GRÁFICA 37. Potencial de confort Calles h/d=1.
Junio
% de las horas entre 8:00 22:00hrs
100 90 80 70
60
60 50 40 30 20
40 33 27
40 33
33 33 33
27
27
SWNE
NWSE
13
10 0 EW
NS
Tipologia de Sección Nivel de confort
140
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle Aribau, Eixample (NWSE)
Calle Mallorca, Eixample (SWNE)
FIG. 60 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d = 1
Las proporciones de calle h/d = 2 mejoran el balance de confort de todas las secciones de calle encontrando horas de confort y tolerancia por la mañana. Durante las primeras horas las calles con situación crítica son EW y NWSE, hacia el medio día, las calles NS y SWNE también presentan horas críticas debido a la incidencia de radiación solar sobre la calle.
Se puede apreciar que en esta densidad, la influencia de la reflexión de radiación y emisión por parte de las fachadas posteriores tienen repercusiones sobretodo en aquellas calles con orientación EW y SWNE, aumentando incluso con respecto a la proporción h/d= 1.
TABLA 39. Balance de confort Calles h/d =2. Junio Escenario Control hora
EW
SWNE
NWSE
NS
8:00
128.6
30.3
34.5
29.9
9:00
174.2
57.9
158.8
75.7
10:00
97.7
80.1
166.6
90.9
11:00
109.8
185.1
199.3
192.0
12:00
121.0
211.1
119.9
239.6
13:00
200.3
257.2
117.4
154.2
14:00
307.2
129.0
94.0
124.2
15:00
334.1
84.6
76.9
101.8
16:00
361.0
52.8
59.7
88.3
17:00
109.1
19.7
39.3
63.9
18:00
60.5
-7.8
10.8
39.3
19:00
38.0
-15.9
-12.9
30.3
20:00
17.8
-31.0
-29.8
12.4
21:00
3.5
-40.5
-40.3
-0.4
22:00
-7.7
-47.1
-47.1
-10.7
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
141
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
GRÁFICA 38. Potencial de confort Calles h/d = 2.
Junio
% de las horas entre 8:00 22:00hrs
100 90 80 70 60
47
50 40 30 20
47
40
40 40 33
33
33
27 20
20
20
10 0 EW
SWNE
NWSE
NS
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
El potencial de confort mejora considerablemente con respecto a las anteriores densidades. En estos casos el mayor porcentaje de las horas se mantiene en confort con un máximo de 47% con respecto al 27% de h/d=0.4 y el 33% de h/d=1. Teniendo en cuenta que estos resultados corresponden a una sección de calle sin considerar el calor producido por los vehículos en circulación, podemos apreciar el efecto de los programas de recuperación de espacios públicos en tejidos de casco antiguo como son Ciutat Vella, Gràcia, Sants, etc. La pacificación de estos tejidos resulta potencialmente beneficiosa de cara a mejorar la oferta de espacios públicos en confort.
Calle Minerva, Gràcia (NWSE) FIG. 61 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d > 2
142
Calle Gràcia (SWNE)
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Analizando el conjunto de tipologias de calle y el porcentaje de tiempo que mantienen el balance de energía de una persona en el espacio público en condiciones de confort vemos que las calles con proporciones mayores a 2 alcanzan incluso hasta un 47% del tiempo en niveles de confort. Las proporciones tipo 1 tienen un 33% del tiempo en confort excepto la calle EW la cual tiene hasta un 60% de nivel crítico. En cualquier caso, el efecto de la densidad edificada repercute sobre el nivel crítico, que en calles amplias alcanza hasta un 73% del tiempo mientras que en las calles más densas baja hasta un 20%.
GRÁFICA 39. Resumen Potencial de confort por Tipologia de Calle. Junio
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70
67 60
60
60 47
50 40 40
33 27
30
27
20
33 27
33 33 33 27
40 40 33
33
33
27 20
13 7
47
40
20
20 10
27
40
13
13
NS - 0.4
EW - 1
20
20
7
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
Finalmente el promedio del balance de energía durante el periodo de tiempo que comprenden las horas útiles de uso del espacio público nos indica la ponderación de las tipologías de calle. Los valores se mantienen dentro del rango de tolerancia, aunque con necesidad de incrementar el porcentaje de horas de confort durante el día. La media del balance se calcula a partir del total de la energía absorbida por una persona entre las 8 -22 hrs divididas por el número de horas, en este caso 15 en total. Balance medio de confort
=
Ζ balance hrn Numero horas de uso
Por lo tanto este valor nos da una pauta sobre el nivel de confort que cada tipología de calle sencillamente por la orientación del tramo de calle y la densidad de construcción ya que se consideran todas en un estado básico es decir, sin árboles y superficies permeables. A partir de esta ponderación es fácil identificar a nivel de planeamiento futuro el tipo de calles que podemos destinar según la orientación. 143
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
La gráfica 32, muestra el valor promedio que le correspondería a cada una de las secciones en el periodo de tiempo establecido. Resultan entonces las calles tipo SWNE-2 y NWSE-2 las más favorables con respecto al resto de las tipologías. Estas secciones se mantienen más cercanas al nivel de confort con un promedio de 63 y 64 W/m2 hr. Además de mantener hasta un 47% de las horas dentro del rango de confort. En Barcelona los tramos de calles que tienen estas características se encuentran principalmente en tejidos de casco antiguo y en el ensanche.
Posteriormente siguen en orden de magnitud las tipologias de calles NS-1, NS-1, NWSE-1 y SWNE-1. Estas mantienen un promedio que no rebasa los 100W/m2, finalmente el tercer grupo lo integran las secciones h/d = 0.5 y EW-2. Las calles con orientación EW se ven más influenciadas por las fachadas Sur, en el caso de secciones estrechas la repercusión se agudiza más situándola como la sección más crítica para los meses de verano.
GRÁFICA 40. Balance Medio de Confort por Tipologia de Calle. Junio
Balance medio de confort/dia (W/m2)
160 140
135 119
120
137
133
132 115
94
100
87
82
80 80 64
63
SWNE - 2
NWSE - 2
60 40 20 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
NS - 2
Tipologia de Sección
Para poder comparar el potencial de confort en otros meses con tendencia a un intenso uso del espacio público, se han realizado las simulaciones para un día del mes de marzo y agosto, así como también el efecto en el mes de diciembre (ver Capítulo VIII Anexo 4).
144
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos Arbustos Superficie tapiza Enredadera Conclusiones Variables Orientación
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
y Densidad.
1. Los tejidos urbanos compactos permiten disminuir entre un 34% y 40% las horas críticas del tiempo útil del espacio público lo cual significa ganar de 5 a 6 horas al día en niveles de tolerancia o confort.
2. La densidad edificatoria de tejidos compactos consigue aumentar desde un 7% a un 20% las horas de confort lo cual equivale a 1 y 3 horas al día en nivel óptimo para estar en la calle, mejorando las condiciones de habitabilidad en términos de balance térmico.
3. La orientación de las calles no supone una restricción en cuanto a criterios de diseño en calles de densidad baja, las cuatro orientaciones presentan prácticamente las mismas condiciones. Es a partir de tejidos compactos donde el caso de las calles con orientación EW si que requiere una actuación independiente que el resto de las orientaciones. En cualquiera de las diferentes casos de densidad edificatoria, las calles EW presentaron las situaciones más drásticas.
4. La pacificación del tránsito vehicular representa un factor positivo y potencialmente beneficioso en el aumento del potencial de confort de espacios públicos en los tejidos urbanos compactos. A pesar de que solo se alcance hasta un 47% de horas de confort al día en el centro de la sección, esto nos indica que la sustitución de pavimentos y la incorporación de vegetación mejorará por seguro dicho potencial de confort.
5. Con respecto a los nuevos emplazamientos, es conveniente planificar las densidades edificatorias en función de la orientación de la calle. Un aspecto importante será el resguardando secciones compactas para orientaciones EW, SWNE, mientras será mejor procurar que las calles de mayor abertura al cielo se encuentren orientadas en sentido NS y NWSE.
145
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
VI. 6 Análisis de los escenarios en cada tipologia de calle. Variable 3: Presencia de Vegetación en el entorno La recuperación de los espacios públicos en la ciudad tiene como primer aspecto condicionante la movilidad urbana. Hemos visto en los anteriores escenarios de análisis la repercusión de la pacificación del tránsito vehicular sobre el potencial de confort y cómo a partir de una nueva ocupación de la calle, la oferta de dicho potencial incrementa.
Valorar la presencia de la vegetación en los entornos urbanos es un aspecto que está en estrecha relación con el potencial de confort térmico de los espacios públicos. El aumento de la presencia verde, como es sabido, produce una disminución en el balance de calor de los espacios urbanos, siendo muy favorable en los meses de verano. Sin embargo, es necesaria la planificación estratégica para las diferentes soluciones de naturación, con el fin de obtener el máximo aprovechamiento de los beneficios que conlleva la consolidación de la red de espacios verdes de la ciudad.
Esta serie de escenarios tienen por objeto analizar una siguiente fase en el proceso de recuperación del espacio urbano para el ciudadano. La mejora de la calidad de nuestros entornos no solo desde un punto de vista de actuación pública sino también de iniciativa privada, o en el mejor de los casos, la consolidación de la colectividad y la participación. Los resultados corresponden a la simulación del modelo en el mes de junio, aplicando como metodología de análisis el % de horas útiles de confort al día para cada tipología de sección.
Control
I. Verde Viario
II. Verde Permeable
III. Verde Espontáneo
IV. Verde Participativo
V. Verde Colectivo
VI. Verde Consolidado
FIG. 62 ESCENARIOS ANALISIS PRESENCIA VEGETACIÓN
147
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calles Orientación Este – Oeste EW
El amanecer y el atardecer son los factores protagonistas para este tipo de orientación de calle. La incidencia del sol durante las primeras horas de la mañana dota de un ambiente cálido y luminoso al espacio, mientras que hacia las horas de la tarde, la incidencia representa una ganancia importante de calor así como de deslumbramiento.
Por lo tanto, las calles con orientación EW, son las que presentan mayores ganancias de calor durante el día en los meses de verano, conforme la sección de calle es más amplia, el confort en los meses de verano se verá en situación crítica. Por otra parte, la proporción de la calle también intensifica esta ganancia sobretodo hacia las horas de la tarde, cuando las fachadas orientadas hacia el Sur emiten el calor absorbido durante el día. La presencia de vegetación en este tipo de calles es muy importante como parte de una estrategia de naturación y mitigación de calor urbano.
Tal y como se puede apreciar en la gráfica, los escenarios que más favorecen a las calles EW0.4, son aquellas en las que existe la protección de arbolado en los dos costados de la acera y la protección de la fachada Sur con enredaderas. En el caso del escenario I y el escenario VI, las curvas resultan las más favorables, situándose la mayor parte del tiempo, por debajo de los límites críticos. TABLA 40. Calle EW-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación. Control 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
Escenario II
29.6 116.2 168.5 175.9 187.0 215.1 174.5 176.6 132.0 12.6 -18.3 -23.4 -41.3 -50.9 -57.5
Escenario III
86.3 181.1 196.0 200.7 171.2 172.5 216.8 263.8 220.0 60.0 -9.9 -23.2 -47.1 -57.1 -63.7
Escenario IV
21.2 84.0 154.1 146.3 124.0 189.9 239.1 144.0 59.9 40.1 -7.0 -21.9 -41.1 -51.1 -57.9
Escenario V
133.4 172.7 176.7 165.7 190.2 231.2 275.6 288.5 91.2 30.2 -18.8 -25.1 -47.1 -57.0 -63.7
Escenario VI
81.1 174.1 187.2 190.9 160.5 162.0 208.1 258.0 200.0 192.5 -16.3 -26.0 -48.6 -58.5 -65.0
63.7 104.4 159.9 166.4 167.0 128.4 100.0 138.4 120.4 84.0 -12.6 -23.3 -42.4 -52.4 -58.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
148
Escenario I
75.9 165.5 183.9 188.6 157.6 155.2 207.2 266.2 245.0 195.3 -8.0 -22.9 -46.4 -56.6 -63.5
8:00
I
II
III
IV
V
VI
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
La acción de las enredaderas en fachadas produce un efecto favorable en las primeras horas de la mañana. Esto quiere decir que las fachadas verdes en secciones de calle amplia requieren del soporte complementario de árboles o pavimentos permeables que ayuden a disminuir la radiación emitida hacia las personas. La comparación de los escenarios nos dice que la presencia de vegetación en calles EW-0.4 favorece las horas del medio día. También se deduce que la protección de la fachada Sur es muy importante para este tipo de calles.
GRÁFICA 41. Potencial de confort Tipología de Calle EW-0.4.
Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70
60 53 47
50 40 30
33
33 33 33
27
27 27
27
27 20
20 10
60
53
60
13
20
20
13
7
0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de Escenario Nivel de Confort
Av. Diagonal EW-0.5
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
Av. Diagonal EW-0.5 FIG. 63 AV. DIAGONAL, EIXAMPLE – LES CORTS
En el caso de las calles EW-1, los volúmenes de los edificios repercuten en la incidencia de radiación solar sobre las superficies y las personas. Esta tipología de calle, es incluso más cálida que la anterior proporción, esto se debe a la acción de los pavimentos y fachadas las 149
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
cuales reciben una buena cantidad de radiación solar y a la vez emiten mayor cantidad de calor. TABLA 41. Calle EW-1. Balance de confort escenarios de vegetación. Control
Escenario I
125.7 172.8 196.8 210.1 235.3 264.6 286.2 297.9 310.2 52.4 2.8 -15.7 -36.9 -47.4 -54.5
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
Escenario II
115.9 157.5 179.2 196.7 224.9 252.2 267.9 157.2 152.4 44.2 0.8 -15.4 -33.3 -43.7 -50.6
Escenario III
98.3 58.6 90.7 128.3 192.1 210.3 227.3 257.3 275.6 27.0 -5.0 -18.5 -35.9 -45.8 -52.4
Escenario IV
109.5 55.7 88.6 135.2 208.7 232.1 240.1 280.2 300.5 32.9 -0.5 -14.4 -31.9 -42.8 -49.9
Escenario V
113.3 67.9 102.2 140.6 212.0 232.7 247.7 283.1 302.3 22.5 -10.0 -22.0 -38.8 -48.8 -55.3
Escenario VI
103.8 57.4 90.6 129.4 196.5 218.3 242.4 282.3 299.7 29.1 -0.6 -12.4 -30.1 -41.4 -49.2
93.7 44.3 80.8 116.4 178.9 201.2 227.0 274.6 235.2 23.0 -2.3 -13.1 -28.6 -39.6 -47.1
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 42. Potencial de confort Tipología de Calle EW-1.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53
53 47
50
40
40 30
33
40
33 33 33
27
33
33 33 33
27
33
20
20
33
27 20
13
10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de Escenario Nivel de Confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
En este tipo de calles la acción más efectiva por la tarde resulta ser el arbolado en dos aceras, siguiéndole por orden, la máxima permeabilidad. Durante las horas de la mañana, la presencia de enredaderas y pavimentos permeables tienen una respuesta semejante entre sí, situando el balance de energía de una persona más confortable que en el escenario de control 150
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
e incluso del arbolado. Esto quiere decir, que no es suficiente acción la de incorporar arbolado viario en calles EW-1, si no también procurar naturar balcones y jardineras.
El número de horas útiles de confort al día se ve incrementado a partir de los escenarios con enredaderas, siendo el escenario de máxima permeabilidad el que consigue hasta 7hrs de confort al día. El principal potencial de la naturación para calles EW-1 es la habitabilidad térmica de las horas de la mañana, por lo tanto son potenciales para los ejes cívicos de peatones relacionados con equipamientos y servicios. Mientras que la tarde se mantiene con características muy semejantes.
Calle Tarragona EW-1.2 FIG. 64 CALLE TARRAGONA, SANTS MONTJUÏC
Las calles EW-2 tienen como peculiaridad no solo la orientación más cálida sino también una proporción en la cual el efecto de las fachadas sobre el espacio público aumenta significativamente. Como se puede apreciar en la gráfica, la presencia de enredaderas resulta el escenario con mayor impacto en el número de horas dentro del rango de confort al día.
151
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
TABLA 42. Calle EW-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
Control
Escenario I
128.6 174.2 97.7 109.8 121.0 200.3 307.2 334.1 361.0 109.1 60.5 38.0 17.8 3.5 -7.7
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
Escenario II
166.8 183.1 117.2 115.9 119.8 189.9 303.8 193.5 175.8 72.8 47.5 33.9 19.2 8.5 2.6
Escenario III
113.2 159.2 84.0 82.0 84.2 162.2 281.6 262.3 136.7 54.7 7.2 -13.0 -28.7 -38.7 -45.4
Escenario IV
79.6 119.6 45.7 50.4 48.8 112.2 209.5 217.6 102.6 30.0 -1.9 -16.1 -28.3 -37.6 -43.9
Escenario V
94.8 130.4 60.0 56.4 53.6 120.5 239.5 239.3 113.6 29.1 -3.7 -17.2 -29.4 -38.6 -44.6
Escenario VI
114.7 145.6 64.4 64.8 70.2 142.7 262.6 156.5 141.0 37.9 -1.0 -17.0 -31.9 -42.0 -48.6
106.0 119.0 53.4 53.8 59.4 133.3 251.7 144.1 124.8 19.9 -2.3 -14.8 -28.2 -38.6 -45.5
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 43. Potencial de confort Tipología de Calle EW-2.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53
50
40
40 30
53 47
40 33
27
33
40
47
40
33
40
40
33
27
27
20
13
13
13 7
10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de Escenario Nivel de Confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
Las enredaderas en las fachadas Sur resultan de gran utilidad por la disminución de radiación de onda corta reflejada hacia el espacio público. Esto quiere decir que para los casos de fachadas Sur, es recomendable la utilización de enredaderas en fachada, no solo para proteger el edificio de la incidencia solar, sino también para crear un balance de radiación en la calle adecuado para las personas. Con las enredaderas, se consigue disminuir las horas críticas en dos horas (14-15hrs) y permite un par de horas de confort por la mañana. 152
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle Almirall Baixat EW > 2 FIG. 65 CALLE ALMIRALL BAIXAT, BARCELONETA
Calle Almirall Cervera EW = 2 FIG. 66 CALLE ALMIRALL CERVERA, BARCELONETA
Calle Call EW > 2 FIG. 67 CALLE CALL, BARRIO GÓTICO
153
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle Orientación Norte- Sur NS Las tipologías de calle con orientación NS en tejidos urbanos de densidad baja presentan un comportamiento crítico en las horas de la mañana tal y como se puede ver en el escenario de control. La acción de los diferentes escenarios mejoran el balance de confort disminuyendo la magnitud a lo largo del día. Destacan para esta tipología de calle los escenarios con arbolado y con la sustitución de los pavimentos por superficies de menor absortividad que el asfalto y la presencia de superficies permeables (ver escenarios II y IV). En este caso, el efecto de la permeabilidad en el pavimento provoca una mayor corrección del nivel crítico entre las 11 y las 13hrs del día que no la presencia de vegetación en fachadas (escenario IV).
TABLA 43. Calle NS-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
Escenario VI
8:00
149.7
133.4
149.5
117.7
141.7
137.1
42.3
9:00
184.7
172.7
189.2
152.1
188.2
176.7
46.5
10:00
194.1
176.7
172.8
161.8
180.9
162.6
56.9
11:00
190.7
165.7
69.1
162.7
171.1
63.6
120.0
12:00
221.3
190.2
77.1
188.7
198.6
69.1
196.2
13:00
259.9
231.2
90.6
222.7
240.8
78.3
117.6
14:00
295.8
275.6
283.5
253.6
286.5
266.3
124.0
15:00
314.1
288.5
297.5
262.4
277.5
276.4
184.0
16:00
132.3
91.2
80.3
91.1
71.8
62.7
60.3
17:00
44.3
30.2
27.9
15.9
19.4
18.1
14.7
18:00
-19.0
-18.8
-21.0
-29.6
-22.8
-24.1
-17.0
19:00
-27.7
-25.1
-25.3
-34.6
-26.6
-27.7
-23.8
20:00
-54.9
-47.1
-48.2
-57.7
-48.8
-49.4
-42.3
21:00
-65.1
-57.0
-57.8
-68.0
-58.3
-59.0
-52.1
22:00
-72.0
-63.7
-64.2
-74.2
-64.8
-65.5
-58.7
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
A nivel de potencial de horas de confort, los escenarios mantienen un porcentaje igual de horas críticas, sólo varían los niveles de tolerancia para cada caso. El escenario VI, con la presencia máxima de vegetación, es el único que brinda el mayor potencial de confort durante las horas útiles de uso del espacio público.
154
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
GRÁFICA 44. Potencial de confort Tipología de Calle NS-0.4.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70
60
60 47
50 40 30
47
47
47
33
47
47
33 27 27
27 27
20
27 27
27 27
27
20 13
20 10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Calle Pere IV NS =0.5 FIG. 68 CALLE PERE IV, POBLE NOU
El cambio de proporción de la calle con esta orientación deja ver mayores beneficios sobre los balances de confort en la mayoría de los escenarios. Podemos ver que el efecto de las enredaderas en fachadas es mucho más significativa que son la proporción 0,5 y es debido a la significación de las fachadas en el intercambio de radiación entre las superficies que conforman la calle. La combinación de sustitución del asfalto en los pavimentos es más significativa con una sola acera con árboles (escenario II) que teniendo una calle normal con los dos costados de arbolado viario.
Por otra parte, los escenarios muestran que las paredes verdes tendrán un efecto diferente en función del pavimento y de la presencia o no de arbolado viario. Esto sucede porque la 155
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
pavimentos de hormigón tienen a pesar de tener un coeficiente mayor de reflexión con respecto al asfalto, la emisividad hacia la copa de los árboles sigue siendo reirradiada por éstos de nuevo a la superficie alterando el comportamiento de los pavimentos y su posterior influencia sobre el balance de una persona.
TABLA 44. Calle NS-1. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
Escenario VI
8:00
53.9
46.3
41.7
10.6
32.8
29.0
14.3
9:00
101.7
93.4
67.2
31.4
61.0
56.7
42.4
10:00
187.0
172.3
75.2
42.4
79.4
70.7
61.0
11:00
184.5
174.3
116.2
83.3
132.8
123.8
115.6
12:00
224.7
214.2
203.0
155.6
224.5
216.0
189.3
13:00
255.0
239.6
218.2
175.3
232.8
225.5
167.3
14:00
143.2
108.8
106.9
74.2
93.9
96.1
88.1
15:00
115.0
81.2
75.1
46.1
56.5
62.8
57.3
16:00
77.7
55.2
49.1
28.0
36.6
46.5
41.4
17:00
26.5
16.9
12.9
2.6
5.9
17.7
14.8
18:00
-10.4
-11.4
-12.8
-16.3
-16.2
-4.1
-4.5
19:00
-18.6
-18.6
-19.4
-22.8
-21.8
-11.1
-11.9
20:00
-38.3
-35.5
-35.8
-36.5
-38.2
-28.7
-27.5
21:00
-48.1
-45.2
-45.4
-46.3
-48.0
-40.1
-38.7
22:00
-54.9
-51.9
-51.9
-52.9
-54.5
-48.0
-46.4
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 45. Potencial de confort Tipología de Calle NS-1.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70
60
60
53 47
50 40 30
40
40
33
47 40
40
33 27
33 27
27 20
20
13
13
13
13
13
10 0 Control
I
II
III
IV
V
Tipo de escenario Nivel de confort
156
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
VI
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Como se puede apreciar en la gráfica, esta tipologia de sección de calle tiene en términos generales una respuesta de beneficio en la mayoría de los escenarios analizados. El potencial en calles NS-1 se presenta mucho más favorable en los escenarios III, V y VI con un porcentaje mayor al 50% de las horas de uso en niveles de confort.
Av. Pi i Margall NS-1.2 FIG. 69 AV. PI I MARGALL, GRACIA
Las calles NS tienen una menor ganancia de calor con respecto a las calles EW, por lo tanto conforme la sección es más estrecha, los balances de confort de una persona en un mes de verano tenderán a mejorar. A partir de las condiciones del escenario de control para esta tipologia de calle, El efecto de la vegetación dentro de las estrategias planteadas por cada escenario a partir de las condiciones iniciales de control, mantiene la ventaja con la introducción de enredaderas en fachadas.
Se puede observar que a partir de la presencia de vegetación en los paramentos verticales, el balance disminuye considerablemente. Sin embargo, los resultados nos indican de nuevo que 157
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
la ganancia de calor por radiación de una persona incrementa en los escenarios IV, V y VI, debido al intercambio entre el árbol y el pavimento.
TABLA 45. Calle NS-2. Balance de confort escenarios de vegetación. hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
8:00
29.9
58.6
19.5
-6.0
0.8
14.2
Escenario VI -2.8
9:00
75.7
102.1
65.4
20.7
29.3
57.4
30.6
10:00
90.9
104.9
77.3
38.8
52.0
60.4
36.8
11:00
192.0
223.9
176.3
136.3
160.7
178.9
161.6
12:00
239.6
220.2
213.2
166.1
185.2
214.3
158.4
13:00
154.2
138.8
125.2
73.7
80.6
94.5
77.1
14:00
124.2
106.8
87.6
48.3
54.6
66.6
53.1
15:00
101.8
83.1
55.8
31.7
32.8
41.3
32.4
16:00
88.3
71.8
40.3
19.7
20.2
28.4
22.0
17:00
63.9
53.1
14.7
2.7
2.8
7.7
5.5
18:00
39.3
37.3
-9.6
-13.1
-13.5
-12.3
-10.6
19:00
30.3
31.7
-16.4
-18.9
-19.0
-19.0
-17.4
20:00
12.4
18.1
-31.0
-30.1
-30.9
-33.2
-30.3
21:00
-0.4
7.8
-40.3
-38.9
-39.7
-43.1
-40.5
22:00
-10.7
2.0
-46.8
-45.0
-45.7
-49.6
-47.2
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 46. Potencial de confort Tipología de Calle NS-2.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90
80
80
73 67
70
60
60 50
53 40 40
40 30
53
33
33 27
20
20 13
20
13
13
13
13
13 13
7
10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
El potencial de horas de confort de cualquier forma se sitúa en los escenarios con estrategias de mayor naturación. La incorporación de vegetación en fachadas supone una oferta que va de un 60% hasta un 80% de las horas útiles de uso del espacio público en situación de confort. Esto hace pensar en las actuaciones de pacificación y mejora de la calidad de los 158
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
espacios públicos en tejidos urbanos muy compactos, vemos que el plantar árboles no es suficiente para llegar al menos a la mitad del tiempo de uso del espacio en confort, y que la inversión en la sustitución de los pavimentos asfaltados representa un 20% de dicho potencial de tiempo en confort.
Calle Mar NS >2
Calle Mar NS >2 FIG. 70 CALLE MAR, BARCELONETA
159
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle con orientación SWNE
La ganancia de calor por radiación en este tipo de calles es alta, la incidencia de la radiación de onda corta en fachadas y pavimentos repercute de forma sustancial el balance de una persona. Así como la fachada Sur ejerce mayor influencia en las calles EW, la exposición de las fachadas Sureste es para las calles SWNE el factor que más incide en orden de magnitud sobre el balance.
Para las calles de densidad baja constructiva, podemos ver que la situación de control mantiene las horas de la mañana en situación crítica y las pérdidas por convección en las últimas horas de la tarde, bajan el balance a una sensación fría de tolerancia1. Dentro de las estrategias propuestas en cada uno de los escenarios, el efecto más beneficioso se muestra en los escenarios V, IV y II. Esto significa que en calles tipo SWNE-0.4 se deberá procurar la sustitución de pavimentos asfaltados y la combinación con arbolado de gran porte. Por otra parte la naturación de fachadas, no resulta productivo como único elemento, se debe acompañar de la presencia de arbolado o bien la sustitución de pavimentos. TABLA 46. Calle SWNE-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
8:00
149.1
29.6
147.3
197.1
144.1
137.1
49.2
9:00
185.3
116.2
186.7
242.8
187.9
175.4
146.6
10:00
196.1
168.5
191.4
264.9
194.4
180.3
152.8
11:00
205.2
175.9
132.7
285.6
134.9
123.1
170.5
12:00
215.9
187.0
108.8
307.0
112.9
102.0
197.0
13:00
247.3
215.1
106.6
342.8
109.9
98.6
208.1
14:00
282.1
174.5
107.2
379.1
108.4
95.2
167.1
15:00
312.1
176.6
248.0
406.6
239.5
230.3
190.8
16:00
184.1
132.0
160.2
267.2
145.2
137.9
124.8
17:00
43.2
12.6
26.4
115.6
12.8
11.6
8.0
18:00
-18.7
-18.3
-16.0
54.7
-23.0
-22.4
-20.2
19:00
-27.7
-23.4
-24.3
39.4
-28.1
-27.3
-24.5
20:00
-54.6
-41.3
-47.5
7.1
-50.2
-49.0
-42.9
21:00
-64.8
-50.9
-57.3
-7.7
-60.3
-58.7
-52.6
22:00
-71.7
-57.5
-63.8
-17.1
-66.4
-65.1
-59.0
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
1
Escenario VI
I
II
III
IV
V
VI
Pensar que los valores se mantienen muy próximos a los -50W/m2 por lo que la sensación de frío es muy ligera.
160
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
GRÁFICA 47. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-0.4.
100 90 80 70
60
53 47
50
40
40
33
40 30
60
53
60
27
33 27
27
27
27
27
20
20
27
20
20
13
20 10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Sin embrago, esta tipología de calle requiere de una estrategia con mayor efecto, ya que el potencial de confort queda bastante limitando en cuanto a que los mejores escenarios IV y V sólo alcanzan más del 50% del tiempo pero en condiciones de tolerancia. Los niveles de confort no rebasan el 33% en el mejor de los casos. Al menos las soluciones permiten disminuir las horas críticas hasta solo un 20% de las horas, esto significa que el tipo de actividades potenciales en este tipo de calles ha de mantener la máxima protección posible sobretodo en las zonas de juegos infantiles o espacios que requieren un esfuerzo más intenso por parte de la persona.
El cambio de proporción de la calle facilita más la acción de los diferentes escenarios. De principio, el escenario de control fija como horas críticas las primeras horas de la mañana hasta el medio día, con lo cual los recorridos peatonales de tipo cívicos son los más perjudicados en esta orientación, solo hasta pasadas las 16hrs del día dicho recorrido se encontraría en zona de confort.
La corrección sobre estas horas críticas de la mañana se verá obtenido sobretodo en los escenarios que tienen en común la sustitución del asfalto y una mayor permeabilidad en el suelo, junto con la presencia de arbolado viario. La enredaderas en fachadas aún siguen siendo una opción que debe acompañarse de otro elemento como es el arbolado, si no el efecto es nulo.
161
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
TABLA 47. Calle SWNE-1. Balance de confort escenarios de vegetación. hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
8:00
187.3
70.6
29.3
172.2
33.1
35.9
Escenario VI 60.6
9:00
238.3
156.7
61.5
222.1
60.2
69.5
148.4
10:00
249.1
187.4
171.5
235.3
109.7
122.0
182.3
11:00
245.8
179.0
185.2
236.2
186.6
201.5
175.2
12:00
242.9
174.9
194.9
237.4
220.0
236.1
176.5
13:00
94.7
50.1
144.7
89.6
256.5
272.3
52.8
14:00
92.0
53.2
118.3
78.3
275.4
281.3
53.3
15:00
101.1
55.7
110.7
75.7
61.2
61.3
48.7
16:00
81.4
45.0
76.2
54.4
33.8
34.0
39.4
17:00
30.7
16.4
24.4
19.0
5.3
3.7
18.1
18:00
-10.3
-10.2
-10.2
-12.2
-17.2
-33.4
-3.4
19:00
-18.0
-17.4
-18.5
-18.2
-22.5
-32.2
-10.9
20:00
-37.5
-31.1
-35.8
-36.3
-39.2
-47.9
-25.2
21:00
-47.1
-40.5
-45.5
-45.8
-48.9
-56.4
-35.8
22:00
-53.6
-46.9
-52.2
-52.3
-55.4
-61.5
-43.3
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
Finalmente, la densidad del tejido urbano permite que el potencial de confort en cada uno de los escenarios ofrezca porcentajes de horas de confort de hasta un 53% en el mejor de los casos. A pesar de no modificar radicalmente los porcentajes de horas críticas, si que es verdad que se mejoran el porcentaje de horas de tolerancia, con lo cual se consiguen más horas de confort.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
GRÁFICA 48. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-1.
100 90 80 70 53
60 47
50 40
47 40
33 33 33
40 33
27 27
30
40
33 27
33 27
27 27
27
20
20 10 0 Control
I
II
III
IV
V
Tipo de escenario Nivel de confort
162
27
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
VI
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Ejemplos de este tipo de calles las encontraremos en el barrio de L’Eixample, que van en sentido Llobregat – Besòs (Aragó y Mallorca) y en algunos casos tramos de calle de Gràcia, Sant Gervasi y Sant Andreu.
Calle Aragó. SWNE - 1 FIG. 71 CALLE ARAGÓ, EIXAMPLE
Calle Córcega. SWNE – 1 FIG. 72 CALLE CÓRCEGA, EIXAMPLE
Aumentando la densidad edificatoria hasta una proporción de calle igual o mayor de 2, se consigue finalmente las mejores condiciones a lo largo del día para esta orientación de calle. Vemos que en el escenario de control el periodo de tiempo entre las 10 y las 16hrs es el tiempo con tendencia crítica.
Dentro de este rango de horas se puede ver que el mayor efecto de corrección lo consigue el escenario V, en donde se ha podido eliminar el tiempo es situación crítica, también se ha de mencionar que según los datos obtenidos resulta más conveniente el arbolado viario en un solo costado de la calle que no es ambos.
TABLA 48. Calle SWNE-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
163
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
Escenario VI
8:00
42.0
25.1
18.2
30.1
0.8
0.7
10.5
9:00
45.9
26.0
48.3
28.7
23.1
20.4
33.2
10:00
223.8
166.1
57.0
206.9
33.1
51.0
54.4
11:00
237.8
172.7
179.4
234.3
152.8
129.9
191.4
12:00
240.6
173.0
195.7
246.7
179.4
123.7
231.8
13:00
90.1
53.0
110.3
93.6
98.1
80.0
248.4
14:00
102.1
59.1
108.3
85.1
76.6
69.2
96.1
15:00
78.7
47.6
72.8
64.5
45.6
61.3
76.7
16:00
53.2
31.8
45.2
44.6
24.5
18.6
54.8
17:00
19.3
9.8
16.0
19.3
5.0
3.5
32.1
18:00
-8.6
-9.4
-8.3
-3.7
-12.6
-21.6
10.6
19:00
-16.1
-16.4
-15.9
-11.1
-18.4
-18.5
0.5
20:00
-31.0
-27.5
-29.7
-25.9
-30.0
-27.5
-14.8
21:00
-40.2
-36.7
-39.1
-35.8
-38.8
-35.3
-27.2
22:00
-46.5
-43.0
-45.6
-42.7
-44.7
-40.7
-36.3
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
GRÁFICA 49. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-2.
100 90 73
80 67
70 60
67 60
60
53
53
50 33
40 30
27
27 20
20 20
13
20
27
20 13
20 13 13
10
0
0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
164
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle Terol. SWNE - 2 FIG. 73 CALLE TEROL, GRÀCIA
Calle Astúries. SWNE - 2 FIG. 74 CALLE ASTÚRIES, GRÀCIA
165
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Calle Orientación Noroeste – Sudeste NWSE Las calles con orientación NWSE se caracterizan por la influencia de las fachadas Sudoeste principalmente. Suponen al igual que las calles de orientación SWNE, la gran mayoría de los tramos de la ciudad, por lo que se encuentran en diversos barrios y en diferentes proporciones de calle. Se verá que las estrategias de naturación en este tipo de calles muestran en mayor ventaja la disposición de arbolado de gran porte en ambos costados de la calle.
La respuesta obtenida en los escenarios en las calles NWSE-0.4 es que las mejores estrategias para conseguir más horas en niveles de confort son los escenarios I y VI, esto significa que la acción del arbolado es contundente y aún más si se añada superficies vegetales en fachadas y pavimentos. Es interesante este resultado ya que nos dice que no solo debe protegerse el paramento vertical orientado hacia el Sudoeste de la incidencia de la radiación solar, sino también la fachada Noreste (NE) ya que es lo que ha contribuido a que escenarios como el II, IV y V no obtengan el comportamiento esperado. TABLA 49. Calle NWSE-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
Escenario VI
8:00
143.4
21.2
139.8
192.1
136.5
130.6
25.8
9:00
173.1
84.0
160.0
232.1
162.3
152.5
93.7
10:00
176.4
154.1
155.1
246.5
165.5
150.6
119.0
11:00
197.6
146.3
169.3
273.9
179.9
161.8
97.8
12:00
223.2
124.0
179.3
305.7
187.0
168.6
85.9
13:00
261.4
189.9
138.1
348.4
137.3
123.9
135.5
14:00
294.3
239.1
165.3
385.9
160.2
148.7
229.6
15:00
315.6
144.0
266.3
409.7
254.1
247.8
227.9
16:00
323.3
59.9
310.6
415.2
298.9
292.5
195.9
17:00
93.2
40.1
85.3
181.8
76.0
73.1
31.6
18:00
-11.0
-7.0
-10.9
73.9
-15.8
-15.5
-11.9
19:00
-27.1
-21.9
-23.8
49.8
-27.0
-26.4
-23.7
20:00
-54.3
-41.1
-47.4
14.4
-49.9
-48.8
-42.4
21:00
-64.7
-51.1
-57.3
-2.5
-60.2
-58.7
-52.3
22:00
-71.7
-57.9
-63.9
-13.2
-66.4
-65.1
-58.8
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
El potencial de horas ofrece a los usuarios como máximo un 33% de las horas en confort y un 47% de horas de tolerancia, en los escenarios con mejores resultados, ya que el resto de los 166
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
escenarios figura en mayor magnitud el porcentaje de horas críticas. Las calles de densidades bajas con esta orientación deberán procurar un tratamiento de materiales en fachadas y pavimentos que permita disminuir el calor ganado por radiación, al igual que tratar de aumentar la superficie permeable. Ejemplos de esta tipologia de sección sería el caso de Paseo de Gracia, Pg. de St. Joan y gran parte de las calles del barrio de Poble Nou. Normalmente las calles del ensanche ya cuentan con el arbolado viario, el cual supondría el escenario I, pensando en la conformación de futuros corredores verdes, vemos que el caso del Pg. de St. Joan es necesaria la continuidad de la red verde desde su cruce con Av. Diagonal hasta el Arco del Triunfo. GRÁFICA 50. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE -0.4.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60
53 47
50
47
47 40 40
40
33
33
33
33
33
27
30 20
47
20
20
20
20
20
13 7
10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
Paseo de Gracia NWSE – 0.5
FIG. 75 PASEO DE GRACIA, EIXAMPLE
167
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Rambla Poble Nou NWSE – 0.5 – 1 FIG. 76 RAMBLA POBLE NOU, SANT MARTÍ
En el momento de aumentar la densidad, el comportamiento de los escenarios varía, vemos que la corrección efectuada por los escenarios II, IV y V son los que mantienen el mínimo de horas en condiciones críticas. Mientras que los escenarios I y VI siguen ofreciendo el mayor porcentaje de horas de confort a día. Esto significa que la obstrucción de la radiación solar por parte de los edificios contribuye en la reducción de la incidencia sobre la fachada Noreste en las primeras horas de la mañana.
La mejora de los espacios públicos en calles con la existencia de arbolado viario como es el caso del Eixample, la siguiente fase de actuación sería la sustitución de pavimentos asfaltados por pavimentos de menor coeficiente de absorción, un ejemplo claro seria la calle Enric Granados tal y como está configurada en la parte que comprende entre la Av. Diagonal y la calle de Córcega, o bien entre Diputación y Consell de Cent. La Rambla de Cataluña, sin 168
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
embargo, podría aún mejorar las condiciones si el pavimento central asfaltado de la rambla fuese sustituido. TABLA 50. Calle NWSE -1. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
Escenario VI
8:00
37.2
12.8
64.3
24.2
24.1
23.9
1.6
9:00
42.9
20.7
145.6
35.6
50.4
50.3
12.4
10:00
178.7
91.1
147.8
175.3
137.1
137.0
86.8
11:00
229.6
82.4
171.0
220.8
201.9
201.8
73.6
12:00
280.3
123.2
192.4
267.9
231.2
231.1
109.6
13:00
336.4
202.6
146.0
319.0
149.0
148.9
185.3
14:00
383.1
289.2
103.5
359.3
67.2
67.2
279.4
15:00
363.6
233.1
104.0
339.3
58.5
58.6
228.0
16:00
127.5
44.9
89.4
104.7
38.9
39.2
45.8
17:00
35.4
24.0
35.9
24.3
16.7
18.7
29.2
18:00
94.2
66.2
-0.5
89.4
-7.2
-8.0
76.0
19:00
-15.4
-14.8
-17.9
-16.0
-20.8
-21.3
-4.8
20:00
-36.1
-29.6
-36.2
-35.0
-37.8
-38.1
-20.5
21:00
-46.4
-39.4
-46.4
-45.1
-47.9
-48.1
-32.1
22:00
-53.1
-45.8
-53.1
-51.8
-54.4
-54.6
-40.3
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 51. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE -1.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 50
53
53 47
40
40
40
40 30
47 40
47 40
40
33 27 20
27 20
20
20
20
20
13
13
10 0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
169
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Rambla Cataluña NWSE – 1 FIG. 77 RAMBLA CATALUNYA, EIXAMPLE
Por ultimo que el análisis de las calles en tejidos urbanos de mayor densidad, es decir las calles que superan la proporción de calle h/d = 2. En esta orientación, la repercusión sobre el balance de confort en referencia a los balances obtenidos en el escenario de control, muestra una mejoría en todos los casos, sin embargo se distinguen especialmente, los escenarios I y IV, en donde las horas críticas han sido anuladas prácticamente.
Esto daría la pauta del tipo de intervención se podría plantear en calles que formen parte de los corredores verdes de la ciudad y que pasan por calles estrechas. Vemos que según el espacio disponible en la calle, puede optarse por arbolado viario en ambos lados de las aceras o bien optar por una sección única con arbolado y la instalación de paredes con vegetación.
170
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
TABLA 51. Calle NWSE -2. Balance de confort escenarios de vegetación.
hora
Control
Escenario I
Escenario II
Escenario III
Escenario IV
Escenario V
8:00
29.0
5.1
22.7
12.3
5.4
4.0
Escenario VI -0.2
9:00
38.2
15.7
156.3
28.6
132.7
119.4
79.5
10:00
172.9
84.6
160.7
174.5
149.7
155.0
170.7
11:00
227.5
76.4
182.2
224.8
165.5
171.3
188.7
12:00
279.7
116.6
102.3
264.6
78.1
85.2
106.7
13:00
129.8
102.8
101.4
109.6
65.6
71.7
90.1
14:00
73.5
51.0
82.2
60.9
51.2
56.0
70.4
15:00
57.0
38.4
68.0
48.5
42.5
52.0
61.2
16:00
43.1
26.8
51.2
37.6
32.2
36.9
50.9
17:00
29.2
19.8
32.9
24.1
16.7
21.7
36.5
18:00
97.0
67.3
5.3
97.0
-2.5
2.9
19.2
19:00
-13.4
-14.7
-14.6
-9.8
-17.5
-13.0
0.7
20:00
-29.8
-27.3
-29.8
-25.2
-30.4
-26.7
-15.7
21:00
-39.9
-37.0
-39.9
-35.4
-39.6
-36.9
-28.8
22:00
-46.5
-43.4
-46.5
-42.5
-45.7
-43.7
-37.9
CRÍTICO
TOLERANCIA
NIVEL DE
TOLERANCIA
CRÍTICO
muy cálido
preferible más fresco
CONFORT
preferible mas cálido
muy frío
Control
I
II
III
IV
V
VI
GRÁFICA 52. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE -2.
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
60
60
60
47
50
47
40
40
40 30
60
53
33
33
33
27 20
20
20 20
20
13 7
10
7
0
0 Control
I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
171
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
Calle Berga NWSE > 2 FIG. 78 CALLE BERGA, GRÀCIA
172
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Aplicación de criterios de naturación en función del potencial de confort.
Tal y como se ha analizado, la presencia de vegetación en la trama urbana permite controlar, en cierta medida, las condiciones térmicas de los espacios públicos, hecho que resulta de gran utilidad en el diseño del espacio público, sobretodo en aquéllos espacios destinados a estar, jugar o permanecer un determinado periodo de tiempo. Así mismo, el diseño y elección de los materiales tanto a nivel de espacio público como de la edificación, influyen directamente sobre dichas condiciones.
La definición estratégica de mejora del espacio público a nivel urbano requiere la aplicación de una serie de criterios de diseño en el que se incorpore la naturación. Por lo tanto, una vez extraídas las características que diferencian al conjunto de tipologías de calle, conviene identificar para cada una de ellas, las acciones más apropiadas para cada tipo de sección de calle a partir del potencial de horas útiles de confort. Por lo tanto, estaríamos hablando sobre una ponderación de la trama urbana a partir del potencial de uso del espacio público según el microclima.
Esta valoración permite establecer un diagnóstico a nivel urbano sobre la conformación de las calles de la ciudad bajo esta lectura. A partir de aquí se podrían establecer parámetros de consigna (en términos de horas de confort) por cada tipología de calle útiles en la toma de decisión en actuaciones de tejidos urbanos consolidados así como también de nueva construcción, que en una fase posterior de diseño y ejecución técnica, se llevarían a un análisis particular a detalle.
Las principales acciones dentro de las reformas o rehabilitaciones a nivel de espacio urbano se plasman en los escenarios I, II, III y VI que responden a la acción del arbolado en la calle, paredes verdes, pavimentos permeables y máxima naturación. Las condicionantes espaciales de una sección de calle determinarán el tipo de estrategia más adecuada. A continuación se muestran a manera de conclusiones, los efectos de cada uno de los escenarios en función del tipo de calle.
173
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Acción del Arbolado (Escenario I)
El efecto único del arbolado viario en el balance de confort de una persona es una estrategia acertada en calles de tejidos urbanos compactos, es decir en densidades bajas se requiere de un mayor nivel de naturación. Las proporciones de calle señaladas en la gráfica 44, son las que mantienen el % de horas críticas más bajas, predominando las horas de confort y de nivel de tolerancia. Las condicionantes espaciales que implica la presencia de arbolado viario, sobretodo de especies de gran porte, nos determina que funcionará en calles de un ancho mínimo de 10m. Esto significa que en el caso de calles con proporción h/d> 2, las edificaciones deberán oscilar en alturas de 20m en adelante. En el caso de las secciones h/d= 1, normalmente las encontraremos en el tejido de ensanche, en donde la anchura de calle es de entre 20m y 30m, con lo cual la presencia de arbolado de gran porte es posible.
Aceras Calzada Alcorque Fronda árbol 4m. diám.
FIG. 79 ESQUEMA ARBOLADO VIARIO
GRÁFICA 53. Potencial de confort Escenario I. (Acción arbolado)
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70
67 60
60
60
53
53 47
50
47
47 40
40 30
33
67
60
33 33 33
27
33
40
40
33
27
27 27 20
20 10
13
20
13
7
13
20
13
7
13
7 0
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
Tipologia de Sección Nivel Confort
174
Nivel Tolerante
Nivel Crítico
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
FIG. 80 CALLE ENRIC GRANADOS
El caso de calles con arbolado a los dos costados resulta eficaz para las tipologías de calle NWSE-2, SWNE-2 y NS-2. Este representa el escenario común de las calles arboladas de Barcelona, algunos ejemplos de este tipo serian la calle de Enric Granados en los tramos que comprenden entre Córcega y Roselló. La efectividad es de 9hrs útiles al día con niveles de confort.
175
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Acción de pavimentos permeables. Verde Permeable
Este escenario nos da una referencia sobre el efecto de la pacificación de calles, transformándola en una sección única a través de la sustitución de pavimentos en calzada, introduciendo en parte de la calle, zonas permeables. En secciones de a partir de 10m de anchura entre fachadas, es posible la incorporación de franjas de 1m con pavimentos semipermeables. En el caso de secciones de a partir de 13m, las franjas pueden alternarse en las zonas de aparcamiento ocupando hasta 5m de la sección. Este tipo de intervención resulta muy beneficiosa en las secciones SWNE-2, NWSE-2 y NS-2. En densidades bajas, las calles tipo SWNE-0.4 presentan un comportamiento mejorado.
Baldosa hormigón Paso Vehículos. Baldosa hormigón Pavimento semipermeable Fronda árbol 4m. diám.
FIG. 81 ESQUEMA PERMEABILIDAD
GRÁFICA 54. Potencial de confort Escenario II. (Acción pavimentos permeables)
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70 60
60
60
60 47
50
47
47
47
47 40
40 30
33 27 20
40
33 33 33 27 27
20
20
47 40
33 27 27
20
20
13
13
13
13
13 13
13 7
10 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
Tipologia de Sección Nivel Confort
176
Nivel Tolerante
Nivel Crítico
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Acción de las Paredes con Enredaderas Verde Espontáneo.
La acción de las paredes con vegetación supone una gran influencia sobre el balance de las personas en las secciones de calle de proporción estrecha. Al tratarse de una intervención sobre la edificación, este tipo de actuación requerirá tanto de un sistema de instalación y mantenimiento que pueden estar subvencionados en función de la tipologia de calle, y también por la aceptación y cuidado de los vecinos que conforman la calle.
FIG. 82 ESQUEMA PAREDES VERDES
GRÁFICA 55. Potencial de confort Escenario III. (Acción enredaderas)
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
80 67
70
67
60
60
60
53 47
50
47 40
40
33
40
33 27
30
27
33
33 33 33
33
27 20
20
13
60
53
20
13
13
13
20 20
20 20
13
13
7
10
7
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
La presencia de vegetación en fachadas no necesariamente ha de ser a partir de enredaderas, también puede contribuir positivamente una intensa naturación de balcones, en donde se 177
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
procuren especies de bajo consumo de agua y de gran volumen para que permitan cubrir gran parte de la fachada. Los edificios con balcones continuos serían un ejemplo de edificio con potencial de naturación ya que ocupan un porcentaje importante de la fachada.
FIG. 83 BALCONES POTECIALES
Actualmente la ciudad cuenta con programas en los que se apoya la plantación de plantas en balcones, a través del envío de semillas por correo a las viviendas, sin embargo, la aceptación de las personas, aún es baja ya sea por mantenimiento o por la utilización del balcón para otros fines como almacenamiento. La consolidación de los balcones como espacios potenciales de naturación no solo contribuye como hemos visto al balance de calor de un tramo de calle, si no también repercute en la descompresión del espacio privado. Es necesaria la preparación de proyectos que permitan consolidar las medianeras y balcones potenciales a la ciudad con los requerimientos constructivos necesarios.
Otro elemento con potencial de naturación serian las paredes entre medianeras, formadas por la diferencia de altura entre edificaciones. Normalmente en tejidos urbanos heterogéneos suele encontrarse esta diferencia de alturas debido a la mezcla de edificaciones de dos o tres plantas contra edificaciones posteriores de más de 5 plantas. En este caso, la entre medianera repercute de una forma indirecta sobre el total de radiación absorbida por una persona a nivel de calle, pero sin duda interviene en el balance de calor del contexto.
178
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Acción de una máxima permeabilidad Verde Consolidado
En este escenario podemos ver el efecto que tendría la consolidación de tramos de calles como parte de la red de corredores verdes urbanos. La repercusión sobre el balance de confort es en todos los casos muy beneficiosa, manteniendo en predominancia los porcentajes de horas útiles de uso del espacio público en niveles de confort y tolerancia. Solo en los casos de tramos de calle tipo SWNE-0.4, se ha de reforzar con mayor superficie de pavimentos semipermeables o bien la incorporación de agrupaciones de árboles que ofrezcan una sombra más densa.
Av. Mistral
Pg. Sant Joan FIG. 84 CALLES ALTO GRADO NATURACIÓN
GRÁFICA 56. Potencial de confort Escenario VI Junio. (Acción máxima)
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73
70 60
60
60
60
53 47
50
53
53
47
40
40
33
40 33
20
20
40
33
27
30
53
47
27
27
20
20
20
27 20
27
27
20
13
20 13
13
13 13
7
10 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección Nivel Confort
Nivel Tolerante
Nivel Crítico
179
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS Arbustos Superficie tapiza Enredadera Algunas de las calles que forman parte de la propuesta de red de corredores verdes urbanos
planteada por la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona para la Agenda 21 son: Paseo de Sant Joan (NWSE – 0.5); Pi i Margall (NS- 0,75 – 1); Rambla del Prim (NWSE-0.5 – 0.75); Tarragona (NS-0.5 – 0.75) y Meridiana (NS -0,5) entre otras. La mayor parte de estas cuentan con la presencia de arbolado viario de gran porte, sin embargo existen muchas con la necesidad de transformación de la configuración de la sección de la calle, para intensificar el espacio destinado a peatones y también para el verde urbano.
180
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
VI. 7 Conclusiones de los escenarios de análisis. Los escenarios han mostrado el potencial de horas útiles de confort que corresponde a cada tipología de calle y a través de éstos se han podido identificar cuáles son las particularidades para el clima de Barcelona. De la serie de escenarios analizados en este documento, se extraen las siguientes conclusiones:
1. Reducir el tráfico vehicular en las calles supone una ganancia de hasta el 20% de las horas útiles de confort en el mes de junio y un 27% en las horas útiles del mes de agosto.
2. Un plan de naturación urbana en Barcelona, por las características de clima y conformación de tipologías de calle obtendría un potencial de 45% de las horas útiles de uso del espacio público en condiciones de confort en el mes de junio y un 51% en el mes de agosto. Considerando las horas con nivel de tolerancia, alcanzaría como máximo aprovechamiento el 77% de las horas útiles en junio y el 86% de las horas útiles en agosto.
3. La adecuada planificación y diseño de los espacios urbanos en Barcelona puede significar aumentar desde un 16% hasta un 28% el tiempo de uso del espacio público en condiciones más confortables térmicamente, lo cual significa ganar entre 2 y 4 horas más de habitabilidad en espacios exteriores.
4. Obtener el efecto de la vegetación sobre el balance de energía en el espacio urbano, representa reducir el total de radiación absorbida por una persona en dicho espacio entre un 27% en las calles con orientación EW-0.4 y hasta un 69% en las calles NS-2.
181
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
El uso del espacio público suele estar determinado por un periodo de tiempo que difiere según las actividades que se realizan. Obtener el número de horas de confort permite analizar el potencial de uso de un tramo de calle en un periodo de tiempo y el tipo de recorridos a los que estaría ofreciendo dichas condiciones.
Los recorridos dentro de la ciudad se pueden clasificarse a partir del uso, esta clasificación permite caracterizar el tipo usuarios, la ocupación del espacio público y los requerimientos que exigen en términos de habitabilidad. Se estima que una accesibilidad óptima a los servicios públicos como equipamientos y comercio de proximidad1 debe estar dentro de un radio de 300m a 600m, lo que implica un desplazamiento a pie de entre 5min y 10min entre el origen y destino. Las zonas de estancia en cambio suelen ser utilizadas durante periodos de tiempo más largos. TABLA 52. Clasificación de horarios de los recorridos en el espacio público. Tipo de recorrido
Horas potenciales de uso
Total de horas útiles
Ejes cívicos
8 – 20hrs
12
Ejes comerciales
9 – 20hrs
11
Ejes de bicicleta
8 – 10hrs; 14 – 16hrs; 18 – 21hrs
7
11 – 22hrs
10
8 – 9hrs; 14 – 15hrs; 17 – 18hrs
3
Ejes turísticos o de ocio Camino escolar
TABLA 53. Leyenda descriptiva del potencial de confort.
Leyenda descriptiva resultados POTENCIAL DE CONFORT . LEYENDA
NUMERO DE HORAS
USOS POTENCIALES
% DE LAS HORAS SUTILES
Espacios con alto potencial de confort. Estos espacios permiten la localización de actividades de larga estadía, como terrazas, foros al aire libre, areas de exposición, etc.
> 10hrs
> 70%
8 – 10hrs
50 - 70%
Espacios potenciales de estancia y relajación. También representan las aceras con potencial para recorridos o ejes peatonales.
6 – 8hrs
40 - 50%
Espacios que pueden alternar estancias de corto tiempo como paradas de autrobuses, puntos de información, etc.
4 - 6hrs
27 - 40%
Aceras con bajas condiciones de confort para periodos largos de estancia, requieren de estrategias de mejora a través de vegetación o disminución de tránsito vehicular.
< 4hrs
< 27%
Aceras con las peores condiciones de confort. Se recomienda su mejora o bien situar preferentemente mobiliario de servicios, como contenedores, aparcamientos de bicis, etc.
A partir de estos usos potenciales, podemos analizar los resultados obtenidos para cada uno de los escenarios analizados. A continuación se exponen la jerarquía de los tipologías de calle en función del tipo de acción empleada.
1
Indicadores de sostenibilidad urbana. Agencia de Ecología Urbana de Barcelona
182
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
VI.7.1. Cuestión: Ponderación asociada a la red de movilidad Las condiciones del peatón en la acera La pacificación del tránsito vehicular supone una ganancia de hasta el 20% de las horas útiles de confort en el mes de junio y un 27% en las horas útiles del mes de agosto. El modelo de movilidad urbana condiciona la ocupación del espacio público y las posibilidades de usos por parte de los ciudadanos. En esta primera cuestión, se muestra el efecto sobre el balance de confort de una persona en el momento de reducir el tráfico vehicular en una calle. En la aplicación de los planes de movilidad, este representa el primer paso de camino a la recuperación de la calidad de los espacios públicos a través de la reordenación de las redes de movilidad urbana. Por lo tanto, el potencial de confort en las aceras con y sin tráfico vehicular en el mes de junio nos indica que existe una mejora de aproximadamente un 20% entre ambos escenarios. TABLA 54. Comparación Potencial confort Aceras en Junio.
Escenario Control_coches
Escenario Control
POTENCIAL HRS CONFORT. JUNIO
POTENCIAL HRS CONFORT. JUNIO
h/d = 0.4
ACERA
h/d = 1
ACERA
h/d = 2
F. E
F. E
F. W
F. W
F.S
F.S
F.N
F.N
F.SW
F.SW
F.NW
F.NW
F-SE
F-SE
F.NE
F.NE
h/d = 0.4
h/d = 1
h/d = 2
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 27%
> 10hrs
8 – 10hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 4hrs F. NW
F. Sur S
Calle SWNE
Calle EW F. Norte N F. SE
F. Oeste W F. SW
Calle NS Calle NWSE F. Este E F. NE
NE
183
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
La ganancia de radiación solar es un factor importante, es por ello que las peores condiciones se presentan en las calles con mayor abertura al cielo en comparación con aquellas de sección compacta. Las calles con proporciones h/d > 1 son más sensibles a una mejora en el potencial de confort con la restricción del paso de vehículos. En el caso del mes de agosto, vemos que el potencial de confort en aceras presenta mejores resultados, esto se debe a la disminución de la radiación global con respecto al mes de junio. Nuevamente vemos que la proporción de calle a partir de h/d> 1, se encuentra por encima del 20% de horas útiles de confort al día. Las calles correspondientes a tejidos urbanos de baja densidad, presentan los porcentajes más bajos, siendo la proximidad a las fachadas Sur, Este, SW y SE las más críticas. TABLA 55. Comparación Potencial confort Aceras en Agosto.
Escenario Control
Escenario Control
POTENCIAL HRS CONFORT. JUNIO
h/d = 0.4
ACERA
h/d = 1
POTENCIAL HRS CONFORT. AGOSTO
h/d = 2
ACERA
F. E
F. E
F. W
F. W
F.S
F.S
F.N
F.N
F.SW
F.SW
F.NW
F.NW
F-SE
F-SE
F.NE
F.NE
h/d = 1
h/d = 0.4
h/d = 2
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 27%
> 10hrs
8 – 10hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 4hrs
F. NW
Calle SWNE
F. Sur S
Calle EW
F. SE
F. Norte N
F. Oeste W
F. SW
Calle NS Calle NWSE F. Este E F. NE
NE
184
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
VI.7.2 Cuestión: La ponderación de la trama urbana Demanda de corrección microclimática por tipología de calle Los criterios de diseño y planificación de calles han de caracterizarse a partir de la orientación y compacidad del tejido urbano. Junio tiene un máximo de 47% de horas útiles de confort, Agosto un 53%, Marzo un 60% y Diciembre apenas un 20%.
Los criterios de diseño de calles han de caracterizarse según su compacidad. En Barcelona prima la actuación sobre secciones EW y SWNE amplias y las más estrechas. Esta demanda se establece a partir de la acción de la morfología urbana y la orientación de la calle. Las secciones amplias EW-0.4 y NS – 0.4 alcanzan hasta 3hrs de confort al día, le siguen las calles EW1, EW-2, SWNE – 0.4 y NWSE-0.4 con 4hrs potenciales. Las secciones más favorecidas alcanzan a cubrir el 47% del total de horas lo que significan 7hrs al día. Las únicas secciones que mantienen el mismo potencial de confort para los meses de invierno que para los meses de verano son NS- 1, NS – 2 y NWSE – 2. TABLA 56. Comparación Potencial Confort Tipologias de calle.
Escenario de Control TIPOLOGÍA DE SECCIÓN DE CALLE
POTENCIAL DE CONFORT JUNIO
POTENCIAL DE CONFORT AGOSTO
POTENCIAL DE CONFORT DICIEMBRE
POTENCIAL DE CONFORT MARZO
Calle EW
EW – 0.4 EW – 1 Calle NS
EW – 2 NS – 0.4 NS – 1 NS – 2 SWNE – 0.4
Calle SWNE
SWNE – 1 SWNE – 2 NWSE – 0.4
Calle NWSE
NWSE – 1 NWSE - 2
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 27%
> 10hrs
8 – 10hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 4hrs
VI.7.4 Cuestión: Estrategias de naturación. 185
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
El arbolado viario ofrece desde un 47% hasta un 67% de horas de confort en calles compactas. Barcelona cuenta con una oferta media de 7hrs de confort solo en el 40% de sus tramos de calle.
Las tipologias de calle analizadas en los escenarios de vegetación nos permiten crear una serie de conclusiones entorno a la composición de las secciones y el grado de naturación en función de las características del tejido urbano. A continuación se muestran de forma sintética, el potencial de confort para cada tipologia de calle. Se considera efectiva la estrategia cuando al menos se cubre más del 50% de las horas útiles del espacio público (8hrs – 22hrs). Las secciones que alcanzan un potencial de horas de confort mayor al 50% son: NWSE – 2, SWNE – 2 y NS – 2. Lo que significa que la mayor parte del Eixample y cascos antiguos de Barcelona cuentan con estas características. TABLA 57. Potencial Confort Verde Viario.
Arbolado. Escenario I TIPOLOGÍA DE SECCIÓN DE CALLE
POTENCIAL DE CONFORT VERANO
NWSE -2 SWNE - 2 NS - 2 Calle EW
NS -1 SWNE - 1 NWSE - 1 Calle NS
EW - 2 EW - 1 SWNE – 0.4 NWSE – 0.4
Calle SWNE
EW – 0.4 NS – 0.4 Calle NWSE
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 20%
> 10hrs
8 – 9hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 3hrs
186
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
El Verde Extrovertido representa un máximo de 27% de horas de confort en tejidos de baja densidad, un 40% en tejidos compactos y hasta un 80% en calles estrechas.
En el caso de incorporar vegetación en los paramentos verticales como son fachadas, las secciones idóneas son las de proporción más compacta e incluso las calles tipo NS -1. Ejemplos de este tipo de calles en la ciudad son todas aquellas situadas en cascos antiguos y de tipo NS-1 serian tramos de la Avenida Gaudi. TABLA 58. Potencial Confort Verde Espontáneo.
Fachadas verdes Escenario III TIPOLOGÍA DE SECCIÓN DE CALLE
HORAS DE CONFORT VERANO
NS - 2 NS - 1 Calle EW
NWSE -2 SWNE - 2 EW - 2
Calle NS
EW - 1 NWSE - 1 SWNE - 1 NS – 0.4 Calle SWNE
EW – 0.4 SWNE – 0.4 NWSE – 0.4
Calle NWSE
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 20%
> 10hrs
8 – 9hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 3hrs
187
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
El Verde Consolidado permite que en tejidos urbanos de baja densidad el porcentaje de horas críticas se mantenga debajo del 40%, y como máximo un 33% en tejidos compactos y cascos antiguos. Los corredores verdes urbanos brindan como mínimo un 60% de las horas útiles en situación de confort o tolerancia.
La máxima actuación sobre tramos de calle, corresponde a la presencia de árboles en los dos costados de la calle, fachadas verdes y pavimentos permeables. Las calles NS-2 son las que mayor porcentaje de las horas se mantiene en niveles de confort por lo que serían las tipologías óptimas para recorridos de peatones con ocupación prolongada. Ejemplos de calles de esta tipología son Avenida Meridiana y calles del Eixample. TABLA 59. Potencial Confort Verde Consolidado.
Máxima naturación. Escenario VI TIPOLOGÍA DE SECCIÓN DE CALLE
HORAS DE CONFORT VERANO
NS - 2 NS - 1 NWSE - 1 Calle EW
SWNE - 1 SWNE -2 NWSE - 2
Calle NS
EW - 1 EW - 2 NS – 0.4 EW – 0.4
Calle SWNE
SWNE – 0.4 NWSE – 0.4 Calle NWSE
LEYENDA POTENCIAL CONFORT
> 70%
50 - 70%
40 - 50%
27 - 40%
< 20%
> 10hrs
8 – 9hrs
6 – 8hrs
4 – 6hrs
< 3hrs
188
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
VI.7.5 Cuestión: La elección de los materiales en los espacios exteriores. Incidencia sobre la ganancia de calor por radiación Para conseguir el máximo de las horas útiles de uso del espacio público en niveles de confort, es necesaria la disminución del balance de energía de una persona de entre un 40% y 69%.
Uno de los factores que más influye en el balance de confort de una persona es la cantidad total de calor ganado por la radiación absorbida, la cual equivale la suma de la radiación de onda corta y onda larga incidente menos la reflexión y emisión del cuerpo humano. Los escenarios con presencia de vegetación nos han demostrado cuál es el efecto de los diferentes elementos como arbolado, superficies permeables, enredaderas, etc. sobre el balance de confort. Si bien es cierto que la función de la vegetación en el intercambio de calor en el entorno urbano es de gran eficacia, puesto que a diferencia de los materiales convencionales, mantiene su temperatura superficial próxima a la del ambiente. Sin embargo, esto no quiere decir que sea la única y exclusiva solución estratégica en la mitigación del calor urbano.
Actualmente las soluciones de diseño de espacios urbanos tienen diversas posibilidades en la elección de pavimentos, presencia de elementos de agua y vegetación así como de la propia composición formal del espacio. Esta cuarta cuestión, tiene la intención de extraer a qué es equivalente los porcentajes de horas en confort para cada tipo de sección, en cuanto a la reducción del total de radiación absorbida. Este porcentaje de reducción nos indica que para al menos dar el mismo efecto que un determinado escenario, es necesario conseguir o mejorar aquella reducción (con respecto al escenario de control). En las gráficas 48 – 51, se plasma el potencial de confort obtenido en cada escenario y el porcentaje de reducción del balance de radiación que corresponde a dicha estrategia. Vemos que dependiendo de la tipología de sección en algunos casos, la reducción puede alcanzar hasta un 69%. TABLA 60. Reducción del balance equivalente a los niveles máximos de confort obtenidos. h/d
0.4 1 2
EW % CONFORT
%
% CONFORT
NS %
33 47 53
27 33 57
27 67 80
56 60 69
SWNE % CONFORT
33 53 73
%
33 40 50
NWSE % CONFORT
33 53 60
%
47 47 42
% Porcentaje de reducción de calor necesario para conseguir dicho potencial de confort.
Esta reducción puede ser conseguida a través de sistemas de enfriamiento pasivos o activos en el espacio público, como por ejemplo el aprovechamiento de corrientes de aire a través de elementos de agua, o bien, sistemas como torres de enfriamiento con micronizadores. Lo importante de esta metodología es que permite dar un valor de referencia sobre la calidad del diseño de un espacio urbano en función del potencial de horas de confort.
189
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
GRÁFICA 57. Reducción necesaria para Calles tipo EW < 0.4
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
38
30
37
40 30
27
20
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
100
90
% de horas útiles de confort por escenario
100
33
20
33
27
10
27
27
6
5 II
III
IV
10
3
0 I
20
V
0 VI
Tipo de escenario Nivel de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30 20
33
30 20 33
40
33
23
23 33
40
24
47
30 20
10
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
% de horas útiles de confort por escenario
GRÁFICA 58. Reducción necesaria para Calles tipo EW >0.4 < 1
10
0
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60
57 51
50 40
50
48
40
37
30 20
54
30
53 33
15
40
33
40
40
10
20 10
0
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario Nivel de Confort
190
% Necesario de reducción del balance de radiación
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
% de horas útiles de confort por escenario
GRÁFICA 59. Reducción necesaria para Calles tipo EW < 2
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
100
100
90
90
80
80
70
70
60
56
50
60 50
40
40
38 30
30
30
22
20 10
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
% de horas útiles de confort por escenario
GRÁFICA 60. Reducción necesaria para calles NS<0.4
27 12
27
20 27
20
11
27
27
V
VI
10
0
0 I
II
III
IV
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60
60
50
50
45
40
33
30 20
35
67
47
40
32 53
47
40
60
30 20
13
10
10
0
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
% de horas útiles de confort por escenario
GRÁFICA 61. Reducción necesaria para calles NS >0.4 <1
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
GRÁFICA 62. Reducción necesaria para calles NS >2 100 % de horas útiles de confort por escenario
90 80
80
69
70
65
62
60
41
50 40
40 80 67
30 20
60
51
53 33
10
73 60
20
0
-2
0
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
100
-20 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
191
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
100
90
80
% de horas útiles de confort por escenario
100
80
60
70 33
60
40
35
32
40 32 20
50 0 40 -20
30
-40
20
33
10
27
27
II
III
-62
33
27
20
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
GRÁFICA 63. Reducción necesaria en Calles SWNE< 0.4
-60
0
-80 I
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
90
90
80
80
70
70
60
60
% de horas útiles de confort por escenario
100
50
50
40
40
40 32
30 20
47
40
47 24 33
30
53 40
22
20
10
10
40
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
GRÁFICA 64. Reducción necesaria en Calles SWNE> 0.4< 1
10
0
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
90
90
80
80
70
70
% de horas útiles de confort por escenario
100
60 50
50 40 30
60
58
67
73
36 60 28
60
50 40 67
30
53
20
20
10
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
GRÁFICA 65. Reducción necesaria en Calles SWNE<2
10 6
3
0 I
II
III
IV
V
0
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
192
% Necesario de reducción del balance de radiación
Diciembre Julio Junio Enero
100
90
80
% de horas útiles de confort por escenario
100
80
60
48
70
47
60
27
22
21
40 20
50 0 40 -20
30 20
-40 33
10
27 -58
20
33 20
20
IV
V
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos CAPITULO VII. CONCLUSIONES Arbustos Superficie tapiza Enredadera GRÁFICA 66. Reducción necesaria para Calles NWSE < 0.4
-60
0
-80 I
II
III
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
90
90
80
80
70
70
% de horas útiles de confort por escenario
100
60
59
50
60
59 47
47
46
40 30
50 40
53
20
47
40
33
10
53
47
30 20
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
GRÁFICA 67. Reducción necesaria para Calles NWSE >0.4< 1
10
7
0
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
100
90
90
80
80
70
70
% de horas útiles de confort por escenario
100
60
60
54
50
50
42
40 30
40
37 60
60 47
20
60
60
30 47 24
20
10
20
% Reducción del balance de radiación absorbida por una persona necesaria
GRÁFICA 68. Reducción necesaria para Calles NWSE < 2
10
7
0
0 I
II
III
IV
V
VI
Tipo de escenario % Horas útiles de Confort
% Necesario de reducción del balance de radiación
193
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
Capítulo VII. Conclusiones Generales. VII. 1 Conclusiones sobre el trabajo realizado
1. La metodología y herramienta de análisis brinda una nueva lectura de valoración de los espacios urbanos a partir del tiempo potencial de uso por parte de los ciudadanos. Con este trabajo de investigación se extiende una información de referencia para la elaboración de estrategias urbanas que relacionan a la definición de los espacios públicos con el microclima, el efecto sobre las personas y la edificación.
2. La reorganización de las redes de movilidad urbana permite por la liberación y recuperación de espacio público destinado al uso de las personas así como también aumentar el potencial de confort térmico sobretodo en los meses de verano en un 20%.
3. Es necesario generar criterios de diseño y planificación de las calles a partir de las características de compacidad y orientación de los tejidos urbanos tanto para la remodelación de existentes como de futura construcción. Los tejidos urbanos compactos tienden a ofrecer los máximos porcentajes de horas de confort en los meses de primavera y verano: 47% en junio, 53% en agosto y un 60% en primavera.
4.
El papel estratégico de la vegetación en la mejora de los espacios urbanos es su influencia sobre el balance de calor urbano. Resultan con un mejor comportamiento y respuesta a las estrategias de naturación los tejidos compactos que no los de baja densidad.
5. Para los tejidos urbanos de muy alta densidad es conveniente el aprovechamiento de las superficies de fachadas (paredes, balcones y entre medianeras) para su máxima naturación. En tejidos urbanos compactos, es conveniente el arbolado viario y la incorporación de pavimentos permeables. En tejidos de densidad baja, es necesaria una fuerte presencia de vegetación en el entorno para conseguir los % de confort de tejidos compactos.
6. Producir el efecto equivalente a los escenarios de presencia de vegetación en el contexto difiere para cada tipología de calle. Los porcentajes de reducción del balance de calor necesarios para generar el mismo efecto que la vegetación, oscilan entre un 195
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VII. CONCLUSIONES
40% y un 69% con respecto al escenario de control. La elección de otros materiales y soluciones habrían de cumplir al menos esa reducción y el máximo potencial de confort.
7. Las ventajas de mejorar las condiciones del espacio urbano y en particular el de calles y plazas, es que se propicia a que las personas aumentan las posibilidades de contacto entre sí. Fomentar el salir de casa, no ha de suponer recorridos tediosos, de extremo calor o frío, inseguros o de limitada accesibilidad. Conforme la calidad de nuestros entornos urbanos es más atractiva, se diversifican las actividades y la manera de habitar la ciudad. Es necesario el contacto entre personas, el aislamiento tiende a la simplificación de los sistemas.
8. La calidad del espacio público puede incidir en el ahorro de energía a nivel urbano por las siguientes razones:
Mejora las condiciones de entorno de los edificios y su posterior influencia en las demandas de refrigeración del interior de los edificios. Permite unas mejores condiciones espaciales para la sustitución de la movilidad en coche por la movilidad a pie y en bicicleta, con la repercusión que tiene
sobre las demandas energéticas para el transporte. Se sustituye parte del tiempo de ocupación de los espacios interiores consumiendo energía, por el paseo y el tiempo de relación entre personas.
VII. 2 Líneas de investigación a desarrollar
1. Análisis del potencial de confort en las tipologias de sección en otras latitudes con climas diferentes. Las condiciones de otros entornos urbanos, permitiría comparar el número de horas de confort al que se puede aspirar en tejidos urbanos semejantes.
2. Análisis del potencial de horas útiles de confort con la utilización de sistemas activos en el espacio público. Un aspecto a estudiar sería la aplicación de estos sistemas en sitios específicos como plazas y recintos con audiencia de gran número de personas como son ferias o foros al aire libre.
196
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos CAPITULO VII. CONCLUSIONES Arbustos Superficie tapiza 3. Análisis de las necesidades de confort para las diferentes actividades en el Enredadera
espacio público. Se han mencionado los diferentes usos potenciales del espacio público sobretodo relacionados con la movilidad de las personas (recorridos peatonales, caminos escolares, ejes comerciales y cívicos), sería conveniente analizar las necesidades de otros usos del espacio público de tipo temporal y flexibles.
4. Estudio sobre criterios de ahorro en el consumo de agua para las diferentes estrategias de naturación. El aumento de vegetación es un factor positivo para el control microclimático, sin embargo la elección de las especies es fundamental para un máximo ahorro de consumo de agua en los entornos urbanos.
5. Repercusión en la demanda de energía por climatización en los edificios localizados en las diferentes tipologias de sección de calle. Este análisis tendría por objeto relacionar el potencial de confort en espacios públicos con la demanda de energía a nivel urbano, y así establecer pautas de diseño en función de los tejidos urbanos y las tipologías edificatorias.
6. Estrategias de compostaje a nivel comunitario. Las estrategias de naturación han de ser estudiadas también con el fin de integrarlas dentro de los ciclos de materia del sistema urbano. Existen ya criterios sobre el aprovechamiento de balcones y terrados para la creación de compostaje local, habría que analizar la repercusión en la gestión del enverdecimiento de fachadas y cubiertas.
7. Estudiar la ocupación del espacio público y su correlación con el potencial de horas de confort. Un aspecto importante es la relación de la densidad de población en diferentes tejidos urbanos con la oferta de espacio público disponible, por lo tanto, seria de utilidad analizar el potencial de confort con el número de personas a los que ha de dar servicio.
8. Correlación del potencial de confort térmico con el potencial de confort lumínico y acústico del espacio público. Para dar una valoración más completa sobre las condiciones ambientales del espacio urbano, se requeriría la comparación son las condiciones lumínicas y acústicas de las tipologías de sección de calle.
197
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 1. DESCRIPCIÓN:
Aplicación del Modelo de Confort en espacios exteriores. El trabajo de investigación que conforma este documento se basa en el estudio del comportamiento térmico de los espacios públicos, a través de una metodología de evaluación de las horas útiles de confort térmico en los espacios urbanos. Tal y como ha sido descrito a lo largo del presente documento, el análisis parte del modelo de confort para espacios exteriores desarrollado por José Manuel Ochoa de la Torre, en dónde se incorporan las variables y parámetros necesarios para el cálculo del balance de energía de una persona. Este anexo tiene como objeto exponer el método de cálculo, el cual también puede ser consultado en la tesis doctoral “La vegetación como instrumento del control microclimático” UPC. Octubre 1999.
El balance de confort se define de la siguiente manera: Q= (M+Rabs-Remit –C-E) •
Calor Metabólico liberado. ( actividad metabólica)
M
•
Calor sensible perdido o ganado por convección.
C
•
Calor perdido por evaporación.
E
•
Radiación solar absorbida.
Rabs
•
Radiación terrestre emitida (onda larga).
Remit
M Calor Metabólico liberado. (W/m2) Calor producido por el cuerpo debido a la realización de un trabajo. Así, si el individuo realiza un trabajo más intenso será mayor el calor metabólico y serán mayores los esfuerzos del cuerpo por eliminar el calor en exceso acumulado. En este sentido las actividades para el espacio público las hemos clasificado en actividades ligeras, de paseo o intensas. La expresión que determina la cantidad de calor generado en W/m2 es la siguiente: M = (1-f)*Met f= trabajo por respiración f=(0.15-(0.0173*Pa)-(0.0014*Ta)) Met = Actividad metabólica.
C Calor por Convección. (W/m2) Esta dado por la cantidad de energía pérdida o ganada por efectos del viento. La ecuación de análisis toma en cuenta la diferencial de temperaturas corporal y la de ambiente y la resistencia de la vestimenta (rco) dada por la permeabilidad del viento incidente considerado a una altura de 1.5m sobre el suelo. C= (1200*(Tc-Ta)/rco) Tc= Temperatura corporal Ta = temperatura ambiente rco= resistencia vestimenta E Calor por Evaporación (W/m2)
199
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
El calor liberado por evaporación corresponde al calor latente producido por la transpiración del organismo. El cálculo toma en cuenta la diferencia de la humedad específica entre el aire ambiente y la temperatura superficial de la persona contrarrestada por la resistencia de vestimenta E= (ë*(qs-qa)/rco) ë=( 5.24 * 105) qs= Nivel de saturación de vapor de agua a la temperatura superficial de la piel qa= Nievl de saturación de vapor de agua a la temperatura ambiente Rabs Radiación solar absorbida = Qincidente*(1-α) (W/m2) La cantidad de radiación absorbida por una persona corresponde a la suma de la radiación incidente de onda corta (solar) que absorbe dependiendo del albedo de la misma. Se considera un factor de 0.37 al albedo de una persona vestida de color medio. Remit Radiación terrestre absorbida y emitida = ( * * Tc4) (W/m2) Corresponde a la cantidad de radiación de onda larga que recibe de la emisión de las superficies alrededor, radiación difusa y terrestre sumada a la emitida por la persona como un cuerpo negro, cuya absortividad es de 1. Los valores de absorción de radiación de onda corta y larga son extraídos del programa de simulación de radiación RadTherm.
Interpretación y Valoración del Balance
La suma de cada una de las variables que conforman el balance de energía de una persona en el espacio exterior esta valorado de la siguiente manera, se considera un estado de confort cuando el balance oscila entre los 50 y –50 W/m2. Esto quiere decir que el cuerpo mantiene un equilibrio entre las ganancias y pérdidas de energía por el entorno inmediato. En el momento que se rebasan los 50W/m2 hasta 150W/m2 el cuerpo comienza a generar más calor que el que puede disipar, con lo cual se tendrá la sensación de mayor frescor, el máximo disconfort aparece cuando el balance rebasa los 150W/m2, lo cual significará que el organismo no alcanza a perder ya sea por convección o por sudoración, la energía acumulada ya sea por la actividad metabólica que se realiza y la cantidad de radiación que recibe.
Para los casos en los que las pérdidas son mayores a las ganancias, estaremos ante la situación de demanda de calor, con lo cual entre los –50W/m2 y los –150 W/m2 se requerirá aumentar la actividad metabólica o bien una mayor entrada de radiación solar. En el caso de sobrepasar los –150W/m2, el cuerpo humano manifiesta un alto disconfort por la sensación de intenso frío.
200
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Parámetros Resultados Balance de Confort1 Mucho calor
Mayor que 150W/m2
Preferible mas fresco
Entre 50 y 150W/m2
Confort
Entre -50 y 50 W/m2
Preferible mas cálido
Entre -50 y -150W/m2
Mucho frío
Menor que -150W/m2
Hay que considerar que la valoración de confort dependerá del origen de la persona e incluso del sexo, no es lo mismo la interpretación de un nórdico a la de una persona de clima tropical, en este caso hemos considerado una valoración para personas de clima templado.
1
Nápoles 2003.
201
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. CASO DE ESTUDIO:
Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE: Ecovalle.
DESCRIPCIÓN:
El análisis forma parte de un proyecto elaborado por el estudio de arquitectura ecosistemaurbano, gestionado por la Empresa Municipal de la Vivienda y Suelo EMVS y financiado por la Comisión Europea en el Proyecto LIFE Mediterranean Verandaways. El sitio responde a un nuevo ensanche del barrio de Vallecas en la ciudad de Madrid. El proyecto de investigación se conforma por tres ámbitos de análisis: urbano, nivel de calle y a nivel de edificio. El estudio sobre el comportamiento térmico se realizó a escala de calle, analizando la conformación de un Boulevard situado en el ensanche. La colaboración consistió en la aplicación del programa de simulación (Radtherm) para crear una metodología de evaluación y apoyo en el diseño del espacio público.
Ubicación Geográfica Latitud
40º 28’ 20’’
Longitud
3º 33’ 39’’ W
Elevación
610m
Clima Temperatura media anual
14.6ºC
Precipitaciones anuales
436mm
Dirección predominante Viento
SW-NE
Radiación Global media anual
4876.33 W/m2
Humedad Relativa media anual
57%
Fuente: Estación meteorológica Retiro, Madrid
Grafico 1. Localización de Vallecas con respecto a la ciudad de Madrid.
Plano de Localización. Área de estudio dentro del emplazamiento de Vallecas.
203
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle CARACTERISTICAS
Superficies proyectadas
GENERALES: TIPOLOGÍA DE ESPACIO:
Sección de calle tipo Boulevard, con una configuración inicial de calzada y acera.
ORIENTACIÓN Y PROPORCIÓN DE CALLE: CONDICIONES
El boulevard tiene una orientación Norte - Sur y la proporción de la sección de calle mantiene una relación h/d = 0.5 Se analizaron las condiciones de confort en el mes de junio y diciembre de la estación meteorológica de Santorcaz, próximo al sitio de estudio.
METEOROLOGICAS: VEGETACIÓN:
Se evaluó el efecto de la disposición de arbolado de gran porte en ambas aceras (6m de frondosidad).
1
Aceras peatonales
21
Bulevares centrales
32
Calzadas vehiculares
3
44
Aparcamientos
55
Patios interiores
6
67
Cubiertas de manzanas
8
7
Cubiertas uso educativo
810
Cubiertas uso deportivo
9
Parque
10
Zonas verdes
9
DESCRIPCIÓN
MATERIAL
Área de Estudio
204
SUPERFICIE m2
% AREA
291’841.99
100
1
Aceras peatonales
Losetas de hormigón
28’089.72
9.62
2
Bulevares centrales
Losetas de hormigón
13’227.97
4.53
3
Calzadas vehiculares
Asfalto
72’270.27
24.76
4
Aparcamientos
Asfalto
14’220.08
4.87
5
Patios interiores
Losetas de hormigón
33’614.00
11.52
6
Cubiertas de manzanas
Loseta barro
50’555.72
17.32
7
Cubiertas uso educativo
Loseta de barro
8’222.58
2.82
8
Cubiertas uso deportivo
varios
17’219.20
5.90
9
Parque
Terreno Arbolado
48’226.47
16.52
10
Zonas verdes
Terreno Arbolado
6’187.05
2.12
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle DESCRIPCIÓN:
Escenarios de Análisis
SIMULACIÓN:
Escenario A. Distribución simple Consiste en el Boulevard con calzadas en ambos lados de la calle y una zona tipo rambla en el centro de la sección. Escenario B. Distribución Tradicional Representa el boulevard con el arbolado localizado en aceras y en la parte central de la rambla. Escenario C. Distribución alternativa En estos escenarios se comprobarán las mejoras de balance e influencia térmica de las superficies incorporando elementos y estrategias de optimización.
SUBESCENARIOS:
A01 - Orientación calle NS A02 - Orientación calle NW-SE B01 - Orientación calle NS con arbolado según planificación inicial B02 - Orientación calle NW-SE con arbolado según planificación inicial C01 - Acción Mineral- calle NS (protección solar en fachadas y pavimentos) C02 - Acción Mineral - calle NWSE C03 - Acción Hídrica (incorporación de cuerpos de agua en el sistema) C04 - Acción Vegetal (cubiertas ecológicas, y fachadas verdes) CO5 - Acción Mixta (C03 + C04)
Escenario A
Escenario B
Escenario C
205
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle ESCENARIO A01
El efecto sobre el volumen de aire.
INTERCAMBIO
El balance de calor producido por una calle sin presencia de vegetación, con
CONVECTIVO
calzada asfaltada y materiales impermeables en aceras y rambla, genera un incremento de la temperatura radiante hasta un máximo de 11,5ºC de diferencia con respecto a la temperatura del ambiente. En el caso de analizar las temperaturas radiantes a poca distancia de los paramentos de fachadas, cubiertas y pavimentos, se muestran grandes diferencias. Gracias a la incidencia solar en superficies horizontales es mayor y por debido a la proporción de calle, el aire cercano a los pavimentos alcanza hasta un máximo de 50ºC hacia el medio día.
oulevard
Fluido Boulevard 50.00 45.00
Temperatura ºC
40.00 35.00 30.00 Fluido Boulevard
25.00
Aire Ambiente
20.00 15.00
11.5ºC de diferencia
10.00 5.00 23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
0.00 horas Temperatura de Fluidos Estratificados Fluido Fachada Este Fluido Fachada Oeste
Temperatura ºC
Fluido Pavimentos Fluido Cubierta Oeste Fluido Cubierta Este Aire Ambiente
3
8
13 Horas
206
18
24
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle ESCENARIO B01
El efecto sobre el volumen de aire.
INTERCAMBIO
La presencia de arbolado en el espacio público representa una disminución del
CONVECTIVO
calor cedido al aire a lo largo del día. El resultado de la simulación mostró un máximo de 4,5ºC de diferencia entre el volumen de aire de la calle y el aire ambiente. Con respecto al escenario A, se alcanza a disminuir hasta 7ºC. Lo mismo sucede con las temperaturas de aire cercanas a fachadas y pavimentos, en las cuales vemos un descenso importante con respecto al escenario de control. Los pavimentos disminuyen notablemente debido a la obstrucción de la radiación solar.
Fluido Boulevard 40 35
Temperatura ºC
30 25 Fluido Boulevard
20
Aire Ambiente
15 10
4.5ºC de diferencia
5 23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
0 Horas
Temperatura de Fluidos Estratificados Fluido Fachada Este
Temperatura ºC
Fluido Fachada Oeste Fluido Pavimentos Fluido Cubierta Oeste Fluido Cubierta Este Aire Ambiente
3
8
13
18
24
Horas
207
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle ESCENARIO C01
El efecto sobre el volumen de aire.
INTERCAMBIO
El efecto producido por las cubiertas ligeras a lo largo de la rambla central
CONVECTIVO
produce una obstrucción de la radiación solar mucho más grande que en el caso de los árboles, siendo la temperatura cercana a los pavimentos más baja que el escenario anterior. Sin embargo, la diferencia radica en la temperatura del volumen total de la calle, en donde se mantiene por debajo del escenario de control, pero más cálida que el escenario con arbolado. Esto se debe a que las propiedades homeostáticas de la vegetación hacen que la temperatura superficial sea próxima a la del aire ambiente, evitando así, la emisión de calor de cualquier superficie material.
Fluido Boulevard 45 40
Temperatura ºC
35 30 25
Fluido Boulevard
20
Aire Ambiente
15
7ºC de diferencia
10 5 23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
0 Horas
Temperatura de Fluidos Estratificados Fluido Fachada Este
Temperatura ºC
Fluido Fachada Oeste Fluido Pavimentos Fluido Cubierta Oeste Fluido Cubierta Este Aire Ambiente
3
8
13 Horas
208
18
24
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle Resumen de Resultados Las diferentes estrategias analizadas en los escenarios de simulación, dieron por resultado una serie de conclusiones con respecto a la tipología de calle que es el Boulevard (NS - 0.5 / NWSE - 0.5) y el efecto de cada acción. Al tratarse de una sección de calle amplia, la incidencia de radiación sobre el pavimento es alta con respecto al calor emitido por las fachadas. Esto también se ve reflejado en las temperaturas máximas del boulevard, en donde los escenarios C04 y C05, resultan ser las más bajas. El efecto del agua tiene una ligera repercusión sobre las fachadas, disminuyendo a emisión de onda larga hacia las superficies verticales. Por otro lado, la variación entre la orientación NS y NWSE se mostró más positiva en el segundo caso, en el escenario de arbolado, reduciendo la temperatura cercana a la fachada SW. Porcentaje de influencia por componente. 30
25
1. Acera 2. Calzada vehicular 3. Aparcamiento 2 4. Aparcamiento central 5. Rambla 6. Acera central 7. Fachada Este 8. Fachada Oeste 9. Fachada NO 10.Fachada NE 11.Fachada SE 12.Fachada SO 13.Cubiertas Terrados
1 2 3 4
%/ 24hrs
20
5 6 7 8
15
9 10
10
5
0 1
2
3
4
5
6
7
Acción
F. Este F-E/ F - NE
A B
C
9
10
11
12
13
Temperatura Máxima de Fluidos de Aire en contacto con las superficies. ºC
Escenarios de Estudio Tipo
8
F.FOeste -W/
B C K
Pavimentos
Cubiertas
Boulevard
F B
F - SW
A01
simple
31.06
34.53
48.73
55.29
43.96
-46
A02
Orientación 45º
31.14
32.85
48.58
55.25
43.35
-
B01
Arbolado
29.20
32.02
44.54
55.15
36.51
-75
B02
Orientación 45º
29.37
30.78
45.38
55.20
36.64
-
C01
Lonarias
29.55
32.31
42.67
55.15
39.20
-68
C02
Orientación 45º
31.17
32.86
48.94
55.20
39.11
-
C03 bis
Hídrica (rambla agua)
28.14
30.96
42.43
55.08
39.95
47.
C03
Hídrica (acequias)
28.28
31.10
44.76
55.07
39.47
55.
C04
Vegetal (arbolado, cub. Eco)
29.07
31.86
41.90
64.73 53. 05
34.58
-
C05
Mixta (cub. eco., acequia, arbolado)
28.96
31.75
43.27
55.23
34.51
-11
209
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle ESCENARIO A
El efecto sobre el potencial de confort
BALANCE DE ENERGIA Y
En el caso de evaluar el potencial de confort de una persona en la sección de
LOS NIVELES DE
calle, se han calculado los niveles de confort a lo largo del día de cinco
CONFORT.
personas situadas en el cruce de calles. Los resultados están expresados en función de una persona con actividad ligera y otra con actividad intensa. El mayor numero de horas de confort al día se presentan en la zona de las personas 1 y 5 entre las 7:00 –8:00 hrs y de las 18:00 a las 20:00 hrs. Esto se debe a que una persona sentada en un escenario en el que no existe protección al sol ni al viento por la noche tendera a sobrepasar abruptamente los niveles de confort. Balance Actividad Ligera en Sección Transversal Hora solar
1
2
3
4
Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23,
5
Escenario A junio 23 12:00hrs
persona 1
persona 2
persona 3
2004 00:00:00 2004 01:00:00 2004 02:00:00 2004 03:00:00 2004 04:00:00 2004 05:00:00 2004 06:00:00 2004 07:00:00
-87.50 -94.29 -100.97 -105.54 -111.33 -113.72 -86.15 -18.39
-91.60 -96.95 -102.53 -106.24 -111.36 -112.74 -77.88 5.72
Jun 23, 2004 08:00:00
30.99
Jun 23, 2004 09:00:00
65.70
Jun 23, 2004 10:00:00
persona 4
persona 5
-97.38 -101.81 -106.68 -109.86 -114.56 -115.15 -73.42 23.72
-91.87 -97.37 -103.06 -106.86 -112.04 -113.53 -67.51 8.17
-84.23 -90.90 -97.48 -101.97 -107.71 -110.25 -83.94 -10.94
58.38
87.99
63.30
31.76
93.61
126.74
96.70
58.94
98.10
127.67
161.51
126.85
83.99
Jun 23, 2004 11:00:00
120.85
151.03
183.38
145.05
99.46
Jun 23, 2004 12:00:00
148.45
168.41
206.96
166.07
121.59
Jun 23, 2004 13:00:00
165.76
185.71
215.45
176.08
135.17
Jun 23, 2004 14:00:00
181.36
196.33
219.63
188.70
155.39
Jun 23, 2004 15:00:00
189.50
197.06
216.08
192.38
169.07
Jun 23, 2004 16:00:00
178.21
179.78
196.59
179.83
166.12
Jun 23, 2004 17:00:00
117.57
115.16
117.61
117.06
117.66
Jun 23, 2004 18:00:00
33.85
16.92
4.38
17.26
32.15
Jun 23, 2004 19:00:00
-18.08
-38.56
-55.19
-37.10
-16.39
Jun 23, 2004 20:00:00
-42.17
-60.58
-75.63
-59.43
-40.32
Jun 23, 2004 21:00:00
-54.80
-68.63
-80.35
-67.92
-52.77
Jun 23, 2004 22:00:00
-64.75
-74.96
-84.27
-74.63
-62.40
Jun 23, 2004 23:00:00
-72.81
-80.33
-87.89
-80.28
-70.21
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Escenario A01 Boulevard Ecovalle Junio, Madrid 100 90
% hr utiles de confort
80 70 60
53 47
50
53
40
40
40 30
53
47 33 27
27
27
20 20
13
13 7
10 0 A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
Tipologia de Sección
Nivel de confort
210
Nivel de Tolerancia
Nivel Crítico
Potencial de Habitabilidad T茅rmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.1. Boulevard de Vallecas. Proyecto LIFE. Ecovalle ESCENARIO B
El efecto sobre el potencial de confort
BALANCE DE ENERGIA Y LOS NIVELES DE CONFORT.
Balance Actividad Ligera Secci贸n Transversal Hora Solar
3
5
persona 2
persona 3
2004 00:00:00 2004 01:00:00 2004 02:00:00 2004 03:00:00 2004 04:00:00 2004 05:00:00 2004 06:00:00 2004 07:00:00
-58.65 -63.53 -68.73 -71.41 -75.67 -78.38 -57.72 2.99
-58.65 -63.53 -68.73 -71.41 -75.67 -78.07 -43.51 18.48
Jun 23, 2004 08:00:00
13.70
Jun 23, 2004 09:00:00
56.82
Jun 23, 2004 10:00:00
persona 4
persona 5
-58.65 -63.53 -68.73 -71.41 -75.67 -77.86 -47.41 29.24
-58.65 -63.53 -68.73 -71.41 -75.67 -78.03 -52.01 16.44
-58.65 -63.53 -68.73 -71.41 -75.67 -78.24 -56.32 0.73
63.86
81.03
60.14
42.42
79.30
111.08
87.46
68.42
72.84
103.96
137.70
112.49
90.33
Jun 23, 2004 11:00:00
77.68
120.54
152.03
126.85
101.24
Jun 23, 2004 12:00:00
86.41
132.55
167.31
135.15
114.69
Jun 23, 2004 13:00:00
89.06
136.31
174.79
144.13
120.25
Jun 23, 2004 14:00:00
91.90
136.31
171.54
136.22
118.77
Jun 23, 2004 15:00:00
99.23
138.50
171.65
104.68
121.21
Jun 23, 2004 16:00:00
99.65
132.18
161.84
133.67
34.81
Jun 23, 2004 17:00:00
62.59
83.20
100.33
83.40
65.69
Jun 23, 2004 18:00:00
1.89
9.98
16.29
11.36
5.54
Jun 23, 2004 19:00:00
-26.68
-24.88
-23.63
-24.76
-26.21
Jun 23, 2004 20:00:00
-37.33
-37.33
-37.33
-37.33
-37.33
Jun 23, 2004 21:00:00
-42.50
-42.50
-42.50
-42.50
-42.50
Jun 23, 2004 22:00:00
-48.17
-48.17
-48.17
-48.17
-48.17
Jun 23, 2004 23:00:00
-52.66
-52.66
-52.66
-52.66
-52.66
<-50 >50 <50
8.00 9.00 15.00
7.00 10.00 14.00
7.00 10.00 14.00
8.00 10.00 14.00
8.00 8.00 16.00
Horas confort/dia
7.00
7.00
7.00
6.00
8.00
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Escenario B01 Boulevard Ecovalle Junio, Madrid 100 90 80
% hr utiles de confort
1
2
4
Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23, Jun 23,
persona 1
67
70
67
60 60
53 47
50 40
40
40
33
33
33 27
30 20 10 0
0
0
0
0 B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
Tipologia de Secci贸n
Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel Cr铆tico
211
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Análisis de Propuesta Ganadora del Concurso Ideas Arquitectónicas Boulevard Ensanche Vallecas
El diseño propuesto por el grupo ganador se caracteriza por la secuencia de elementos a lo largo del boulevard que proporcionan un determinado comportamiento en el balance energético de la calle. A lo largo del Boulevard encontramos la presencia tres cilindros bioclimáticos y de una secuencia de escenas urbanas clasificadas por el grado de humedad. Los función de los cilindros radica en la de refrescar el ambiente en los meses calurosos al mismo tiempo que proteger del frío durante el invierno valiéndose de torres de viento y pisos radiantes. Los cilindros al ser recintos semiabiertos permiten la incorporación de diversas actividades proporcionando condiciones para una mayor estadía.
El análisis energético que a continuación se expone tiene en cuenta la evaluación de horas de confort por sección de calle y por recorridos. Por otro lado se ha estudiado la repercusión en la temperatura ambiente a partir de la composición de las escenas urbanas. Para ello se han estudiado a escala individual cada una de las escenas urbanas propuestas, con el fin de analizar la repercusión de cada sistema (escena urbana) en la temperatura y humedad de la calle. Más adelante se representará la influencia sobre el balance de confort y al balance general de la calle.
212
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
13A Á r b o l M o n t í c u l o Elementos que conforman la escena:
•Árbol •Montículo de césped
Volumen de aire analizado
35340 L
Temperatura mínima Volumen de aire
16.37 ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
31.89 ºC
Incremento de T promedio al día
-0,60 ºC
La escena compuesta por un árbol y montículo de césped es de las escenas más eficientes en cuanto a horas efectivas de confort durante el día. La corrección en el ambiente (volumen de aire) refleja una ligera variación en las pérdidas por convección y evaporación de una persona sentada (ver Grafica 2.)
La corrección del balance de confort de una persona situada al centro del boulevard conforme al escenario A y B (análisis metodología) se ve reflejada en la Tabla 3, en donde se muestra la diferencia a lo largo del día entre un escenario y otro. La cantidad de horas útiles entre el escenario B y la escena urbana estará condicionado también por las características del entorno a la escena pudiendo aumentar en las horas del medio día. Balance confort al centro del Boulevard Hora
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Monticulo - Césped Junio, Madrid
B01
13A BAJO SOMBRA
0:00
-59,18
-71,42
-71,36
1:00
-62,02
-75,51
-76,01
2:00
-65,26
-80,30
-80,19
100
3:00
-67,70
-83,18
-83,84
90
4:00
-71,15
-87,78
-87,92
5:00
-71,37
-89,68
-90,48
6:00
-30,64
-64,57
-65,67
7:00
11,48
-34,80
-36,02
8:00
47,69
-6,88
-8,31
9:00
149,69
23,79
22,69
10:00
180,15
42,35
41,38
11:00
198,53
69,97
69,65
12:00
216,09
98,71
98,40
13:00
223,43
66,21
66,08
14:00
231,05
73,61
70,70
15:00
227,70
88,03
87,69
16:00
187,44
142,36
142,08
17:00
56,71
18,49
17,67
18:00
19,42
-6,46
-7,59
19:00
-35,09
-42,84
-44,42
20:00
-51,80
-54,94
-56,51
21:00
-53,19
-58,86
-60,17
22:00
-54,25
-62,20
-63,62
23:00 -55,67 Hr confort/dia 5,00
-65,30 7,00
-66,81 7,00
80
% hr utiles de confort
A01
Solar
70 60
60
60 47
50
40 40
40
33
30 20 20 10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
213
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
13B Charco - Banco •Banco de hormigón •Charco de agua (3,14m2) •Pavimento baldosas de hormigón
Elementos que conforman la escena:
Volumen de aire analizado
35340 L
Temperatura mínima Volumen de aire
18.87ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
31.18 ºC
Incremento de T promedio al día
-0.71 ºC
Aumento de gr de agua/kg aire
5.2%
Energía Potencial Evaporación
71.5W
Humedad Relativa Final
51.5%
La corrección que genera un banco de 3metros de diámetro con un charco de agua al medio es considerable. En la gráfica 3 podemos ver que las pérdidas se mantienen en magnitudes de entre 20 y 50 W/m2. Si comparamos este efecto con respecto al balance de una persona en los escenarios de referencia (A y B) podemos ver que esta humidificación del ambiente permite una mayor estadía durante la tarde y las primeras horas del día. El efecto bajo sombra es aun mayor, por lo que se recomienda situar este tipo de escenas cercanas a sitios resguardados de sombra al medio día. Balance confort al centro del Boulevard Hora
A01
B01
Solar
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Charco - Banco Junio, Madrid
% hr utiles de confort
80 70
60
60
53 47
50
47 40
40
47
40
33
30 20 20
13
10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (sin protección)
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
-59,18
-71,42
-58,90
-43,82
1:00
-62,02
-75,51
-62,96
-47,26
2:00
-65,26
-80,30
-67,16
-51,10
3:00
-67,70
-83,18
-72,06
-55,48
4:00
-71,15
-87,78
-76,77
-59,85
5:00
-71,37
-89,68
-78,28
-61,76
6:00
-30,64
-64,57
-40,83
-40,89
7:00
11,48
-34,80
-1,98
-18,22
8:00
47,69
-6,88
33,08
3,69
9:00
149,69
23,79
138,27
33,64
10:00
180,15
42,35
172,03
51,44
11:00
198,53
69,97
192,88
79,18
12:00
216,09
98,71
209,36
104,15
13:00
223,43
66,21
213,41
66,37
14:00
231,05
73,61
215,46
68,08
15:00
227,70
88,03
207,49
75,82
16:00
187,44
142,36
166,25
129,33
17:00
56,71
18,49
37,86
8,49
18:00
19,42
-6,46
6,75
-8,75
19:00
-35,09
-42,84
-40,50
-34,61
20:00
-51,80
-54,94
-51,81
-38,73
21:00
-53,19
-58,86
-50,64
-36,67
22:00
-54,25
-62,20
-50,03
-35,35
-55,67 Hr confort/dia 5,00
-65,30
-51,31
-36,04 13,00
23:00
214
13B BAJO SOMBRA
0:00
100 90
13B SIN SOMBRA
7
8,00
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
13C Chorros de agua •11 Chorros de agua de 1m de altura
Elementos que conforman la escena: Volumen de aire analizado
35340 L
Temperatura mínima Volumen de aire
14.75ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
29.05 ºC
Incremento de T promedio al día
-3.05 ºC
Aumento de gr de agua/kg aire
1.4%
Energía Potencial Evaporación
18.90W
Humedad Relativa Final
49.5%
El conjunto de chorros de agua representa una corrección importante en la cantidad de energía perdida por una persona cercana dentro de esta zona. La variación de la temperatura del volumen de aire repercute en la diferencia de saturación en el ambiente por lo tanto se tiende a refrescar. Al igual que el banco con charco, es importante tener en cuenta que la acción refrigerante durante más horas del día estará condicionada por radiación solar que llegue a la escena. En la Tabla 5 podemos ver que las horas críticas entre las 11:00 y las 16:00 hrs, pueden mejorarse si los chorros están situados bajo la sombra. Habrá que tener en cuenta este mismo efecto en los meses de invierno en donde la humidificación tenderá a enfriar demasiado el ambiente. Balance confort al centro del Boulevard Hora
A01
B01
Solar Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Conjunto de Chorros de agua Junio, Madrid 100 90
% hr utiles de confort
80 70
60
60
60 47
50
40 40
40
40
40
33
30 20
20
20 10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (sin protección)
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
13C
13C
SIN SOMBRA BAJO SOMBRA
0:00
-59,18
-71,42
-91,93
1:00
-62,02
-75,51
-99,72
-84,02
2:00
-65,26
-80,30
-106,47
-90,42
3:00
-67,70
-83,18
-110,81
-94,23
4:00
-71,15
-87,78
-116,05
-99,13
5:00
-71,37
-89,68
-116,66
-100,14
6:00
-30,64
-64,57
-79,38
-79,44
7:00
11,48
-34,80
-38,69
-54,93
8:00
47,69
-6,88
-2,70
-32,09
9:00
149,69
23,79
105,45
0,82
10:00
180,15
42,35
140,74
20,15
11:00
198,53
69,97
166,07
52,37
12:00
216,09
98,71
188,92
83,71
13:00
223,43
66,21
201,04
53,99
14:00
231,05
73,61
211,94
64,55
15:00
227,70
88,03
211,27
79,60
16:00
187,44
142,36
171,75
134,83
17:00
56,71
18,49
41,43
12,07
18:00
19,42
-6,46
3,60
-11,89
19:00
-35,09
-42,84
-51,33
-45,44
20:00
-51,80
-54,94
-70,86
-57,78
21:00
-53,19
-58,86
-74,47
-60,51
22:00
-54,25
-62,20
-77,50
-62,83
23:00 -55,67 Hr confort/dia 5,00
-65,30 7
-80,36 4,00
-65,09 6,00
-76,85
215
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
16A Árboles - Banco Elementos que conforman la escena:
•Árboles de 4m de altura •Banco de hormigón
Volumen de aire analizado
141370 L
Temperatura mínima Volumen de aire
17.86ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
32.89 ºC
Incremento de T promedio al día
0.65ºC
La variación de temperatura del volumen de aire de la escena 16A mantiene cercana a la temperatura ambiente, por lo tanto no existe una diferencia significativa en la energía perdida en el balance de referencia. Lo que si genera un cambio importante es en la cantidad de radiación absorbida por la persona. Podemos ver en la Tabla 7 que el comportamiento del confort durante todo el día en la parte del banco bajo la sombra aumenta hasta dos horas útiles más dentro del rango de confort, permitiendo la estancia durante las horas críticas entre las 11:00 y las 16:00hrs.
Balance confort al centro del Boulevard Hora
A01
B01
16A
Solar 0:00
-59,18
-186,18
-180,16
1:00
-62,02
-197,81
-191,90
2:00
-65,26
-208,88
-202,80
100
3:00
-67,70
-216,51
-211,17
90
4:00
-71,15
-224,80
-219,38
80
5:00
-71,37
-227,58
-222,43
70
6:00
-30,64
-138,16
-134,51
7:00
11,48
-108,94
-107,78
8:00
47,69
-84,47
-85,20
9:00
149,69
-71,15
-72,10
10:00
180,15
-42,35
-43,47
11:00
198,53
-12,94
-13,37
12:00
216,09
5,04
4,75
13:00
223,43
6,64
6,61
14:00
231,05
-1,10
-3,11
15:00
227,70
-6,23
-6,07
16:00
187,44
-8,80
-8,15
17:00
56,71
13,61
14,63 79,51
% hr utiles de confort
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Arboles y banco Junio, Madrid
60
60
60 47
50
40 40
33
33
30 20 20 7
10 0 0 A01
B01
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
216
BAJO SOMBRA
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
18:00
19,42
77,37
19:00
-35,09
-10,58
-7,11
20:00
-51,80
-115,88
-111,55
21:00
-53,19
-142,93
-138,02
22:00
-54,25
-159,10
-153,38
-55,67 23:00 Hr confort/dia 5,00
-172,50 7,00
-166,93 9,00
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
16B Montículo Arbustos •Montículo de césped •Banco de hormigón •Arbustos de 1m de altura
Elementos que conforman la escena:
Volumen de aire analizado
141370 L
Temperatura mínima Volumen de aire
16.73ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
32.66ºC
Incremento de T promedio al día
0.05ºC
Esta escena urbana requiere de la protección de la radiación solar, ya que situándola al centro del boulevard tendería a situarse en estado crítico de calor entre las 10:00 y las 16:00hrs. Si consideramos que estuviese resguardado por la sombra la utilización aumentaría dos horas más de estadía en confort y corrige el estado crítico con un nivel mas tolerable. Se recomendaría situar este tipo de escenas cercanas a los costados del boulevard donde los propios edificios protejan de la incidencia directa. Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Montículo con arbustos Junio, Madrid
Balance confort al centro del Boulevard Hora
100 90
% hr utiles de confort
80 70
60
60
60 47
50
47 40
40
40
33 27
30
27
20 20 10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (sin protección)
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
A01
Solar 0:00 -59.18 1:00 -62.02 2:00 -65.26 3:00 -67.70 4:00 -71.15 5:00 -71.37 6:00 -30.64 7:00 11.48 8:00 47.69 9:00 149.69 10:00 180.15 11:00 198.53 12:00 216.09 13:00 223.43 14:00 231.05 15:00 227.70 16:00 187.44 17:00 56.71 18:00 19.42 19:00 -35.09 20:00 -51.80 21:00 -53.19 22:00 -54.25 23:00 -55.67 Hr confort/dia 5.00
B01
16B
16B
SIN SOMBRA BAJO SOMBRA
-71.42 -75.51 -80.30 -83.18 -87.78 -89.68 -64.57 -34.80 -6.88 23.79 42.35 69.97 98.71 66.21 73.61 88.03 142.36 18.49 -6.46 -42.84 -54.94 -58.86 -62.20 -65.30 7.00
-86.11 -91.20 -96.13 -100.09 -104.75 -106.70 -65.04 -19.65 21.59 127.95 162.79 184.01 204.21 213.63 220.75 219.93 179.68 48.14 9.54 -48.22 -67.53 -72.40 -76.30 -80.35 5.00
-71.03 -75.50 -80.07 -83.51 -87.83 -90.18 -65.11 -35.90 -7.80 23.32 42.20 70.31 99.00 66.58 73.36 88.26 142.76 18.77 -5.95 -42.32 -54.45 -58.43 -61.63 -65.08 8.00
217
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
16C Chorros- Banco-Árbol Elementos que conforman la escena:
•4 Chorros de agua •Banco de hormigón •Árbol 141370 L
Volumen de aire analizado Temperatura mínima Volumen de aire
14.67ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
32.91ºC
Incremento de T promedio al día
-1.06ºC
Aumento de gr de agua/kg aire
3.1%
Energía Potencial Evaporación
41.24W
Humedad Relativa Final
50.3%
El efecto de los chorros de agua sumado a la protección de los árboles, genera que esta escena tenga la posibilidad de confort durante la mayor parte del día (en cuanto a horas útiles). Incluso las horas de entre las 17:00 y las 22:00 oscilan drásticamente por la cantidad de radiación que le llega al punto de muestra. Esta situación podría ser delicada en los meses de invierno, por lo que la sustitución de un pavimento más cálido mejoraría el balance. Balance confort al centro del Boulevard Hora Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Chorros de agua - Banco - Arboles Junio, Madrid 100 90
% hr utiles de confort
80 70 60 60
53 47
50
40 40
33 27
30 20
20
20 10 0 0 A01
B01
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
218
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
A01
Solar -59.18 0:00 1:00 -62.02 2:00 -65.26 3:00 -67.70 -71.15 4:00 5:00 -71.37 -30.64 6:00 7:00 11.48 8:00 47.69 9:00 149.69 10:00 180.15 11:00 198.53 12:00 216.09 13:00 223.43 14:00 231.05 15:00 227.70 16:00 187.44 17:00 56.71 18:00 19.42 19:00 -35.09 20:00 -51.80 21:00 -53.19 22:00 -54.25 23:00 -55.67 Hr confort/dia 5.00
B01
16C
-71.42 -75.51 -80.30 -83.18 -87.78 -89.68 -64.57 -34.80 -6.88 23.79 42.35 69.97 98.71 66.21 73.61 88.03 142.36 18.49 -6.46 -42.84 -54.94 -58.86 -62.20 -65.30 7.00
-214.93 -226.48 -236.84 -245.94 -254.10 -256.01 -157.96 -112.46 -62.47 -26.40 -28.73 -5.82 13.96 18.88 10.80 13.56 49.25 53.96 54.64 -20.31 -142.06 -170.00 -183.29 -193.28 8.00
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
16D Montículo-Árbol-Charco Elementos que conforman la escena:
•Montículo de césped •Charco de agua •Árbol
Volumen de aire analizado
141370 L
Temperatura mínima Volumen de aire
17.6ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
31.55ºC
Incremento de T promedio al día
-0.20ºC
Aumento de gr de agua/kg aire
11%
Energía Potencial Evaporación
161.77W
Humedad Relativa Final
54.8%
El balance de una persona en este tipo de escena urbana es de las que más horas durante el día presenta un nivel de confort. La productividad de este espacio en cuanto a confort se ve reflejado en la Tabla 10, desde las 9:00 de la mañana hasta las 22:00 hrs, el sitio ha manifestado unas condiciones adecuadas para la estadía. Se podría recomendar adaptar este tipo de conjunto con mobiliario urbano que permita que personas de edad avanzada puedan permanecer sentadas. Habrá que tener en cuenta que este es un balance considerando la radiación que llega al centro del boulevard con lo cual la situación en conjunto puede variar. Balance confort al centro del Boulevard Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Montículo - Arbol - Charco de agua Junio, Madrid 100
93
90
% hr utiles de confort
80 70 60 60 47
50
40 40
33
30 20 20 7
10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Hora Solar 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Hr confort/dia
A01
B01
16D
-59.18 -62.02 -65.26 -67.70 -71.15 -71.37 -30.64 11.48 47.69 149.69 180.15 198.53 216.09 223.43 231.05 227.70 187.44 56.71 19.42 -35.09 -51.80 -53.19 -54.25 -55.67 5.00
-71.42 -75.51 -80.30 -83.18 -87.78 -89.68 -64.57 -34.80 -6.88 23.79 42.35 69.97 98.71 66.21 73.61 88.03 142.36 18.49 -6.46 -42.84 -54.94 -58.86 -62.20 -65.30 7.00
-56.68 -61.39 -65.52 -68.52 -71.75 -75.55 -74.34 -65.55 -54.59 -44.60 -36.76 -31.42 -27.06 -24.16 -26.27 -22.23 -22.90 -25.45 -28.46 -34.70 -38.19 -42.80 -47.29 -51.46 14.00
219
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
19A Banco-Árboles-Montículo •Montículo de césped •Banco de Hormigón •Árboles
Elementos que conforman la escena:
Volumen de aire analizado
318080 L
Temperatura mínima Volumen de aire
17.82ºC
Temperatura máxima Volumen de aire
32.96ºC
Incremento de T promedio al día
0.65ºC
Esta también representa una escena con productividad en términos de confort, permite la estancia de personas durante gran parte de la franja de horas útiles del día. La variación con respecto a las pérdidas evaporación y convección no se ven modificadas drásticamente, por lo que el efecto se debe principalmente a la obstrucción de la radiación solar. Debido a la dimensión de la escena (9m. de diámetro) es pertinente utilizar estas escenas como protección de escenas pequeñas como charco-banco, chorros de agua, para que el radio de la sombra proyectada pueda permitir la humidificación de los ambientes que así se requieran.
Balance confort al centro del Boulevard
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Banco - Arboles - Montículo Junio, Madrid 100 90
% hr utiles de confort
80
73 67
70
60
60 47
50
40 40
33
33
30 20 20
13
13
10 0
0
0 A01
B01
Escena urbana (sin protección)
Escena urbana (bajo sombra)
Escenarios
Nivel de confort
220
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Hora A01 Solar 0:00 -59.18 1:00 -62.02 -65.26 2:00 3:00 -67.70 4:00 -71.15 5:00 -71.37 6:00 -30.64 7:00 11.48 8:00 47.69 9:00 149.69 10:00 180.15 11:00 198.53 12:00 216.09 13:00 223.43 14:00 231.05 15:00 227.70 16:00 187.44 17:00 56.71 18:00 19.42 19:00 -35.09 20:00 -51.80 21:00 -53.19 22:00 -54.25 23:00 -55.67 Hr confort/dia 5.00
B01
19A
19A
SIN SOMBRA BAJO SOMBRA
-171.50 -182.75 -193.53 -200.81 -208.85 -211.54 -150.43 -152.62 -112.53 -67.79 -22.25 -1.16 25.87 14.76 6.63 0.33 -4.77 -19.03 19.45 -15.71 -105.49 -129.52 -145.39 -158.25 7.00
-192.11 -204.39 -214.67 -223.34 -230.86 -233.42 -189.69 -153.55 -103.94 5.76 53.68 73.46 100.35 114.58 123.29 131.14 127.42 111.06 95.70 -1.82 -116.16 -148.68 -164.87 -179.03 2.00
-167.05 -178.54 -188.22 -196.30 -203.45 -206.59 -144.20 -147.78 -109.17 -65.38 -20.75 0.20 26.58 15.18 7.75 0.45 -4.05 -18.61 21.32 -14.69 -104.05 -127.87 -142.23 -155.02 10.00
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Recomendaciones para los meses de invierno. Tal y como se ha indicado en algunas de las escenas anteriores, se deberá tener en cuenta en la composición del conjunto de escenas a lo largo del boulevard el efecto de la humidificación del ambiente en los meses de invierno. A continuación se muestra como ejemplo la escena urbana 16C en el que se combina la presencia de un árbol y de agua. El balance es tomado en la zona en la que tiene poca influencia de la sombra del árbol, y podemos ver que durante todo el día se mantiene en estado crítico de frío teniendo la posibilidad de corregir entre las 13.00 y 15:00hrs. En la propuesta existe un tramo con alta densidad de elementos con agua por lo que habrá que tener en cuenta este efecto, y plantear solo la presencia de agua en forma de una escorrentía natural, dejando los sistemas de chorros de agua para la época de verano. Por otro lado los bancos pueden ser de madera, con lo cual no se calentarán ni enfriarán drásticamente como los bancos de hormigón, procurara que las especies de árboles en las escenas sean de hoja caduca para permitir mayor transmisión de radiación. Balance confort al centro del Boulevard Hora Solar 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Hr confort/dia
A01
B01
-245.03 -249.38 -251.40 -255.29 -258.16 -259.81 -265.17 -265.33 -254.85 -214.15 -153.13 -76.33 -47.35 -14.16 -37.70 -120.12 -155.16 -196.56 -219.45 -235.45 -241.72 -239.27 -241.42 -242.79 3.00
-245.54 -249.89 -251.92 -255.80 -258.68 -260.33 -265.68 -265.84 -259.56 -235.29 -204.00 -162.32 -139.00 -115.41 -119.13 -148.22 -170.97 -197.56 -219.95 -235.95 -242.22 -239.77 -241.92 -243.30 0.00
16C SIN SOMBRA
-275.38 -277.75 -280.01 -282.03 -284.32 -285.75 -291.18 -292.16 -285.14 -245.77 -185.86 -112.10 -85.35 -55.91 -79.82 -163.05 -199.86 -240.02 -263.69 -279.13 -283.61 -277.43 -276.05 -274.88 5.00
Escena Urbana 16C Enero
5
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
0 1
Temperatura ºC
10
-5 -10 horas Volumen de aire
Aire ambiente
Conclusiones. 221
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Como conclusión general de los aspectos que envuelven a la valoración compositiva de un proyecto arquitectónico en espacios abiertos, analizaremos la propuesta compositiva del Boulevard con el fin de afinar la visión ambiental que en sí misma sugiere. La integración de los aspectos ambientales, como lo es el confort térmico, en la concepción arquitectónica nos permite reinterpretar la lectura compositiva del espacio. Las relaciones que se dan lugar entre los elementos que componen un espacio y el usuario, por lo general son concebidas a partir de un dimensionamiento antropométrico adaptándose a la escala humana. Se trata entonces de responder a las necesidades de diseño acoplando a esta antropometría los aspectos que caracterizan fisiológicamente a las personas y que de ellas se determina una reacción por individual y en colectivo.
En este caso, el concurso establece como principales necesidades de diseño el criterio bioclimatico y la generación de actividad en el espacio público. La propuesta se basa en un boulevard asimétrico en el que se plantea como respuesta la creación de una serie de sistemas denominados escenas urbanas cuya función recae en el acondicionamiento del microclima. Sumado a ello se disponen tres recintos (árboles de aire) en tres de los cruces de manzanas, con la hipótesis de originar detonadores sociales que generen puntos de actividad en la calle.
Oasis Vs. Desierto. La disposición de las escenas urbanas en el Boulevard plantea un esquema compositivo que decanta a la generación de pequeños “oasis” dentro de la calle entendida como un desierto. El árbol, la charca, la banca, el chorro de agua y el montículo de césped son los protagonistas de este conjunto de oasis. Las diversas conjugaciones de estos elementos originan una percepción visual y térmica de las mismas. Ahora bien, los “oasis” concebidos como sistemas circulares, tienden a la concentración puntual de estadía en cada uno de ellos, que en el caso de una calle de paseo condiciona el potencial de uso para otro tipo de actividades típicas de la calle. El conjunto está definido hacia lo que sucede dentro de cada “oasis”, pero la relación entre sí a pesar de la proximidad de éstos, queda indefinido al resto del espacio de circulación.
Yuxtaposición de Estratos. Al proyecto se • • • •
yuxtaponen cuatro capas de “mecanismos bioclimáticos” comprendidos por: Vegetación Agua Mobilñiario Tecnología
El estrato más denso lo conforma el de la vegetación caracterizado por la localización de árboles y sistemas como montículo - árbol, que producen un reparto homogéneo de elementos a lo largo del boulevard. Esto es positivo en el sentido de una proyección homogénea de sombra en verano, sin embargo, las zonas cercanas a los cilindros (árbol de aire) por la parte norte, tenderán a una sombra sólida durante todo el año, por lo que se generarán zonas frías en invierno. El siguiente estrato en proporción es el hídrico, el cual ya tiende a responder a las zonas de posible recogida de aguas por pendiente natural de la calle. Para estos sistemas, se debe tener en cuenta que el enfriamiento del aire a partir de elementos de agua, esta condicionada por la velocidad del viento. La transferencia de energía de calor sensible a latente gracias al índice de evaporación del agua será efectiva a velocidades menores de 1m/s, por lo que éstas zonas en deberán estar protegidas o confinadas para propiciar el efecto. El estrato de mobiliario aparece representado por los sistemas o escenas urbanas que integran el elemento banco en su composición, dando como resultado la concentración de las áreas de estadía en al menos 5 zonas puntualmente. Finalmente aparece como cuarto estrato el de tecnología el cual se refiere a la ubicación dentro del lugar de sistemas activos en el acondicionamiento térmico del ambiente. En este estrato resalta la 222
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
aparición de los tres cilindros con torres de aire, más los sistemas con micronizadores de agua integrados y los sistemas de cilindros como instrumento. La recomendación recaería en la disposición formal de cada uno de estos estratos y de enlazar la secuencia de relación entre sí desde la escala de escena urbana, conjunto de escenas que originan un lugar y conjunto de lugares que producen un recorrido.
Tal y como se presenta este primer escenario, las escenas urbanas tienden a la individualización de la concentración colectiva viven hacia el interior, manteniendo cierta autonomía del resto del conjunto. Las zonas de borde entre cada escena resultan más al azar contrastando el efecto de oasis sobre el desierto. Es necesaria la integración compositiva de estos sistemas que en su momento sumen la concentración de personas y se definan espacios de relación. Si bien el concepto del cilindro como un detonador de actividad pudiese reunir este efecto de concentración tampoco queda relacionado con el conjunto. Habría que plantear la sucesión de conjuntos que sumen el efecto de acondicionamiento climático pero no solo a una actividad de estadía sino que integre a su vez al movimiento, circulación, transeúntes.
La calle se caracteriza por la presencia de diversos protagonistas con diferentes actividades metabólicas para los cuales una situación puede resultar mejor o peor que otra. Las escenas urbanas responden en mayor medida a la estadía de personas, pero habría que incorporar lo que le sucede al peatón, si se involucra o no con estos sistemas.
223
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos Arbustos Superficie tapiza Enredadera
CAPITULO VIII. ANEXOS
Por último, sobre la concepción en conjunto del boulevard, se podría pensar en utilizar los árboles de aire, entendidos como dinamizadores sociales, estratégicamente en las cabeceras del boulevard para cohesionar el vínculo y conectividad entre el Parque de la Gavia y el parque al norte del Ensanche.
224
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.2. CASO DE ESTUDIO:
Supermanzana de la Vila de Gracia. Barcelona1
DESCRIPCIÓN:
En análisis térmico del espacio público en la supermanzana de la Vila de Gràcia consiste en un trabajo que se incluye dentro de los estudios realizados para la puesta en marcha del Plan de Movilidad del Distrito de Gracia en la ciudad de Barcelona. Este análisis tiene como principal objetivo la recuperación de los espacios de relación a través de la reestructuración de la movilidad urbana y la adecuación de la configuración de los espacios públicos con las mejores condiciones de confort. La conformación espacial del ámbito de estudio corresponde al de un tejido urbano de alta compactación. El análisis térmico de las calles y plazas, permitió establecer pautas y estrategias de naturación óptimas para este tipo de tejidos urbanos en climas templados.
Ubicación Geográfica Latitud
41 17 49
Longitud
-2 04 39
Elevación
6m
Clima Temperatura media anual
17,4°C
Precipitación anual Dirección predominante Viento
Sudoeste - Noreste
Radiación global media anual 69 – 75%
Humedad relativa media anual
Fuente: Estación meteorológica Aeropuerto del Prat
C/Providencia
Metro Fontana
Pl Diamant Pl de la Virreina C/Encarnaci ó C/Torrent de l’Olla C/Torrent de les Flors
C/Bruniquer
Pl del Sol
Pl Joanic C/Travessera de Gràcia
Mercat
Plano de Localización. Área de estudio dentro del distrito de Gracia. 1
La fuente de las imágenes mostradas en este anexo es la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona.
225
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.2. Supermanzana de la Vila de Gracia. CARACTERISTICAS
Superficies proyectadas
GENERALES: TIPOLOGÍA DE ESPACIO:
Plaza y Sección de Calles
ORIENTACIÓN Y
Las calles y plazas presentan orientación de NW-SE y SW-NE. La proporción de las secciones de calle corresponden a un ratio de h/d> a 2.
PROPORCIÓN DE CALLE: CONDICIONES
Se analizaron las condiciones de confort en el mes de junio y diciembre de la estación meteorológica del Aeropuerto del Prat de Barcelona.
METEOROLOGICAS: VEGETACIÓN:
Se evaluó el efecto del arbolado existente, así como la disposición de nuevo arbolado de gran porte en plazas y en tramos de calle con h/d< 2. Por otra parte, debido a las condiciones del tejido urbano, se analiza la naturación de fachadas y cubiertas.
Espacio privado Numero
cantidad
de niveles
Total
Superficie total
% respecto
m2
area total
0
497
27.076
16
1
753
40.731
25
2
378
24.053
15
3
268
19.809
12
4
338
23.130
14
5
343
25.806
16
6
274
19.480
12
7
129
9.161
6
8
24
1.887
1
9
8
0.620
<1
3012
191.752
Ambito Supermanzana % espacio privado % espacio público
0,24 km2 79 % 21 %
h/d por tramo
Pl. Diamant Calle d’Encarnació
Proporción de sección (h/d) por tramo de calle.
226
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.2. Supermanzana de la Vila de Gracia. DESCRIPCIÓN:
Escenarios de Análisis
SIMULACIÓN:
Escenarios A. Supermanzana sin vegetación. Representa el conjunto de edificios y calles sin la presencia de vegetación como son arbolado o taludes. Este escenario sirve de referencia de comparación para poder valorar el efecto de las estrategias de naturación. Escenarios B. Arborización de la Supermanzana Representa el efecto de la presencia de árboles en la supermanzana. Se tiene en cuenta la presencia de arbolado en plazas y calles en situación actual y también de propuesta. Estos escenarios permiten valorar el efecto del grado de naturación que presenta el ámbito en su situación actual. Escenarios C. Naturación de fachadas y cubiertas. Representa la incorporación de vegetación en paredes entre-medianeras y cubiertas ecológicas.
SUBESCENARIOS:
A.1. Balance conjunto de edificios sin presencia de vegetación. B.1. Arbolado existente. B.2. Cambio material de >albedo 46% de las cubiertas + arbolado existente. B.3. Arbolado existente + arbolado nuevo en calles y plazas B.4. Arbolado existente + nuevo arbolado + > albedo en cubiertas. C.1. Naturación de fachadas + arbolado existente. C.2. Naturación de fachadas + arbolado nuevo. C.3. Naturación de fachadas + arbolado nuevo + cambio de material en 46% cubiertas. C.4. Naturación fachadas + arbolado nuevo + cubiertas ecológicas Radiació SolarTotal Terrats Desembre 1400.00
Radiaciò Solar W/m2/dia
1200.00 1000.00 800.00 Radiació Solar Total 600.00 400.00 200.00 0.00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
Edificis per numero de plantes
Total de Radiació Solar Terrats Juny 7000.0
Imagen del modelo de simulación térmica
6000.0
Radiació W/m2 al dia
5000.0
4000.0 Radiació Solar Total 3000.0
2000.0
1000.0
0.0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
Edificis per numero de plantes
227
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.2. Supermanzana de la Vila de Gracia. Resultados sobre el balance de radiación. Los escenarios dieron como resultado una progresiva reducción del balance de calor en el ámbito debido a la disminución de la radiación emitida por las superficies. Esta reducción se debe ya sea por la sombra arrojada por árboles o bien por la naturación de los elementos arquitectónicos como son fachadas y cubiertas. Por otra parte, el efecto del cambio de color en las cubiertas también manifestó una reducción importante. A continuación se muestran los resultados y el porcentaje de reducción por cada uno.
Escenarios A. Supermanzana sin vegetación. Escenarios B. Arborización de la Supermanzana
Escenarios C. Naturación de fachadas y cubiertas.
subescenario
Total W/m2
% reducción del balance de radiación en junio
A.1
7.701
0
B.1. B.2. B.3. B.4. C.1. C.2. C.3. C.4.
7.085 6.777 6.853 6.545 6.522 6.391 6.238 5.929
8% 12% 11% 15% 15% 17% 19% 23%
Los resultados muestran que para el caso de tejidos urbanos compactos, como es el caso de la supermanzana a la Vila de Gràcia, el efecto de la naturación de las fachadas sobre el balance total de radiación es equivalente al efecto producido por la protección de los pavimentos y cubiertas por el aumento de arbolado y cambio de albedos. Esto significa que la superficie expuesta de fachadas en los tejidos urbanos compactos tendrá una repercusión semejante a la de los pavimentos, teniendo en cuenta que las superficies horizontales son las que mayor potencial de captación tienen.
El ejercicio también ha mostrado que la máxima naturación del ámbito puede aspirar a una reducción del orden del 23% del balance total de radiación, lo que significa la mejora tanto de las condiciones de confort en los espacios públicos como también la temperatura del aire inmediato a los edificios. A continuación se muestra como ejemplo el efecto en las temperaturas superficiales de las cubiertas de los edificios en algunos de los escenarios.
228
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Escenario A1. Supermanzana sin vegetación. 45
Temperatura ºC
40
1
35
2
30
3 4
25
5 20
6
15
7
10
8 9
5 0 1
2 3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Temps (hrs)
Las cubiertas de los edificios con mayor altura son los que reciben mayor captación de radiación a lo largo del día teniendo las máximas temperaturas. Los edificios de una sola planta son los que se diferencian del resto por casi 10° de diferencia al medio día. En las siguientes gráficas se muestra el efecto del cambio de albedo en las cubiertas de 3 hasta 6 plantas.
Escenario B1. Cambio de material superficial en las cubiertas. (Edificios de entre 3 y 6 plantas) 50 45 1 normal
Temperatura ºC
40
2 normal
35
3 blanc
30
4 blanc
25
5 blanc
20
6 blanc 7 normal
15
8 normal
10
9 normal
5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Temps hrs
Escenario C4. Cambio a cubiertas verdes (Edificios de entre 3 y 6 plantas) 45 40 1 normal 2 normal
30
3 coberta verda 4 coberta verda
25
5 coberta verda 20
6 coberta verda 7 normal
15
8 normal
10
9 normal
5
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
0
1
Temperatura ºC
35
Temps Hrs
229
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 2.2. Supermanzana de la Vila de Gracia. CALLE Y PLAZA
El efecto sobre el potencial de confort. Mes de Agosto
CASOS DE ANÁLISIS
En el caso de evaluar el potencial de confort de una persona en el ámbito, se
POTENCIAL DE CONFORT
ha evaluado la Plaza del Diamant y la calle d’Encarnació.
La calle d’Encarnació se caracteriza por ser parte de uno de los ejes de peatones dentro del ámbito de la supermanzana. A través de esta calle se conecta con la calle de Verdi y las plazas de la Virreina y posteriormente a la del Diamant. Presenta una orientación SW-NE y justo en el tramo analizado, una proporción de calle h/d 0.5 – 1, esto nos indica una importante incidencia de la radiación solar durante los meses cálidos. El concepto de reforma urbana parte de la adaptación del espacio público con respecto a las actividades económicas que se desarrollan en el tramo de calle. En este caso, la calle se caracteriza por la presencia de una serie de centros de estudio, un bar y casas donde albergan personas mayores. Actualmente la calle no consta de arbolado viario por lo que se propone una nueva disposición de árboles así como la posibilidad de albergar zonas de estar y juegos infantiles próximos a la escuela y al casal de abuelos. Estas propuestas parten del análisis de movilidad realizado, en donde se estudiaron los sentidos de las calles y su correcto funcionamiento, este ejemplo corresponde a una de las propuestas analizadas para el ámbito en el cual se variaba el paso del autobús de barrio.
La Plaza del Diamant es una de las principales plazas dentro del ámbito, su construcción data del año ……. Y es como el resto del tejido del barrio, consecuencia de la parcelación de las antiguas fincas. Su geometría se caracteriza por una superficie de forma cuadrada con orientación NW-SE. Actualmente consta de una superficie homogénea de pavimentos y una serie de árboles de tipo Platanus. Como parte de las nuevas actuaciones sobre el espacio público de la Vila de Gracia, se analizó la propuesta de diseño realizada por el Ayuntamiento de Gràcia, con las variantes de pavimentos y nueva ubicación del mobiliario urbano. Para poder evaluar las condiciones de la plaza sin considerar el efecto de los árboles, se realizó una simulación de referencia únicamente con los edificios que la contienen.
Bar
Area juegos infantiles
Escuela
Zona de estar
Casa de abuelos Pèrgola
Calle d’Encarnació
230
Plaza del Diamant
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
PLAZA
Potencial de confort Plaza del Diamant
DESCRIPCIÓN
La plaza está conformada por edificios que oscilan entre una y hasta 5 plantas de altura. El análisis de referencia consta de la valoración de una trama de 25 puntos de los cuales se extrajeron los balances de confort para un día de agosto. Los resultados mostraron que la zona cercana a las fachadas SW presenta una mayor captación de radiación solar a lo largo del día debido a la baja altura de los edificios que permite el acceso del sol por la mañana factor favorable para los meses de invierno. En las imágenes se puede apreciar la trayectoria de la sombra sólida a lo largo del día. Distribución puntos de análisis
8:00 hrs
9:00 hrs
10:00 hrs
5
A
4
B
3 11:00 hrs
12:00 hrs
C
2
13:00 hrs
D
1
E
14:00 hrs
15:00 hrs
17:00 hrs
16:00 hrs
18:00 hrs
A1
A2
A3
A4
A5
B1
B2
B3
B4
B5
C1
C2
C3
C4
C5
D1
D2
D3
D4
D5
E1
E2
E3
E4
E5
19:00 hrs
Análisis asoleamiento en la plaza mes de agosto. 193.72 200.06 192.85 29.29 -9.44
203.82 168.82 156.89 151.15 38.83
174.29 164.05 151.64 11.19 -3.06
65.43 20.41 15.16 133.40 -4.20
33.04 -1.50 -7.11 -7.98 -7.36
140.98 133.42 134.76 134.45 118.71
135.57 139.08 139.02 137.16 130.07
142.10 136.60 135.89 129.34 122.36
138.22 123.85 118.31 118.68 106.06
290.60 170.41 270.02 273.61 268.92
274.64 264.79 275.92 276.33 272.40
282.93 273.33 273.66 272.33 267.83
296.55 306.34 290.96 303.02 273.85
62.93 46.09 45.18 44.08 46.27
52.43 42.97 43.65 43.41 49.58
59.59 45.99 45.37 49.40 57.29
65.36 70.00 76.62 75.34 78.16
8:00 hrs 119.35 111.71 122.00 114.80 109.68
17:00 hrs
27.59 31.42 25.09 21.46 4.87
37.63 24.84 22.15 11.37 -0.27
30.09 1.03 -6.14 -6.58 -5.38
121.44 103.29 117.48 114.17 228.89
255.57 237.68 236.91 237.23 228.79
234.22 240.98 239.92 239.19 232.06
257.57 243.26 241.82 239.09 231.42
253.13 248.74 241.80 243.01 192.47
245.88 117.10 129.76 130.41 154.22
221.45 153.83 169.23 241.09 243.44
157.52 244.42 261.30 258.69 263.72
239.52 258.98 260.48 261.06 259.64
169.59 296.55 292.83 299.58 219.42
91.57 75.46 77.60 75.65 78.67
82.33 74.34 78.36 76.87 83.98
89.50 79.63 80.10 83.37 90.60
93.87 107.88 115.60 116.24 111.23
18:00 hrs
Balance de confort escenario sin vegetación
142.15 128.65 126.73 124.99 99.79
129.24 132.96 129.56 126.07 115.51
138.87 128.17 125.91 114.77 94.50
133.86 109.95 87.95 88.37 87.03
136.09 108.14 119.47 117.69 244.83
264.91 252.92 253.72 254.70 248.62
253.59 256.71 257.55 257.20 251.85
266.71 257.95 256.99 254.68 247.81
275.17 277.25 263.95 267.28 242.78
141.78 132.74 141.22 137.29 146.46
135.92 199.93 146.05 141.59 215.22
140.22 208.28 209.65 211.85 214.95
143.24 225.18 250.06 257.43 198.42
36.46 20.58 18.74 18.52 19.71
25.87 16.83 16.22 16.79 21.42
33.09 19.04 18.13 21.81 28.72
38.82 39.23 43.77 42.17 47.14
13:00 hrs
15:00 hrs 97.07 70.16 81.13 79.46 83.30
130.26 115.66 124.22 112.31 89.45
10:00 hrs
12:00 hrs
14:00 hrs 71.60 48.34 57.88 56.15 56.56
44.82 29.33 24.30 21.53 4.56
9:00 hrs
11:00 hrs 269.80 116.96 128.78 127.74 263.28
37.19 24.24 29.39 12.74 -2.77
140.22 108.56 120.95 120.70 135.50
16:00 hrs 45.55 25.94 34.11 32.52 31.20
19:00 hrs
Rango Valoración Balance de Confort Muy cálido Preferible más fresco Confort Preferible mas cálido Muy frío
>150W/m2 50 – 150W/m2 -50 – 50 W/m2 -50 a -150W/m2 <150W/m2
231
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Plaza Diamant Agosto despejado Escenario control 100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
90 80 67
70 60 50
50
50
50 42 42 40
42 42
42
33
33
30
42 33
25 17
20
17
17
42
33 25
25
42
33
33
25 25
25
B3
B4
25
17 8
10 0 A1
A2
A3
A4
A5
B1
B2
B5
Punto de análisis Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Plaza Diamant Agosto despejado Escenario control 100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
90 80
75
75
70 60 50 42 40 30 20
42
33
42
33
25
42
33
25
42
33 25
25
33 25
42 33 33 33
42
33
25
25
42
33 25
42 33
33 33 33
25
42
33
42
33 25
25
33 25
17 8
10
0 0 C1
C2
C3
C4
C5
D1
D2
D3
D4
D5
E1
E2
E3
E4
Punto de análisis Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
Los puntos de color verde indican el porcentaje de confort más alto mayor de 50% del tiempo. Los puntos de color 5 4 3
A
amarillo corresponden a zonas con hasta
B
un 50% del tiempo de confort, mientras
C
2 1
que los de color rosa indican aquellas
D E
zonas en donde el nivel crítico alcanza hasta un 42%. El único punto con un 50% del tiempo en situación crítica es el punto B2.
232
E5
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Una vez realizada la simulación de referencia, se M D
L K
N B
E C
procedió
a
valorar
la
distribución.
Los
resultados
condiciones
de
confort
propuesta
de
mejoran
las
sustancialmente,
conservando en cada punto 0% del tiempo en situación
F A J
críticos
de
confort
e
incluso
superando más de la mitad del periodo de
I
tiempo útil del espacio en condiciones de
H
confort. La variable principal es el arbolado y G
los pavimentos del área de juegos.
Hora Solar 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
A B C D E F G H I J K L M N -37 -35 -33 -31 -26 -38 -33 -40 -30 -38 -36 -34 -36 -30 -30 -28 -26 -24 -21 -31 -26 -32 -24 -31 -29 -27 -29 -23 -32 -30 -28 -26 -23 -33 -28 -35 -26 -34 -30 -29 -31 -26 -34 -32 -30 -28 -24 -35 -30 -36 -27 -35 -32 -31 -32 -27 -34 -32 -30 -28 -25 -35 -30 -36 -28 -36 -32 -31 -33 -27 -37 -35 -33 -31 -28 -38 -33 -40 -31 -39 -36 -34 -36 -31 -35 -34 -32 -31 -28 -36 -33 -37 -30 -36 -34 -33 -34 -31 -14 -16 -17 -17 -16 -17 -18 -17 -16 -15 -16 -17 -17 -18 11 7 5 2 1 9 2 10 3 10 5 3 5 1 71 59 51 43 46 47 34 57 31 66 47 41 46 37 113 101 93 63 82 75 55 92 42 105 58 55 64 53 113 114 119 48 57 125 85 90 61 127 60 60 72 80 76 65 71 50 56 84 64 75 49 84 56 51 64 62 78 59 56 51 54 86 65 65 49 74 53 52 59 53 39 31 31 28 27 43 27 44 30 41 29 27 32 27 23 21 20 26 23 38 16 31 29 26 14 12 25 24 27 3 2 2 7 25 -1 4 42 5 -3 -5 -1 1 -25 -25 -22 -24 -19 -18 -26 -25 78 -25 -29 -29 -30 -21 -45 -44 -42 -40 -34 -46 -44 -49 -38 -47 -46 -45 -46 -40 -45 -45 -42 -40 -35 -47 -44 -49 -38 -47 -45 -44 -46 -41 -48 -48 -45 -43 -37 -50 -47 -52 -41 -50 -48 -47 -49 -44 -49 -48 -45 -43 -37 -52 -47 -54 -41 -52 -49 -47 -50 -44 -46 -45 -42 -40 -34 -48 -44 -50 -38 -48 -45 -44 -46 -40 -44 -43 -41 -38 -33 -47 -42 -49 -37 -46 -44 -42 -44 -39
Hores confort %confort/dia
10 67
10 67
10 67
13 87
11 73
9 60
11 73
8 53
13 87
8 53
11 73
11 73
11 73
11 73
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Plaza del Diamant Barrio de Gràcia Agosto despejado Propuesta
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70
73 67
67
73
73
73
73
73
73
73
67 60
60
53
53
47
50
47
40 40
33
33
33 27
30
27
27
27
27
27
27
27
20 10 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
Punto de análisis Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel Crítico
233
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
CALLE
Potencial de confort Calle Encarnación
DESCRIPCIÓN ZONA 1
Corresponde al tramo de calle entre Torrent d’en Vidalet y Montseny. Se caracteriza por edificaciones de máximo 3 plantas de altura. Los resultados de las simulaciones nos indican una mejora de las condiciones con la presencia de árboles y el cambio de material provocado por la conversión en sección única de la calle (hormigón en vez de asfalto). Las zonas críticas se reducen aumentando las horas de tolerancia y confort .
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
-120 -111 -116 -123 -117 -119 -74 19 -20 -67 36 17 20 37 70 89 96 117 -57 -80 -95 -109 -115 -126
-121 -112 -117 -124 -118 -119 -27 -104 -82 -64 34 14 17 35 68 88 95 119 109 -53 -94 -109 -116 -127
-117 -108 -113 -120 -115 -117 -80 23 -64 -73 -41 -46 19 36 69 89 98 122 112 -74 -90 -105 -112 -123
-116 -107 -113 -120 -114 -116 -105 -78 48 74 76 71 22 -8 -16 -40 88 144 123 -71 -88 -104 -111 -122
-112 -104 -109 -116 -110 -113 -104 -93 -53 77 -34 78 93 116 150 -6 -31 15 126 -67 -85 -100 -107 -118
-114 -105 -111 -118 -112 -116 -106 -101 -91 -68 -50 -40 33 53 91 111 37 -40 116 -70 -87 -102 -109 -120
-115 -106 -111 -118 -113 -116 -107 22 -93 -71 43 -42 -36 -33 11 94 103 123 -13 -74 -88 -102 -109 -120
-115 -106 -112 -119 -113 -116 -108 23 -60 -60 -50 -37 -26 41 -1 -39 -46 121 -15 -76 -89 -103 -110 -121
-117 -108 -113 -120 -115 -117 -108 27 -86 -64 -36 19 19 -40 -40 -44 82 119 104 -78 -91 -105 -111 -122
-117 -108 -114 -121 -115 -118 -109 24 38 49 8 -49 -28 -43 -13 -14 -51 117 -61 -80 -92 -106 -112 -123
5.00
4.00
4.00
5.00
4.00
4.00
6.00
7.00
6.00 40.0
8.00 53.3
%c
5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
s de confort t
-123 -114 -119 -126 -120 -120 -73 20 31 43 36 16 20 37 69 88 92 112 -62 -84 -98 -113 -119 -129
-125 -115 -120 -127 -121 -121 -25 22 32 43 34 14 17 34 67 85 91 113 103 -58 -99 -114 -120 -131
-124 -114 -119 -126 -120 -121 -79 23 34 45 38 19 22 39 72 90 94 116 105 -81 -97 -113 -119 -130
6.00
6.00
6.00
-124 -115 -120 -127 -121 -121 -105 33 56 78 78 72 79 96 126 139 134 142 119 -77 -96 -113 -119 -130
40.0 40.0 40.0 0.0 Escenario control
-119 -110 -115 -121 -115 -117 -104 45 79 106 -25 80 94 116 152 166 151 156 130 -71 -90 -107 -113 -124
-123 -113 -118 -125 -120 -121 -108 27 42 56 41 -40 31 50 88 107 110 127 113 -78 -95 -111 -118 -129
-124 -115 -120 -127 -121 -121 -110 21 33 47 40 21 23 40 73 91 94 113 -21 -85 -99 -113 -120 -130
-127 -117 -122 -129 -123 -123 -111 21 32 46 39 19 21 38 71 89 92 110 -25 -89 -102 -116 -123 -133
-128 -126 -118 -117 -123 -122 -130 -129 -124 -123 -123 -123 -110 -111 25 22 39 35 52 47 42 37 10:00 18 15 11:00 17 15 12:00 33 30 13:00 66 63 14:00 85 83 15:00 91 91 16:00 110 17:00 111 97 -64 18:00 -89 -88 19:00 -103 20:00 -102 -117 21:00 -116 -123 22:00 -122 -133 23:00 -132
1.00 6.7
4.00 26.7
7.00 46.7
7.00 46.7
5.00 33.3
6.00 40.0
Propuesta
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Calle Encarnación Zona 1 Junio despejado Escenario control 100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70 60
60
67
60
60
60
53
53
47
50 40
40
47
40
40
40
33 27
30
27
20 7
10 0
0
0
0
J
0
0
0
0
0
0
I
0 A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
H
Punto de análisis
G Nivel de confort
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
F E
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Calle Encarnación Zona 1 Junio despejado Propuesta
D C
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100
80
73
73
A
73
67
70
67
67 60
60
60
53
53
47
50
47
40 40
33
40
33 27
30
27
27
27
20 7
10 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 A
B
C
D
E
F
G
H
Punto de análisis Nivel de confort
234
B
Zona 1
90
Nivel de tolerancia
Nivel crítico
I
J
Diciembre Julio Junio Enero Ärboles Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos Arbustos Superficie tapiza Enredadera CALLE
CAPITULO VIII. ANEXOS
Potencial de confort Calle Encarnación
DESCRIPCIÓN ZONA 2
K
L
M
N
Este tramo corresponde entre Torrent de les Flors y Montseny, se caracteriza por edificios de hasta 5 plantas de altura. Debido a la sombra arrojada por los edificios el nivel de confort a lo largo del día se mantiene en zonas de de confort por la mañana y por la tarde (mayor incidencia de radiación solar) se mantiene en situación de tolerancia. El efecto del arbolado y cambio de material en calzada corrige las condiciones en las zonas cercanas a los edificios más altos, consiguiendo más del 50% de horas de confort al día. O
P
Q
R
K
S
L
M
N
O
P
Q
R
S
%c 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005 :00 5, 2005
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
s de confort t
-132 -122 -127 -134 -128 -126 -110 -20 37 53 47 27 28 45 77 94 99 114 -26 -93 -108 -122 -127 -138
-127 -117 -122 -129 -123 -123 -108 21 33 49 44 26 29 46 79 96 100 117 102 -88 -102 -117 -123 -133
-123 -113 -118 -125 -119 -120 -109 20 32 48 44 26 30 48 79 95 97 116 104 -84 -98 -112 -118 -129
-119 -110 -115 -122 -116 -118 -107 21 33 49 45 28 32 49 79 94 95 115 -59 -81 -94 -109 -115 -125
-119 -109 -114 -121 -115 -117 -107 -16 32 47 43 26 30 47 79 95 96 116 -58 -80 -94 -108 -114 -125
-122 -113 -118 -125 -119 -119 -106 -14 41 55 47 25 26 42 74 92 97 -57 -65 -86 -99 -112 -118 -128
-120 -110 -115 -122 -116 -118 -105 24 37 53 47 27 29 45 76 91 94 -58 -69 -85 -97 -110 -116 -126
-117 -107 -112 -119 -113 -115 -104 24 35 50 46 29 32 48 78 93 93 115 -68 -83 -95 -107 -113 -123
-116 -106 -111 -118 -112 -114 -21 25 36 50 45 28 33 48 78 94 95 116 -66 -82 -94 -107 -112 -122
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
5.00
5.00
5.00 .3
6.00 40.0
Escenario control
-124 -114 -120 -127 -121 -121 -109 -74 -73 -55 -25 28 30 47 80 99 106 122 -18 -84 -98 -112 -118 -129
-115 -106 -112 -119 -113 -116 -108 -100 -91 52 15 -22 11 48 82 -7 -20 -21 114 -74 -88 -103 -110 -121
-110 -101 -106 -114 -108 -113 -107 -103 -93 -16 43 24 17 -23 18 88 -39 -41 115 -69 -82 -97 -104 -115
-106 -98 -103 -111 -106 -111 -106 -102 -60 -66 45 26 29 49 -20 -33 -40 -42 -48 -66 -79 -93 -100 -112
-106 -97 -103 -110 -105 -111 -105 -72 -75 -60 -30 21 27 46 81 19 -41 -43 -49 -65 -79 -93 -100 -111
-110 -102 -107 -114 -109 -113 -104 -96 -84 57 18 -23 8 43 77 -12 -24 -46 -56 -73 -85 -98 -105 -116
-107 -98 -104 -111 -106 -111 -103 -99 -89 -13 44 22 16 -27 11 82 -45 -45 -57 -71 -82 -95 -102 -113
-105 -96 -102 -109 -103 -109 -103 -100 -58 -65 46 26 29 47 -25 -38 -45 -44 -55 -68 -79 -92 -99 -110
-107 -98 -103 -111 -105 -109 -20 27 -8 -56 -26 28 32 50 79 15 -46 -46 -56 -71 -82 -95 -102 -112
5.00
7.00
8.00
9.00 60.0
8.00 53.3
7.00 46.7
8.00 53.3
8.00 53.3
8.00 53.3
33.3 46.7 53.3 Propuesta
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Calle Encarnación Zona 2 Junio despejado Control
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60
60
60
60
67
67
60
60
60 50 40
40
40
40
40
40
40
33
33
S
33
30
R
20
Q
10 0 K
L
M
N
O
P
Q
R
P
S
O
Punto de análisis Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
N
% Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Calle Encarnación Zona 2 Junio despejado Propuesta
M L
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100
K
90 80 67
70
60 60
53 47
50
53
53 47
53 47
47
53
53 47
53 47
47
40 40
33
30 20 10 0 K
L
M
N
O
P
Q
R
S
Punto de análisis Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
235
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN::
Consiste en la realización de una serie de mediciones sobre diferentes materiales encontrados en el medio urbano con el fin de comparar los resultados obtenidos con la herramienta de simulación.
OBJETIVO:
En el desarrollo de este trabajo de investigación ha sido necesaria la calibración del instrumento de simulación a través de la comparación de mediciones reales en espacios exteriores en el clima de a ciudad. Hasta este momento el programa Radtherm no cuenta con una calibración oficial, por lo tanto se han realizado unas mediciones en el mes de agosto y septiembre para comparar resultados. Dado que los análisis están enfocados al estudio de la vegetación en el medio urbano, y sobretodo en el comportamiento del balance de onda larga en el espacio urbano, se ha elegido como parámetro de medición la temperatura radiante de las superficies. El programa genera el balance de calor por convección, radiación y conducción. El balance de radiación a su vez se desglosa en radiación de onda larga y onda corta pro tanto las temperaturas radiantes resultantes están en función de dicho balance así que midiendo la temperatura radiante de superficies en espacios reales nos permite comparar los resultados a través del balance de radiación de onda larga, con al relación de Boltzmann. Se utilizó como instrumento de medición un termómetro de la temperatura ambiente, y registro del % de humedad relativa y un termómetro de infrarrojos. Las variables de clima como son radiación solar, velocidad del viento. Dada la complejidad del número de mediciones simultáneas necesarias para obtener la temperatura radiante del conjunto de superficies que conforman un determinado espacio, se ha optado por comparar materiales, tomando en cuenta las condiciones meteorológicas del día de medición, orientación y las incidencias del contexto.
237
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN:
Sitio de Análisis La elección del sitio de medición surge de encontrar un espacio en donde fuera posible contar con la mayor diversidad de materiales incluyendo la prescencia de vegetación en un radio no mayor a los 100m de distancia para limitar la diferencia de tiempo entre una medición y otra. Así mismo, se debía contar con las mismas características de entorno tanto por orientación como por la obstrucción de otros elementos. Así pues se han tomado las mediciones cada hora desde las 9:00hrs – 21:00hrs de los siguientes materiales: muro de piedra, pavimento de
hormigón, arena, una pared con enredadera y una fachada con acabado material de cerámica oscuro que se localizan dentro del Parque del Clot y la calle Municipi (Sant Martí, Barcelona). Los elementos están orientados hacia el sur, no presentan obstrucción en los días de verano y se encuentran cercanos entre sí, con lo cual la diferencia de tiempo entre una medición y otra es solo de 10min (incluyendo desplazamiento y ejecución de la medición).
INSTRUMENTO DE MEDICIÓN
Se han elegido diferentes sistemas de “pared-pavimento” con diferentes materiales en los cuales nos sea posible generar una comparación de la temperatura radiante a lo largo del día. Estos subsistemas corresponden a ejemplos sencillos y espacios simples que disminuyan las incidencias generadas por el contexto. Termómetro de Infrarrojos para la medición de la temperatura radiante de las superficies. Se trata de un modelo M042400 marca HIBOK-19 con un rango de medición de -10°C a 300°C. Tiene una precisión de 2°C.
SISTEMAS DE
A. Sistema Muro piedra enredadera – Pavimento arena
SIMULACIÓN:
B. Sistema Muro piedra – pavimento arena C. Sistema Muro cerámica oscuro – pavimento hormigón D. Pavimento arena sin obstrucción de radiación solar E. Pavimento arena en sombra
Muro de piedra
Fachada color oscuro
A E
C
B
Espacio sin sombra
D Espacio en sombra
Esquema de los puntos de medición.
238
A.1
Muro con Hiedra
C.1
Fachada oscura
A.2
Pavimento arena frente a hiedra
C.2
Pavimento hormigón frente fachada oscura.
B.1
Muro de Piedra
D
Pavimento arena sin obstrucción radiación solar
B.2
Pavimento arena frente a muro piedra
E
Pavimento arena en sombra
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Plantilla de Medición Temperatura Radiante Hora
A.1
A.2
B.1
B.2
C.
Variables entorno D.
E.1
E.2
Tº Aire
%HR
Nubosidad
9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00
A. Muro Hiedra – Pavimento arena
A 1
A.1
Tal y como se puede apreciar en la fotografía el punto A se subdivide en dos mediciones, la primera es sobre las hojas de la enredadera a una distancia de 5cm. El segundo punto es el del suelo, la medición se efectuó a un metro de distancia del paramento y a una distancia de 25cm del suelo.
A.2
B. Muro Piedra – Pavimento arena
A 1
B.1
La medición del muro de piedra se efectuó en una parte en la que no tuviese mayor alteración del resto de superficies. Se tomaron las mediciones a un metro de altura sobre el muro y a un metro de distancia sobre el pavimento de arena y a 25cm del suelo.
B.2
239
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
C. Pared negra – Pavimento hormigón
C.1
A 1
Finalmente el recorrido de toma de mediciones acaba con el subsistema de fachada oscura y baldosa de hormigón. Este subsistema como se ha indicado antes tiene la misma orientación que los anteriores, con la particularidad de los materiales. No tiene obstrucción del elemento posterior y la altura de las mediciones es igual a los anteriores casos.
C.2
D. Pavimento arena sin sombra
D
A 1
Se buscó el sitio donde se pudiese medir la temperatura de la arena sin sombra alguna. Esta medición nos sirve de referencia a lo largo del trabajo de campo para valorar la diferencia con respecto a la cercanía de la arena con el muro de piedra y la hiedra.
E. Pavimento arena en sombra
E
A 1
240
El punto en sombra se encuentra protegido de la radiación solar por el conjunto de Pinos con lo cual el % de obstrucción es alto.
Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN:
Resultados Mes de Agosto. Durante el día de medición se presentó nubosidad a lo largo del día, por lo que los registros manifiestan una alteración entre las 12 y 13hrs, así como también entre las 17 y 18hrs, en este lapso de tiempo el cielo se mantuvo más abierto con mayor incidencia de radiación solar. En el caso de la vegetación, la temperatura radiante de las hojas se mantiene por debajo de la temperatura del aire ambiente. Esto significa que cuando la temperatura del aire aumentó por encima de los 30°C entre las 11 y las 13hrs del día, la temperatura de la hoja tendió a reducirse contrarrestando el efecto.
MURO CON VEGETACION
ENREDADERA
Temperatura radiante 17 agosto Barcelona 40.0 35.0
Temperatura °C
30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) T aire
PIEDRA - ARENA
Hiedra Sur
El comportamiento del sistema compuesto por el muro de piedra y el suelo de arena mantiene una semejanza en cuanto a la relación entre sí. La arena como pavimento capta mayor cantidad de radiación por lo que la temperatura superficial es más alta que la del muro de piedra. MURO PIEDRA - ARENA
Temperatura radiante 17 Agosto Barcelona
Temperatura °C
50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared piedra
S. Arena frente muro
241
Potencial de habitabilidad térmica en los espacios urbanos
ENREDADERA - ARENA
En el caso del sistema con vegetación en sentido vertical, es interesante la repercusión de ambos materiales entre sí. Durante las horas de la mañana la zona de la enredadera a 1.5m de altura se mantiene más cálida que la zona cercana al pavimento de arena. No es sino al despejarse el cielo (12 – 13hrs) y hasta después de las 15hrs cuando la parte inferior de la enredadera comienza a incrementar la temperatura radiante debido al calor acumulado por la incidencia de radiación de onda corta del pavimento de arena.
MURO ENREDADERA - ARENA
Temperatura radiante 17 Agosto Barcelona
Temperatura °C
50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared vegetación
S. Arena frente vegetación
Comportamiento Pared con Enredadera. 17 Agosto Barcelona 35
temperatura radiante °C
30 25 20 15 10 5 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 hora Punto h= 0.5m
242
Punto h= 1.5m
Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos PARED OSCURA -
El sistema conformado por la fachada con acabado cerámico de color oscuro y el pavimento de hormigón, muestran a lo largo de las mediciones una curva semejante. Ambas superficies tienden a alcanzar altas temperaturas radiantes, sobrepasando los 40°C en el caso del pavimento.
HORMIGON
PARED OSCURA - HORMIGÓN
Temperatura radiante 17 Agosto Barcelona
Temperatura °C
50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared negro ARENA
Acera hormigon sur
Finalmente si comparamos los resultados obtenidos en el caso de la arena, observamos que la temperatura más baja corresponde al punto E (en sombra). Existe semejanza en el comportamiento del punto D (sin obstrucción) y el del sistema Piedra- arena, mientras que el pavimento de arena frente a la enredadera presenta temperaturas ligeramente más altas. Esto se debe a que la vegetación igualmente vuelve a irradiar sobre el pavimento durante las horas de la tarde.
ARENA
Temperaturas radiantes 17 Agosto Barcelona
Temperatura °C
50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) S. Arena frente muro
S. Arena frente vegetación
Arena sombra pino
Arena Sol
243
Potencial de habitabilidad térmica en los espacios urbanos
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN:
Resultados Mes de Septiembre.
MURO CON VEGETACION
En el caso de la vegetación, la temperatura radiante de las hojas se mantiene próxima de la temperatura ambiente, ligeramente más cálida entre las 13 y las 15hrs. ENREDADERA
Temperatura radiante 4 septiembre Barcelona 40
Temperatura °C
35 30 25 20 15 10 5
09 :0 0 10 :0 0 11 :0 0 12 :0 0 13 :0 0 14 :0 0 15 :0 0 16 :0 0 17 :0 0 18 :0 0 19 :0 0 20 :0 0 21 :0 0
0
tiempo (hr) T aire PIEDRA - ARENA
Hiedra Sur
El sistema piedra- arena mantiene el mismo comportamiento que en las mediciones del mes de agosto, el pavimento se mantiene con mayor temperatura a lo largo del día. MURO PIEDRA - ARENA
Temperatura radiante 4 septiembre Barcelona 70
Temperatura °C
60 50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared piedra
244
S. Arena frente muro
Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos
ENREDADERA - ARENA
En esta ocasión el comportamiento de la pared con enredadera es más constante que no en el día de agosto, esto se debe a que la radiación solar en el día de septiembre se mantuvo más homogénea. Existe un ligero incremento hacia las 14 y 15hrs pero en general las hojas se mantuvieron entre los 24 y 34°C. La diferencia producida por la proximidad a la arena en relación a u punto a 1.5m de altura, es la misma que en agosto, durante la mañana la zona cercana al pavimento es de menor temperatura pero durante la tarde incrementa sobrepasando la parte superior.
ENREDADERA - ARENA
Temperatura radiante 4 septiembre Barcelona 70
Temperatura °C
60 50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared vegetación
S. Arena frente vegetación
Comparación temepratura radiante enredadera 4 Septiembre Barcelona 40 38
Temperatura °C
36 34 32 30 28 26 24 22 20 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 hora Punto h=0.5m
Punto h= 1.5m
245
Potencial de habitabilidad térmica en los espacios urbanos
PARED OSCURA -
Las temperaturas en el día de septiembre superaron a las registradas en el mes de agosto, esto se debe una vez más a que existe menos perturbación de la nubosidad en el día de septiembre que no el de agosto. El hormigón sobrepasa los 65°C hacia las 15hrs, mientras que la fachada oscura alcanza los 60°C.
HORMIGON
PARED OSCURA - HORMIGÓN
Temperatura radiante 4 septiembre Barcelona 70
Temperatura °C
60 50 40 30 20 10 0 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr) Pared negro ARENA
Acera hormigon sur
El comportamiento es semejante entre los puntos excepto en el que tiene obstrucción de la radiación solar. Con respecto a los otros tres puntos, podemos ver que la proximidad entre la enredadera y el pavimento de arena mantiene las temperaturas radiantes más altas, esto significa que para pavimentos de alto albedo es necesaria su protección solar conforme se aproxima a paramentos verticales, ya que el efecto es contraproducente.
ARENA
Temperatura radiante 4 Septiembre Barcelona 70
Temperatura °C
60 50 40 30 20 10 0 09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
tiempo (hr)
246
S. Arena frente muro
S. Arena frente vegetación
Arena sombra pino
Arena Sol
21:00
Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN:
Simulación de sistemas. Una vez efectuadas las mediciones se han efectuado las simulaciones de cada subsistema. Para ello se han utilizado los datos meteorológicos de la estación del Observatorio Fabra.
Fichero de simulación Estación Fabra 17/08/2005 TIME
AIRT
SOLAR
WIND
HUMID
CLOUD
LWIR
WINDIR
RAINRATE
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300
20.5 20.3 20.6 20.8 20.7 20.9 20.8 20.8 22.6 24.3 26.8 25.4 24.6 23.3 23.8 25.7 23.9 23.2 22.5 21.7 21.9 21.9 21.3 21.8
1 1 1 1 1 7 32 106 291 301 658 143 175 76 120 301 69 19 18 3 3 3 2 2
2.5 1.6 4.1 3.4 3.1 0.6 2.9 4.1 2.4 1.3 2.3 1.8 2.8 2.5 1.5 2.2 2.3 5.6 0.9 1.4 1.5 1.8 1.9 1.5
87 88 88 85 92 94 93 92 83 71 60 66 74 82 82 71 77 83 87 88 91 89 91 94
8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 8 6 7 8 9 8 6 6 8 7 7 8 8
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
21 231 330 250 210 62 332 1 3 27 170 143 127 106 108 134 166 188 155 357 162 351 95 66
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Fichero de simulación Estación Fabra 04/09/2005 TIME
AIRT
SOLAR
WIND
HUMID
CLOUD
LWIR
WINDIR
RAINRATE
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300
24.1 23.9 23.7 23.5 23.2 23.2 23.9 24.7 25.5 23.3 27.6 32.7 33.2 34 34.5 33.8 32.3 31.7 30.5 28.6 27.1 28.4 22 21.4
2 2 2 2 2 5 106 271 445 593 702 760 762 687 633 435 310 141 10 2 2 2 2 2
2.3 3.1 1.8 1.8 3.4 5.3 6.8 2.9 1.6 1.9 2.8 1.9 2 0.9 1.6 3.3 4.9 2.3 4.8 3.5 3.9 1.8 2.4 2.1
44 44 44 44 44 43 40 38 40 41 38 35 36 39 41 47 54 66 75 85 58 56 83 87
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
310 327 318 310 345 5 9 4 223 206 211 207 206 325 354 4 8 350 228 242 355 279 228 222
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
247
Potencial de habitabilidad térmica en los espacios urbanos
Anexo 3. Calibración del modelo de simulación térmica DESCRIPCIÓN:
Comparación de resultados. Las mediciones realizadas en el mes de agosto muestran correlaciones entre los comportamientos de los materiales y la vegetación según como han sido analizadas durante las simulaciones.
ARENA
Radiación emitida 17 Agosto Barcelona 600.00
Radiación emitida W/m2
550.00
500.00
450.00
400.00
350.00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tiempo (hr)
248
S. Arena frente muro piedra
S. Arena frente vegetación
Arena sombra pino
Arena Sol
Potencial de habitabilidad térmica en espacios urbanos
MURO PIEDRA
Comparación Radiación emitida 17 Agosto
Radiación de onda larga emitida W/m2
600.00
550.00
3. 500.00
1. 450.00
2. 400.00
350.00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 horas M.Piedra Medición real
M. Piedra Simulación
ARENA
Comparación Radiación Emitida 17 Agosto
Radiación onda larga emitida W/m2
600.00
1. 3.
550.00
500.00
450.00
400.00
350.00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 hora oficial S. Arena frente muro piedra
S. Arena Simulación
249
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 4. Análisis del potencial de confort en otros meses del año DESCRIPCIÓN:: OBJETIVO:
Este anexo incorpora las simulaciones realizadas para los meses de marzo, agosto y diciembre. El objetivo es comparar el potencial de horas útiles de confort al día en otras estaciones del año, en este caso primavera e invierno. Se anexa también agosto ya que representa un mes de fuerte actividad en el espacio público de Barcelona a nivel turístico.
Modelo de estudio DESCRIPCIÓN:
h/d= 0,4 Calle de 20m con edificios de 8m de altura. h/d= 1
A1
Calle de 20m con edificios de 20m altura h/d= 2
A2
Calle de 20m con edificios de 40m de altura.
Escenarios de Análisis ESCENARIO DE CONTROL
A3
Representa el tipo de ambiente propio de plazas sin presencia de vegetación. Las explanadas son un ejemplo de este tipo de condiciones. Los resultados sirven de referencia al resto de escenarios. PAVIMENTO: 100% asfalto FACHADAS: 100% acabado superficial pintura color amarillo claro. PROTECCIÓN SOLAR: ninguna.
Calle NS
Cuadrante Norte
Calle NWSE
Cuadrante X
Cuadrante Y
Cuadrante Este
Cuadrante Oeste
Calle EW
Cuadrante W
Cuadrante Z Calle SWNE
Cuadrante Sur
251
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 4. Análisis del potencial de confort en otros meses del año Resultados Mes de Marzo DESCRIPCIÓN:
La primavera es la estación en la que la ciudad tiene el mayor potencial de horas en condiciones de confort para realizar actividades al aire libre. Tan solo los resultados del escenario de control en el mes de marzo, nos indican que las tipologias de calle en Barcelona presentan un porcentaje de horas en situación crítica por debajo del 33% en la mayoría de los casos. Solo hay tres excepciones, las tipologias de calle EW-0.4, SWNE-0.4 y NWSE-0.4, son las que presentan hasta un 47% del tiempo útil en disconfort. En estos casos, la corrección a través del arbolado viario permitirá aumentar el potencial de horas de confort. En resumen, en los meses de entretiempo el espacio público en Barcelona ofrece como desde un 54% hasta un 100% de las horas potenciales de uso.
Potencial de confort tipologias de calle. Marzo despejado 100 90
% hr utiles de confort
80 70 60
60
60
53
53 47
50
47
40
47 40
60
53 47
47
47
53 47
40
40
33
33
33
33
27
30
27
20
20
20
20
13 7
10
27
20 13
13
13
7 0
0
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección % Nivel de Confort
% Nivel de Tolerancia
% Nivel Crítico
140
Balance medio de confort/dia (W/m2)
126 120
110 103
100 88 82 80 60
69 59
59
58
61
34
40 25 20 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
Tipologia de Sección
252
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 4. Análisis del potencial de confort en otros meses del año Resultados Mes de Junio DESCRIPCIÓN:
El verano en Barcelona se caracteriza por altos porcentajes de humedad relativa, altas temperaturas y relativamente bajas velocidades del viento. El mes de junio a pesar de no presentar las temperaturas de aire más altas del año, si que se caracteriza por tener la mayor incidencia de radiación solar. La posición del Sol durante este mes representa una radiación global diaria de 9.280 W/m2 con cielos despejados, por lo que la repercusión sobre el balance de las superficies en el contexto urbano varía considerablemente con respecto a los otros meses calurosos. El potencial de confort por tipologías de calle sitúa a las calles de baja densidad (h/d< 0.4) con porcentajes de horas críticas mayores al 60%, solo es en proporciones de calle muy compacto que el porcentaje de nivel de confort supera al crítico y tolerante, ofreciendo como máximo un 47% del tiempo útil en situación óptima.
Potencial de confort tipologias de calle. Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70
67 60
60
60 47
50 40 40
33 27
30
27
20
33 27
47
40 33 33 33
27
40 40 33
33
20 13
7
33
27
20
20 10
27
40
13
13
NS - 0.4
EW - 1
20
20
7
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel tolerante
Nivel crítico
Balance medio de confort/dia (W/m2)
160 140
135 119
120
137
133
132 115
94
100
87
82
80 80 64
63
SWNE - 2
NWSE - 2
60 40 20 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
NS - 2
Tipologia de Sección
253
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 4. Análisis del potencial de confort en otros meses del año Resultados Mes de Agosto DESCRIPCIÓN:
El comportamiento de las tipologías de calle en el mes de agosto indica que las calles de mayor densidad son las que mayor porcentaje de tiempo se mantienen en confort. En cambio en el caso de calles con proporción más baja, el porcentaje de horas en situación crítica sobrepasa el 50% del tiempo. Por otra parte, en comparación con el mes de junio, se puede apreciar que dichas horas críticas en calles h/d=0.5, son menos que en el mes de junio, sin embargo, las horas de confort se han reducido, dejando más horas de tolerancia. Una referencia durante este mes son las fiestas mayores que se llevan a cabo en los barrios de Gràcia y Sants, ambos de tejido urbano muy compacto. Las orientaciones de las calles suelen estar entre SWNE y NWSE, con lo cual tienen la mejor oferta microclimática durante este mes.
Potencial de confort tipologias de calle. Agosto despejado 100 90 % hr utiles de confort
80 67
70 60
60
60
60
53
53
53
53
50 40
40
33 27
30
27 20 20
20
20
40
40
33
27
33 27
33 33 33
27
33
27
20
27
27
20
27 20
13
13
10 0
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección % Nivel de Confort
% Nivel de Tolerancia
% Nivel Crítico
180
Balance medio de confort/dia (W/m2)
160 160
145
140
146 137
132
131
124
120 102 94
100
83 80 61
58
SWNE - 2
NWSE - 2
60 40 20 0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
Tipologia de Sección
254
NS - 1
EW - 2
NS - 2
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 4. Análisis del potencial de confort en otros meses del año Resultados Mes de Diciembre DESCRIPCIÓN:
El comportamiento de las tipologías de sección de calle en el mes de diciembre señala como espacios potenciales de horas de confort aquéllas de mayor apertura al cielo. La influencia de la radiación de onda corta (solar) sobre el balance de confort en los meses de invierno hace que la densidad juegue un papel condicionante. El comportamiento en general de las tipologias de secciones presenta mayor porcentaje del tiempo en condiciones de tolerancia, con lo cual las secciones de mayor compacidad tienden a situaciones críticas, ya que en muchos de los casos el % de confort es nulo. Sin embargo, los porcentajes críticos no rebasan el 50% salvo en el caso de secciones muy abiertas orientadas al NS y SWNE las cuales a su vez ofrecen al menos entre un 7 y un 13% de horas de confort. Las tipologias de calle de baja densidad o con ángulo de vista al cielo grande tendrán mayores posibilidades de ofrecer al menos un 20% en condiciones de confort. Las grandes avenidas de orientación EW (Av. Diagonal), NWSE (Pg. de St. Joan), y SWNE (Gran Vía de les Corts), representan calles con potencial de recorridos en invierno. Es necesaria la protección del viento ya que por la tarde, será el factor que más incida sobre el potencial de confort, sobretodo en calles orientadas a SWNE y NWSE.
Potencial de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Tipologias de calle Barcelona Diciembre nublado Control
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73
73
67
70
67
60
60
60
60
60
53 47
50 40 40
40 40
40
40
33
33
33
33
33
33 27
30 20
20
20
27
27
20
13
13 7
10
7 0
0
0
NS - 1
EW - 2
0
0
0 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Tipologia de Sección Nivel de confort
Nivel de Tolerancia
Nivel crítico
255
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Balance Medio de Confort Actividad Ligera (8:00 - 22:00hrs) Tipologias de calle Barcelona Diciembre nublado 50 30
Balance medio de confort/dia (W/m2)
10 -10 -30 -50 -70 -72 -78
-90 -97
-130
-98
-101
-110 -118
-102
-117
-120
-122
-118
-131 -150 EW - 0.4
SWNE - 0.4 NWSE - 0.4
NS - 0.4
EW - 1
SWNE - 1
NWSE - 1
NS - 1
EW - 2
SWNE - 2
NWSE - 2
NS - 2
Sección
DESCRIPCIÓN:
La proporción h/d=1 se muestra como una compacidad adecuada en cuanto al balance de confort ya que entre las 10hrs y 16hrs se encuentra en niveles de confort y la mayor parte del día se mantiene en rangos de tolerancia. Muchas de las calles del ensanche tienen este tipo de proporción por lo que aquéllas con orientación SWNE son las que mayor potencial tiene en invierno sobretodo en las horas del medio día. Este periodo de tiempo resulta interesante a explotar por la coincidencia de la hora de comida y de la ocupación del espacio público para terrazas y actividades al aire libre. Algunas de las calles que coinciden en la orientación SWNE son Av Icaria, Mallorca, Provenza, entre otras. El porcentaje de mayor tiempo al que se llega en la mayoría de los casos es a un 40% de las horas con nivel de confort salvo orientaciones como NS-1, NWSE-0.4, SWNE – 0.4 y EW -0.4. Sin embargo el porcentaje de tolerancia se mantiene alrededor del 30 y 40% con lo cual la corrección con materiales y protección a las pérdidas por convección sugiere que tenga posibilidades de un incremento del potencial de confort en invierno. A pesar de que las secciones h/d = 2 muestran un mayor % del tiempo confortable, la media del balance de energía sitúa como las más frías a las secciones EW-0.4, EW-1, EW-2 y NWSE-2. El espacio público en calles EW serán las que mayor tratamiento de corrección requerirán.
256
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas DESCRIPCIÓN::
Este análisis comprende la aplicación de la metodología de estudio en una configuración espacial distinta a la de una sección de calle. El diseño de plazas, jardines y/o patios tienen mayores posibilidades compositivas en comparación a las de una calle, por lo que resulta práctico identificar el comportamiento de las zonas próximas a los paramentos verticales (fachadas) como condicionante en su caracterización material y formal. Para el estudio de un caso en concreto falta añadir a estos criterios la incidencia del viento, sobretodo en zonas de turbulencia. Los escenarios para evaluar el subsistema de plaza se basa también en la clasificación por densidades de edificación. Dado que la ocupación de una plaza difiere a la de una calle o cruce de calles, el análisis de las plazas se enfoca en las zonas de paso y la influencia de la proximidad a los edificios. La distancia máxima entre el punto mas lejano de cada esquina es de 22.5m, de esta manera al representar los resultados semeja a un espacio de 625m2 con diferentes densificaciones en el cual se ubican los puntos de estudio de forma radial.
OBJETIVO:
En el análisis de la configuración espacial tipo plaza tiene como objetivo analizar el efecto de la proximidad a paramentos de fachada y pavimentos teniendo en cuenta la presencia de vegetación. Se extrae como resultado el % del potencial de confort y del tiempo en condiciones críticas en el mes de junio. i h g
X1 0
0 Y1
-
Y1
-
Z1
f e d c b
W 1
-
W 10
Z1 0
Fachada Oeste
Fachada Este
-
East Facade
Fachada Sur X1
Fachada Norte
a
North Facade
Vista en planta de los cuadrantes
257
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Escenarios de Análisis MODELO DE ESTUDIO
El análisis se desglosa en cuatro cuadrantes, en los cuales se muestra el efecto producido por las siguientes agrupaciones de fachadas: Fachada Fachada Fachada Fachada
Sur y Fachada Oeste Norte y Fachada Oeste Norte y Fachada Este Sur y Fachada Este
S-W N-W N-E S-E
Para cada densidad edificatoria se hace relación del ángulo de abertura con respecto la proximidad a la fachada. Los siguientes esquemas muestran el ángulo que corresponde a cada posición a lo largo de la sección. ESCENARIOS
h= 5m (PB)
58°
39°
28°
27°
18°
15°
13°
11°
10°
9°
h= 10m (PB + 2)
76°
63°
53°
45°
39°
34°
30°
27°
24°
22°
Calle EW
h= 20m (PB + 5)
Cuadrante S-E
Cuadrante S-W
lle NS
Ca
Cuadrante N-E
83°
258
76°
69°
63°
58°
53°
49°
45°
42°
39°
Cuadrante N-W
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Escenarios de Análisis DESCRIPCIÓN:
Se ha elegido como variable de comparación entre los diferentes cuadrantes, no solo la orientación y densidad de las edificaciones, sino también la influencia de paramentos como son pavimento s y fachadas con un grado de naturación. En este análisis no se han incluido ni arbolado o especies arbustivas ya que la intención es valorar el efecto de la vegetación incorporada a la edificación. Los resultados se exponen con los porcentajes de horas en confort, tolerancia y críticas para cada cuadrante. En cada caso se incluyen los resultados obtenidos por cada escenario. Las simulaciones se muestran para el mes de junio en el clima de Barcelona. Por ultimo, se muestra para cada caso, el equivalente en radiación total absorbida por día, dato que permite generar un criterio en cuanto a tipologias de materiales en el espacio urbano.
ESCENARIO DE CONTROL
Representa el tipo de ambiente propio de plazas sin presencia de vegetación. Las explanadas son un ejemplo de este tipo de condiciones. Los resultados sirven de referencia al resto de escenarios. PAVIMENTO: 100% asfalto FACHADAS: 100% acabado superficial pintura color amarillo claro.
ESCENARIO VERDE VERTICAL
Representa las condiciones de un espacio asfaltado con presencia de vegetación en los paramentos de fachada. En este escenario se valora el efecto de las enredaderas en el balance de confort. PAVIMENTO: 100% asfalto FACHADAS: Un 50% de la superficie cubierta por enredaderas. 50% acabado superficial pintura color amarillo claro.
ESCENARIO VERDE HORIZONTAL
Representa las condiciones propias de un jardín o una superficie ajardinada. PAVIMENTO: 100% superficie tapizante vegetal (césped o hiedra) FACHADAS: 100% acabado superficial pintura color amarillo claro.
ESCENARIO ENTORNO NATURADO
Representa las condiciones de un espacio con alto grado de naturación. Se valora el efecto que tienen los pavimentos permeables en conjunto con fachadas con enredaderas. Respondería a un caso tipo de patios y jardines. PAVIMENTO: 100% superficie tapizante vegetal (césped). FACHADAS: 50% de la superficie protegida con enredaderas, 50% restante con acabado pintura color amarillo claro.
259
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Resultados Cuadrante S-W. Escenarios Calle EW
DESCRIPCIÓN:
Proximidad a Fachadas Sur y Oeste. La proximidad a estas dos fachadas supone una mayor incidencia a partir del medio día. En el caso de densidades constructivas bajas, la obstrucción de la sombra sobre las personas es prácticamente nula. El potencial de confort en un escenario de control, presenta como máximo un 47% de horas en situación de confort.
Cuadrante S-W
% de horas confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50 40 40
40
33 27
30 20 10
40
13 7 7 7
7 7 7
25.0
22.5
7 7
27
27
13 7 7
27
13 7 7
7 7
27
13
7 7
0 20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 60 47
50 40
60 60
53
40 40 40
40 40 40
40 40 40
22.5
20.0
17.5
40 40 40
40 40 40
15.0
12.5
40 40
47 40 40
47 40
33 33 33
30 20 10 0 25.0
10.0
7.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
260
h=10m
h=20m
5.0
2.5
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
En el caso de proteger las fachadas con vegetación a través de enredaderas, se consigue aumentar el potencial de horas de confort en el caso de alturas por encima de los 10m, de un 47 hasta un 53% en los primeros 2.5m de distancia.
VERTICAL SW
Sin embargo en el caso de alturas bajas el efecto es inverso, la incidencia solar sobre la superficie asfaltada en pavimento provoca que en las horas de la tarde se incremente ligeramente la radiación de onda larga incidente sobre la enredadera, la cual reirradía de nuevo hacia las personas.
% de horas confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Verde Vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47
50
40 40
33
33
27
30
20 20 10
13 7 7 7
7 7 7
7 7 7
7 7 7
25.0
22.5
20.0
17.5
7 7
13 7 7
20
13
13
7 7
0 15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Verde Vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73
70 60 60
53 47
50
47
33 33
33 33
33 33
40 33
47
40 33
60
53
47 40 40
33 33
53
47
40 40
53
40
40
33
30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
h=10m
h=20m
261
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
En el caso del verde horizontal, a las secciones de baja densidad les resulta más beneficioso, ya que la incidencia del pavimento sobre la persona incide en mayor magnitud que no la fachada, vemos que el % de horas de ocnfort aumenta de un 7% a un 13% para h=5m. y de un 7% hasta un 27% cuando h=10m. En todos los puntos se ha conseguido obtener un porcentaje mayor de nivel de tolerancia que no del crítico hasta una abertura de 11° (20m).
HORIZONTAL SW
% de horas útiles de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Verde Horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47
50 40 40
47 40
33 27
30
27
27
27
27
27 20
20 10
13
13
7
13
7
13
7
13
7
13
7
13 7
20 13
13
7
0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Verde Horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60
60
60
53 53 47
50 40 40
60
40
60 53 53
60
60
53 53
47 47
60
53
53
47
47
10.0
7.5
60 53
60 53
40 40
33
30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
Distancia a esquina (m) h=5m
262
h=10m
h=20m
5.0
2.5
Potencial de Habitabilidad TĂŠrmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO ENTORNO
CAPITULO VIII. ANEXOS
Finalmente, considerando que ambos paramentos fachada y pavimento presenten superficies naturadas, el efecto se muestra incrementando el nivel de tolerancia en los primeros 2.5m de distancia a la esquina.
NATURADO SW
% de horas Ăştiles de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47 47
50 40
47
33 27
30
27 20
20 10
13 7 7 7
13 7 7
13 7 7
13 7 7
13
13
13
7
7
15.0
12.5
13
13
7 7
0 25.0
22.5
20.0
17.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Oeste Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60 60 60
60 60 60
60 60 60
60 60 60
60 60 60
60 60
53
60
67 67 67 60
53
47 47 47
50 40 40 40 40 30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
263
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Resultados Cuadrante N-W. Escenarios DESCRIPCIÓN:
Proximidad a Fachadas Norte y Oeste. Este cuadrante se distingue por una mayor influencia del calor emitido y reflejado por la fachada Oeste. El potencial de confort en secciones h/d= 0,4 es baja siendo en todos los casos más del 60% de las horas en condiciones críticas.
Ca
Cuadrante N-W
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47
50
47
40 40
33
33
27
30
20 20 10
13 7 7 7
7 7 7
25.0
22.5
7 7
20
13 7 7
13 7 7
7 7
7 7
7
7
0 20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70 60
53 47
50 40
67
40 40 40
40 40 40
40 40 40
22.5
20.0
17.5
40 40
47 40 40
47 40 40 40
40 40
40
40
33 33 33
30 20 10 0 25.0
15.0
12.5
10.0
7.5
Distancia a esquina (m) h=5m
264
h=10m
h=20m
5.0
2.5
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
El efecto de las enredaderas en el potencial de horas de confort se ve disminuido en la fachada h=20m, sin embargo parte de las horas críticas han pasado a estado tolerante, es por ello que el potencial de horas de uso incrementa hasta un 80% en los primeros 2.5m. En el caso de edificaciones de baja altura, las enredaderas tienen poca influencia sobre las personas en el espacio público.
VERTICAL NW
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Verde Vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50 40
33 27
30
27 20
20 10
13 7 7 7
7 7 7
7 7 7
7 7 7
25.0
22.5
20.0
17.5
7 7
13 7 7
20
13 7 7
13
7
7
0 15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Verde Vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80
73 67
70 60
60
60
60
60 47
50
47
47
47
40 40
33 33
40 33 33
33 33
33 33
33
40 33
40 33
40 33
40 33
30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h=5m
h=10m
h=20m
265
Potencial de Habitabilidad T茅rmica en los Espacios Urbanos ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
En este caso, el n煤mero de horas de confort no es muy elevado, sin embargo el potencial de horas de uso se encuentra por encima del 50% en la mayor parte de la secci贸n para todos los casos. Esto significa que es necesaria la incorporaci贸n de arbolado o protecciones solares en este cuadrante para poder cubrir el mayor tiempo en confort.
HORIZONTAL NW
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Verde Horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50 40
40
40 27
30
27
27 20
20 10
13 7
13 13
13 13
7
13
7
7
13 7 7
7 7
13 7 7
13 7 7
7
7
0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h = 5m
h = 10m
h = 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Verde Horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80
73 67
70 60
60
67 60
60
67 60
60
67 60
60
67 60
60
67 60
60
73
67 60
60
60
60 47
50
47
40 40 40 40 30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
Distancia a esquina (m) h = 5m
266
h = 10m
h = 20m
7.5
5.0
2.5
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO ENTORNO
CAPITULO VIII. ANEXOS
Solo en los casos de edificios con alturas por encima de los 10m, se sobrepasa el 50% de horas de confort en los primeros 5m de distancia. Si tenemos en cuenta el potencial de horas de uso (horas de confort + horas de tolerancia) veremos que se alcanza a cubrir el máximo de la sección con porcentajes de más del 60%.
NATURADO NW
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53
53 47
50 40
33 27
30
27
20 10
27
13 7
27
13
7
27
13
7
13
7
27
13
7
27 27
33 27
13 7
13 7
7
7
0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80
73
73
70 60 60
53
60
60 60 60
60 60 60
60 60 60
53
60 60
60 60 53
60 60
60
53
47
50 40 40
60
40 33
30 20 10 0 25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
267
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Resultados Cuadrante N-E. Escenarios DESCRIPCIÓN:
Proximidad a Fachadas Norte y Este. lle NS Este cuadrante se caracteriza por la incidencia del sol durante las primeras horas del día, la obstrucción de la fachada Norte sobre la Este repercute conforme la densidad aumenta, teniendo efectos sobre el balance de confort hasta 15m de distancia en los casos mas compactos. En un escenario de control, se alcanza como máximo un 47% de hr de confort, llegando a mejorar hasta un 100%.
Cuadrante N-E
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50
47
40
47
40
40
40 30
33
33
33
27
33
27 20
20
27
27
20
20
13
13
13
13
7
10
7 7
7 7 7
7 7 7
22.5
25.0
0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Control Junio despejado 100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 87
90
87
80 67
70 60
60
60
60
60
53
60 53
47
50
47
53 53
53
47
53
53
47 40
47 40
40 40
40 40
40
33 33 33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
268
h= 10m
h= 20m
20.0
22.5
25.0
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
El efecto de la fachada con vegetación resulta de mayor efectividad en el caso de los edificios de altura de 10 y 20m. La proximidad hasta 10m de distancia en el edificio de 10m de altura mantiene por debajo del 50% las condiciones más críticas. Los primeros 5m cercanos al edificios de 20m incluso no presentan horas críticas y hasta 20m de distancia se mantiene en 40%. Con esto se deduce que para la naturación de fachadas Este y Norte impacta de mayor manera en el balance de confort.
ESCENARIO VERDE VERTICAL NE
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Verde vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 67
70 60
47
50
47
40
40
40
33
33
40
33
33 27
30 20
20
20
33
27
27
20
20
13
13
13
13
7
10
13 13
7
7
13 7 7
0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Verde vertical Junio despejado 100
100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 87
90 80
73 67
70
67
67
60 60
60
53
53 47
50
47 40
60
53
40
47
47
47
40
40
40
33
33
33 33
33 33
33 33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
269
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
El efecto de los pavimentos permeables, como en los casos anteriores, mantiene un impacto más fuerte que la fachada. Las horas críticas en cualquiera de las alturas de edificios se mantienen por debajo del 40% hasta una distancia de 20m. En este cuadrante es donde se recomienda localizar pavimentos permeables para zonas de larga estadía, ya que en conjunto con la protección de arbolado, se obtendrá una zona con alto potencial de confort.
HORIZONTAL NE
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Verde horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 87
90 80
73 67
70 60
53 47
50
40 40
33
33
40
33
33
27
30
27 20
27
27
20
20
20
13
13
20
13
13 13
13 13
13 7
10
7
7
0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
80
80
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Este Verde horizontal Junio despejado 100100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100
93 93
93 87
90 80 80
80
73
73 67
70
67
67
80 73
80 73
73
67 60
60
60
60
60
53 47
50
47
40
33
33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
270
h= 10m
h= 20m
20.0
22.5
25.0
Potencial de Habitabilidad T茅rmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO ENTORNO
CAPITULO VIII. ANEXOS
El efecto de del entorno saturado sobre este cuadrante resulta por consecuencia muy favorable para la ubicaci贸n de zonas de estar, juegos infantiles, zonas de recreo, o actividades que se realicen en durante un largo periodo de tiempo. Como se puede observar, el potencial de horas de uso cubre las tres densidades hasta una distancia de 20m de la esquina.
NATURADO NE
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 87
90 80
73
73
70 60
53 47
50
40 40
33
33
40
33
33
27
30
27 20
27
27
20
20
20
13
13
20
13
13 13
13 13 13 7 7 7
10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Norte y Oeste Entorno Naturado Junio despejado 100100
100
100
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 87
90
87
87
80
87
87
80
80
80
73
73 67
70
67
73
73
73
67 60
60
60 60
60 47 47 47
50
40 40
33 33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
271
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Resultados Cuadrante S-E. Escenarios DESCRIPCIÓN:
Proximidad a Fachadas Sur y Este. Tal y como se ha podido ver en los anteriores cuadrantes, el efecto de la fachada Este ha sido más beneficiosa que la combinación con la fachada Oeste. En el caso del cuadrante S-E, la proximidad en el caso de edificios de 5m y 10m, el potencial de confort se controla hasta 7.5m de distancia.
Cuadrante S-E
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60 47
50
47
40 40 30
40
33
33
33
27
27 20
27
20
33
27
27
27
20
27
20
20
13
13
27
20
13
20
13
20 20
13
13
10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Control Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80
73 67
70
67
67
60 60
60
60
60
53
53 47
50
47 47
47 47
47 40
47 40
60
53 53 47 40
40
47
47
40
40
40
33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
272
h= 10m
h= 20m
20.0
22.5
25.0
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
Los primeros 2.5m de distancia a las fachadas es la que presenta un impacto sobre el % de horas de confort, aumentando en el caso de edificaciones de h=20m un 13%. Considerando las horas de tolerancia, las enredaderas significan en compacidades altas, cubrir con más del 50% a 25m de distancia. En el caso de alturas medias o bajas, no hay una modificación drástica con respecto al escenario de control. Esto quiere decir que para los cuadrantes S-E h> 20m es conveniente la incorporación de fachadas verdes.
VERTICAL SE
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Verde vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53
50 40 40
40
40
33
33 27
30 20
27
20
27
20
33
27
33
27
27
20
20
20
13
13
27
20
13
20
13
20 20
13
13
10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Verde vertical Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80
73
73
67
70
67
67
67
60 60
60
53
53
47 40
60 53
47
50
60
53 47
47
40
40
40
33
33
33
33
40 33
40 33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
273
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos ESCENARIO VERDE
CAPITULO VIII. ANEXOS
En general mejora las horas potenciales de uso, sin embrago el numero de horas de confort se mantiene similar al del verde vertical. En el caso de edificaciones de baja densidad, la repercusión del pavimento permeable es mucho mayor, resguardando con niveles de tolerancia la mayor parte de la sección. En el caso de los pavimentos permeables el efecto incrementa en los casos de edificios de menor altura de 10m. El edificio de 10m mantiene influencia hasta 12.5m de distancia con hasta 53% de horas potenciales de uso, mientras que el edificio de 20m, muestra una influencia hasta los 25m con un máximo de 60%. Las zonas que se sitúan cercanas a las fachadas Sur y Este >20m, tienen los porcentajes más bajos de horas críticas al día.
HORIZONTAL SE
% de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Verde horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 47
50
47 47
47 40
40 30
33
33
27
40
33
33
27
27 20
33
27
20
20
33
33
33
27
13
27
20
20
20
20 20
17.5
20.0
22.5
25.0
13
10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Verde horizontal Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80 70
73 73
73
67
80
80
80
80
73
73
67
67
67
67
67 60
60
53
53
60
67 67 60
60
47
50
60
53 47 47 40
40 30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
Distancia a esquina (m) h= 5m
274
h= 10m
h= 20m
20.0
22.5
25.0
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
ESCENARIO ENTORNO
CAPITULO VIII. ANEXOS
Las observaciones que resaltan en este cuadrante es que en el caso de un entorno naturado h=10m, el potencial de horas de uso se ve ligeramente disminuido con respecto al escenario verde horizontal. Esto supone que al tratarse de dos fachadas con alta captación de radiación durante el día, exista mayor reflexión y por tanto tienda a acumular calor durante la mañana.
NATURADO SE
Sin embargo para los casos de h=5m. el uso potencial incrementa hasta un 67% en los primeros 12.5m de distancia a la fachada, teniendo el menor porcentaje de horas críticas con respecto al resto de los cuadrantes. Esto indica que en espacios tipo plaza, esta zona es potencialmente para el crecimiento de enredaderas y superficies permeables en pavimentos. % de horas de confort (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 70 60
53 53
53 47
50
47 40
40
33
33
40
33
33
27
30
27 20
33
33
27
27
20
20
20
13
13
20
13
13
20
20 20
13
13
10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
% de horas potenciales de uso (8:00 - 22:00hrs) Fachadas Sur y Este Entorno Naturado Junio despejado
% de las horas entre 8:00 - 22:00hrs
100 90 80 80 70
73 67
73
73 67
73 67 67
73 67
73 67
67
73 67
73 67
60
67 60
67 67 60
60
60
53 47
50
47 40
40
33
30 20 10 0 2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
20.0
22.5
25.0
Distancia a esquina (m) h= 5m
h= 10m
h= 20m
275
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Resumen y conclusiones DESCRIPCIÓN:
Los resultados indican que el comportamiento dentro de un espacio abierto de tipo plaza, manifiesta diferentes potenciales de confort simplemente por la orientación de las fachadas, la proximidad a ellas y la densidad de las edificaciones. La introducción de vegetación en los paramentos también indica una jerarquización del espacio en cuanto a zonas potenciales para un mayor porcentaje de horas de confort al día. CONDICIONES EN MESES DE VERANO
DENSIDAD BAJA
COMPACTA
Zonas de estar
Zonas de recreo
En pavimentos asfaltados, cerca de la esquina
Las zonas de recreo o de ejercicio estarán mejor
Norte-Este. Con pavimentos fríos, hasta los
ubicadas en las zonas cercanas a la fachada Este,
15m de fachada norte-este y 10m de fachada
aunque para esta densidad será necesaria el
sur-este, la vegetación en estas fachadas
arbolado para conseguir niveles de confort
permite zonas de estar hasta los 17m.
aceptables.
Se recomiendan que en zonas asfaltadas se
En superficies de pavimentos fríos y cercanos a la
localicen cerca de la fachada Este hasta 10m
esquina S-E o N-E.
de distancia. En el caso de pavimentos fríos se pueden colocar hasta 20m de distancia. MUY COMPACTA
Zonas cercanas al centro siempre y cuando se
Zonas cercanas a la fachada Este y en el caso de
prevenga la protección con arbolado. Las
tener fachadas con vegetación y pavimentos
zonas
permeables
más
confortables
se
encuentran
cercanas a la fachada Este.
en
fachada
Oeste,
se
pueden
procurar en los primeros 5m.
CONDICIONES EN MESES DE INVIERNO DENSIDAD BAJA
Zonas de estar
Zonas de recreo
Las zonas más cálidas en invierno están a
Al centro y en los primeros 7.5m de distancia de
partir de los 10m de distancia de la fachada y
Los cuadrantes N-E y N-W.
se potencia al centro del espacio. Cuadrantes S-E y S-W COMPACTA
Cercana a la fachada Sur, a partir de los 7.5m
Zona central y entre los 7.5m y los 17.5m
de distancia de fachada Este y Oeste. MUY COMPACTA
Las zonas más cálidas en invierno para esta
Cuadrante S-E principalmente, y a partir de los
proporción
15m de la esquina S-W.
son
cuadrante S-W.
276
las
áreas
cercanas
al
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 5. Análisis de aplicación en plazas Criterios de diseño DESCRIPCIÓN: VERANO
ESTRATEGIA MICROCLIMATICA
Arbolado
Pavimentos Fríos
Enredaderas en fachadas
DENSIDAD
Es necesario a partir de
Reduce hasta un 20% el calor por
El efecto de la enredadera estará
BAJA
los 2.5m y sobretodo en
radiación absorbido. Acción útil en
sujeto al tipo de pavimento. La
las zonas cercanas a la
esta densidad. Tiene incidencia
diferencia entre la combinación con
Fachada Oeste.
en todos los puntos.
pavimento de hormigón y pavimento permeable va de 35 a 27% en la fachada Este. La incidencia es hasta los
17m
en
combinación
con
pavimento permeable. DENSIDAD
A partir de los 5m de
Reducción de hasta un 47% del
Supone una máxima reducción del
COMPACTA
distancia
fachadas
total de radiación absorbida con
27% en al Fachada Este y del 19%
10m
el
Este-
de
frío
en la fachada Oeste. Tiene incidencia
fachadas Este-Norte. En
Sur
y
de
cercano a la fachada Este. A la
hasta los 5m de distancia a la
fachada Oeste a partir de
Fachada
fachada, con pavimento permeable
los 2.5m
reducción del 33%.
hasta los 22m.
Opción útil para compensar el
Supone hasta un 25% de reducción
necesaria
su
cambio
de
pavimento
Oeste
significa
una
DENSIDAD
Es
MUY COMPACTA
disposición cercano a la
efecto
paramentos
en pavimento impermeable, y hasta
fachada Oeste, a partir de
verticales, resulta más eficiente
un 39% con pavimentos permeables.
los 5m si no se cuenta con
en el costado de las fachadas
pavimentos permeables.
Oeste y Sur.
de
los
INVIERNO DENSIDAD
Es
recomendable
BAJA
colocación de árboles de
resultan favorables al balance de
fachada incrementa un 8% las zonas
hoja
caduca,
ya
la
Los
pavimentos
permeables
La
presencia
de
vegetación
en
que
radiación de las personas en este
cercanas a la fachada Norte y un
permitirá el mayor % de
tipo de espacios aumentando más
27% a las cercanas a la Sur. Las
transmisión de radiación
del 100%.
zonas centrales también incrementan
directa hacia las personas.
el total de radiación. El cuadrante S-
Colocar árboles de hoja
W es la más cálida.
DENSIDAD
perenne resultará positivo
Aumenta hasta un 16% el calor
También aumenta el balance de
COMPACTA
para amortiguar vientos
en
la
radiación en la mayoría de los
intensos.
fachada Norte, mientras que en
puntos, siendo más evidente a partir
las cercanas a la fachada Sur y
de los 10m de la esquina S-E.
las
zonas
cercanas
centrales
a
disminuye
notablemente. DENSIDAD
Es
MUY COMPACTA
árboles de gran porte o
recomendable
evitar
Los
mantienen un aumento en el
pavimentos
espacios compactos no es positiva ya
mediano en este tipo de
balance de radiación de un 17%
que se disminuyen notablemente los
espacios, es mejor tener
en las esquinas N-E y N-W.
balances. Por tanto en espacios muy
mayor vista de cielo.
Mientras
compactos lo recomendable son las
que
los
permeables
pavimentos
permeables al centro reducen por
La
presencia
de
vegetación
en
enredaderas caducas.
más del 100% el balance. Son más convenientes en la parte cercana a la Fachada Norte.
277
Potencial de Habitabilidad TĂŠrmica en los Espacios Urbanos
278
CAPITULO VIII. ANEXOS
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. DESCRIPCIÓN:: OBJETIVO:
Análisis sobre la repercusión de las características de las especies de arbolado viario en el balance de radiación de las calles. El objetivo es valorar la incidencia de la elección de especies según el % de transmisión de radiación sobre el potencial de horas de confort de una calle.
Escenarios de Análisis ESCENARIO DE CONTROL
Representa una calle con aceras y calzadas diferenciadas sin presencia de elementos vegetales. PAVIMENTO: 50% asfalto, 50% baldosas de hormigón. FACHADAS: 100% acabado superficial pintura color amarillo claro. PROTECCIÓN SOLAR: ninguna.
ARBOLADO VIARIO
Representa una calle con aceras y calzadas diferenciadas y en ambos costados de la calle arbolado PAVIMENTO: 50% asfalto, 50% baldosas de hormigón. FACHADAS: 100% acabado superficial pintura color amarillo claro. PROTECCIÓN SOLAR: arbolado al centro de la calle.
Árboles de referencia ESPECIES ANALIZAR
Platanus acerifolia DIAMETRO: > de 6m PORTE: Grande TRANSMISION VERANO: 0,14 TRANSMISION INVIERNO: 0,55
Acer negundo DIAMETRO: 6m PORTE: Mediano TRANSMISION VERANO: 0,12 TRANSMISION INVIERNO: 0,69
Celtis autralis DIAMETRO: > de 6m PORTE: Grande TRANSMISION VERANO: 0,08 TRANSMISION INVIERNO: 0,53
Gleditsia triacanthos DIAMETRO: entre 4 y 6m PORTE: Mediano TRANSMISION VERANO: 0,36 TRANSMISION INVIERNO: 0,70
Catalpa speciosa DIAMETRO: ente 4 y 6m PORTE: Mediano TRANSMISION VERANO: 0,24 TRANSMISION INVIERNO: 0,68
279
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Cálculo de transmisión de la radiación por especie. DESCRIPCIÓN:
Las características de las especies de árboles significan un determinado balance de energía en el espacio urbano. Los árboles de hoja caduca tienen un factor de sombreamiento a partir del % de radiación transmitida a través de la copa. La transmisión dependerá de las características geométricas y de la frondosidad de la especie. Entre las principales especies que encontramos en las calles destacan el Platanus hispanica, Celtis australis, Catalpa speciosa, Acer negundo y Gleditsia triacanthos. Se ha analizado el efecto sobre el balance de confort para cada una de éstas especies. En las siguientes imágenes se puede apreciar el efecto de dos casos diferentes de arbolado sobre la proyección de sombra en el pavimento. La permeabilidad y tamaño de la copa implica una influencia muy diferente entre los dos casos expuestos. Se alcanza a apreciar el efecto de la irradiación del árbol durante las horas de la tarde a partir de las 18hrs. Las temperaturas superficiales del pavimento muestran ligeramente más cálidas las zonas debajo de la copa del árbol, tal y como se descrito en investigaciones anteriores.
8:00hrs
7:00hrs
13:00hrs
280
16:00hrs
12:00hrs
9:00hrs
17:00hrs
18:00hrs
7:00hrs
8:00hrs
9:00hrs
10:00hrs
11:00hrs
12:00hrs
13:00hrs
14:00hrs
15:00hrs
16:00hrs
17:00hrs
18:00hrs
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Cálculo de transmisión de la radiación por especie. DESCRIPCIÓN:
El efecto de cada una de las especies en el balance de confort de una persona se manifiesta en a alteración del total de radiación ganada y perdida por el cuerpo humano, tanto de onda corta como de onda larga. Podemos observar que en el caso de especies con un mayor porcentaje de transmisión el balance tienden a un mayor tiempo en condiciones criticas, a partir de factores menores de 0,20 las se atenúan considerablemente. Teniendo en cuenta que el efecto de la obstrucción del árbol variará a lo largo del transcurso del día, se ha caracterizado cada especie. El valor máximo del factor de transmisión corresponde a las 12hrs. La tabla muestra los W/m2 del pavimento protegido por la sombra del árbol al medio día para cada especie analizada. En la gráfica podemos ver el porcentaje de reducción del balance de energía de una persona durante las horas útiles. Las máximas reducciones se presentan sobre las primeras horas del día, mientras que se manifiesta un ligero incremento hacia las 18hrs, consecuencia de la irradiación de las especies.
especie
factor de transimision
Qsolar pavimento (12hrs)
% verano
W/m2
SIN ARBOL
100
929
PLATANUS
0,14
130
ACER
0,12
111
CELTIS
0,08
74
GLEDITSIA
0,36
334
CATALPA
0,24
223
Reduccion en el balance de confort de una persona según la especie de árbol. Junio Barcelona 80,0
70,0
60,0
% de reducción de W/m2
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0 8:00:00
9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00:00
-10,0
-20,0 hora
GLEDITSIA
CATALPA
PLATANUS
ACER
CELTIS
281
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Cálculo de transmisión de la radiación por especie. DESCRIPCIÓN:
Los resultados se comparan a partir del potencial de confort obtenido en el escenario de control para el mes de Junio. El potencial de cada una de las tipologias de sección de calle supone la influencia de la orientación, la altura de los edificios y por tanto el efecto de la obstrucción que existe en cada caso. Los resultados que se muestran representan al balance de una persona situada en el centro de la calle, donde esta resguardado de la sombra de un árbol, como si tratara de un espacio tipo Rambla o paseo. Por lo tanto, se considera una obstrucción de la superficie de espacio público de más del 50% y con las dimensiones de madurez de cada especie. Tal y como se ha comentado en el documento, las secciones más criticas son todas aquellas con orientación EW y SWNE o bien de proporciones menores a 0,4. Por lo que en la elección de las especies de arbolado viario se deberán potenciar aquellas con menor % de transmisión en calles con orientación EW, como se verá en el caso del Celtis. Las especies con % de transmisión entre 12 y 14 resultan ser muy efectivas para la mayor parte de las tipologias de calle con orientaciones NS, NWSE e incluso SWNE.
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle escenario de control Escenario Control Junio
100 90
% de horas utiles de confort al día
80 70 60 60
53
53
53
47
50 40 40
40 33
27
30
27
33
40 40
33
27
33
33 33 33
33
33
33 33 33
27
20 20
53
47
27
20
20
20
13
13
20 13
10 0 ew -04
ew -1
ew -2
ns-0.4
ns-1
ns-2
sw ne-0.4
sw ne-1
sw ne-2
nw se-0.4
nw se-1
nw se-2
tipologias de seccion Nivel de Confort
hora
ew-1
ew-2
ns-0.4
ns-1
ns-2
Nivel Crítico
swne-0.4
swne-1
swne-2
nwse-0.4
nwse-1
nwse-2
8:00:00
135
126
129
149
54
30
30
52
30
143
88
9:00:00
176
173
174
184
102
76
116
89
58
173
166
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8
HR CONFORT UTILES
44
29
18:00:00
TOTAL W/m2 DIA
282
ew-04
Nivel de Tolerancia
29
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Calles con árboles Gleditsia Triacanthos de 36% de transmisión DESCRIPCIÓN:
En Barcelona existen alrededor de 502 individuos de esta especie. Es un árbol de gran porte y se caracteriza por una forma circular de la copa. Las hojas son de color verde claro y su foliación es en otoño. Es una especie que resiste a las condiciones de la ciudad y a las bajas temperaturas. Alcanza los 20m de altura y 10m de frondosidad a los 40años. El efecto sobre le potencial de confort en las tipologias de sección de calle muestra
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle con Gelditsia triacanthos ) 100 90
% de horas utiles de confort al día
80 70 60 60
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0 ew -04
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170
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294
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829 2
296 5
183 8
283
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Calles con árboles Catalpa speciosa de 24% de transmisión DESCRIPCIÓN:
El efecto sobre las tipologias de sección de calle muestran una mejoría en aquellas con orientación NS y NWSE. Esto significa que la disminución del % de transmisión favorece a secciones muy compactas y con estas dos orientaciones predominantes. En Barcelona existen alrededor de 1.176 individuos y se considera una especie de porte mediano. Es una especie que se encuentra por sus dimensiones, en calles no muy amplias, sobretodo en tejidos mixtos en donde se combinan calles de entre 10 y 15m de anchura y edificaciones de entre 3 y 6 plantas.
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle con Catalpa speciosa ) 100 90
% de horas utiles de confort al día
80 70 60 60
53 47
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47 47 40
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147 8
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Calles con árboles Platanus hispánica de 14% de transmisión DESCRIPCIÓN:
Es una de las especies que más abunda en los contextos urbanos. En Barcelona existen alrededor de 52.360 individuos, siendo el 34% del total de árboles plantados en la ciudad. La ventaja que tiene esta especie en términos de confort es que tiene un bajo % de transmisión de la radiación, por lo que las calles con este tipo de arbolado tenderán a unas mejores condiciones. En la gráfica podemos observar el efecto de esta especie en cada una de las tipologías de sección de calle. El tiempo en condiciones críticas tiende a desaparecer en las secciones NS y NWSE, mientras que en las calles EW y SWNE los % de tolerancia aumentan.
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle con Platanus hispánica ) 100 90
% de horas utiles de confort al día
80 70 60 60
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TOTAL W/m2 DIA HR CONFORT UTILES
43
76
15
285
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Calles con árboles tipo Acer negundo 12 % de transmisión DESCRIPCIÓN:
Es un tipo de árbol con una densidad foliar alta, por lo que la cantidad de radiación que permite transmitir en menor que en los casos anteriores. Se caracteriza por tener un porte mediano, en Barcelona existen alrededor de 1.545 individuos. El efecto sobre las tipologias de sección de calle no son muy diferentes a los resultados obtenidos con el Platanus, ya que a pesar de tener un % menor de transmisión, existe una menor superficie de proyección de sombra. Sin embrago, las calles NS aumentan los porcentajes de horas de confort con respecto al tiempo en tolerancia.
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle con Acer negundo 100 90
% de horas utiles de confort al día
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60
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60
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20 20
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-45
3
-61
-45
0
-48
-46
-38
-61
-45
22:00:00
-67
-51
-7
-68
-52
-10
-54
-52
-44
-68
-52
-44
521
603
1134
215
-61
350
-27
98
-122
471
26
-46
TOTAL W/m2 DIA
286
-38
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 6. Efecto de las especies de arbolado en el potencial de confort. Calles con árboles tipo Celtis australis de 8 % de transmisión DESCRIPCIÓN:
Es también una de las especies que más se encuentran en los contextos urbanos mediterráneos. Es de las especies con menor % de transmisión de radiación en verano, por lo que resulta muy favorable como elemento de diseño de espacios con estancias de largas por parte de los usuarios sobretodo si se tratan de espacios con tendencia a un nivel muy cálido. En Barcelona se estiman alrededor de 17.771 individuos de esta especie en las calles, y representa el 11% del total de los árboles en la ciudad. El efecto sobre el balance de radiación y por ende sobre el balance final de confort de una persona se manifiesta durante las horas de la tarde y en especial en secciones de calle con orientación SWNE, en donde se diminuye sustancialmente el tiempo en condiciones críticas.
Potencial de horas de confort al día en Junio Tipologias de calle con Celtis australis Arbolado Celtis (8% de transmisión)
100 90
% de horas utiles de confort al día
80 70 60 60
60
53
60
53 47
50
47
47
33
47 40
40
40
33
27
30
60 53
47 47 40
40
60
53
27
20
20
20
20
20
20
13 7
10 0
7
0
0
0
0
nw se-1
nw se-2
0 ew -04
ew -1
ew -2
ns-0.4
ns-1
ns-2
sw ne-0.4
sw ne-1
sw ne-2
nw se-0.4
tipologias de seccion %CONFORT
hora
ew-04
ew-1
ew-2
%TOLERANCIA
ns-0.4
ns-1
ns-2
%CRITICO
swne-0.4
swne-1
swne-2
nwse-0.4
nwse-1
nwse-2
8:00:00
57
54
55
64
23
13
13
22
13
61
38
12
9:00:00
60
59
60
63
35
26
40
30
20
59
57
13
10:00:00
64
65
32
63
61
30
55
64
26
58
57
57
11:00:00
64
66
34
59
58
60
55
64
58
62
64
71
12:00:00
64
66
34
62
63
68
53
62
60
63
67
79
13:00:00
64
66
50
65
64
39
54
64
64
66
47
33
14:00:00
218
227
244
234
114
98
138
240
102
233
103
15:00:00
269
280
314
291
108
96
166
126
80
297
113
54
16:00:00
289
304
354
126
76
87
129
90
52
317
101
42
17:00:00
204
53
109
43
27
64
13
31
20
93
44
29
18:00:00
-9
3
63
-20
-11
41
-19
-10
-8
-11
5
101
19:00:00
-23
-14
33
-24
-16
27
-21
-16
-14
-24
-14
-12
20:00:00
-48
-33
16
-49
-34
11
-37
-34
-28
-48
-33
-26
21:00:00
-58
-42
3
-58
-43
0
-45
-43
-36
-58
-43
-36
22:00:00
-64
-49
-7
-64
-49
-10
-51
-49
-42
-64
-49
-41
527
592
1122
211
-73
332
-33
94
-132
468
11
-58
TOTAL W/m2 DIA
58
287
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
Anexo 7. Criterios de mejora en calles. DESCRIPCIÓN:: OBJETIVO:
Análisis sobre los aspectos de diseño que intervienen en el comportamiento térmico de las calles basándose en ejemplos situados en Barcelona. Resaltar los elementos que permitirían incrementar el potencial de confort según las tipologias de sección de calle.
Calles de referencia en Barcelona CALLE: ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO: CRITERIOS DE MEJORA
ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO: SUSTITUCION ASFALTADOS.
DE
ALBEDO
EN
CALLE: ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
50m 23m SWNE -0.46
Platanus hispanica 33% 14% 53%
PROTECCIÓN DE SOMBRA EN ZONAS DE PAVIMENTO ASFALTADO CENTRALES. CALLE:
CRITERIOS DE MEJORA
GRAN VIA DE LES CORTS
MALLORCA - EIXAMPLE 20 23M SWNE - 1,15
Platanus hispanica 47% 20% 33% PAVIMENTOS
SOBRETODO
ASTURIES - GRACIA 7,8m 15,8m SWNE - 2 Tramo sin arbolado 47% 33% 20%
SUSTITUCIÓN DEL 50% DE LOS PAVIMENTOS ASFALTADOS MATERIALES CON ALBEDO MAS ALTO. NATURACION DE BALCONES EN FACHADAS SUROESTE CALLE: RAMBLA CATALUNYA ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
LOS
POR
54,7m 21,5m NWSE - 0.4 Diversas especies 20% 60% 20%
289
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CRITERIOS DE MEJORA
CAPITULO VIII. ANEXOS
SECCION CON ALTO POTENCIAL DE CONFORT, EN TODO CASO SE RECOMIENDA INCREMENTAR VEGETACION ARBUSTIVA EN LA ZONA DE RAMBLA. CALLE: ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
290
Platanus hispanica 47% 53% 0%
ENRIC GRANADOS 20m 20,7m NWSE - 1
Platanus hispanicus, Azederach, Populus nigra.
Melia
33% 46% 13%
ESTA SECCION PUEDE AÚN MEJORAR EL POTENCIAL DE CONFORT AL SUSTITUIR PAVIMENTOS DE ZONAS ASFALTADAS AL CENTRO DE LA CALLE (APARCAMIENTOS). CALLE: BERGA ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
25m 15,2m NWSE - 0.6
SUSTITUCIÓN DE MATERIAL DE PAVIMENTOS ASFALTADOS , AUN ASI, TIENE UN ALTO POTENCIAL DE CONFORT. CALLE:
CRITERIOS DE MEJORA
RAMBLA POBLE NOU
9m 17m NWSE- 1.88 Sin arbolado 53% 27% 20%
ESTE TIPO DE SECCIONES SON POTENCIALES PARA LA INCORPORACION DE VEGETACIÓN EN BALCONES, EXISTE PARTE DE ESTA CALLE CON UNA ENREDADERA.
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
CALLE: ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO: CRITERIOS DE MEJORA
CRITERIOS DE MEJORA
27% 6% 67%
50m 25m EW-0.5
Platanus hispanica 20% 53% 27%
POR SU TIPOLOGIA DE SECCION DE CALLE LE CORRESPONDERIA UNA SUSTITUCIÓN PARCIAL DE PAVIMENTOS, SOBRETODO EN LAS ACERAS Y PASEOS PRÓXIMOS A LAS FACHADAS SUR. (COSTADO MONTAÑA) CALLE: CALLE CALL ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
105m 26m EW-0.24 Diversas especies
EN LOS TRAMOS DE CALLE CON BAJA OBSTRUCCIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR EN ACERAS, ES NECESARIO LA CONTINUACIÓN DE LA PLANTACIÓN DE ARBUSTOS Y ÁRBOLES DE GRAN PORTE. CALLE: DIAGONAL ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
DIAGONAL
4,4m 15,2m EW - 3.5 Sin arbolado 40% 40% 20%
ENREDADERAS Y BALCONES CON VEGETACIÓN EN FACHADAS SUR. CALLE:
PERE IV
ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
20m 11m NS - 0.5
Platanus hispanica 27% 13% 60%
SUSTITUCIÓN DEUN 45% DE LAS ZONAS ASFALTADAS POR MATERIALES DE MAYOR ALBEDO. PLANTACIÓN DE ARBOLADO DE GRAN PORTE ADYACENTE A F. OESTE.
291
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VIII. ANEXOS
CALLE: ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO: CRITERIOS DE MEJORA
30m 28m NS - 0.95 Diversas especies 47% 26% 27%
SUSTITUCIÓN DE UN 25% DE LA ZONA ASFALTADA DE LA CALLE POR MATERIALES MAS REFLECTANTES. TRANFORMACIÓN DE LA SECCION EN RAMBLA Y PLANTACIÓN DE ARBOLADO DE GRAN PORTE CADUCO AL CENTRO. CALLE: MAR BARCELONETA ANCHO DE CALLE: ALTURA MEDIA DE EDIFICIOS: TIPOLOGIA DE SECCION: ARBOLADO: POTENCIAL HRS CONFORT VERANO: POTENCIAL HRS TOLERANCIA VERANO: POTENCIAL HRS CRITICAS VERANO:
CRITERIOS DE MEJORA
PI I MARGALL
6,4m 19m NS - 2,9 Sin arbolado 40% 40% 20%
SUSTITUCIÓN DE LA ZONA ASFALTADA DE LA CALLE POR MATERIALES MAS REFLECTANTES. VEGETACION EN BALCONES FACHADAS OESTE.
Criterios generales por orientación de calle. DESCRIPCIÓN:
CALLES EW PROTECCIÓN DE FACHADAS: % TRANSMISION ARBOLADO:
POTENCIAL FACHADAS VERDES: ESPACIOS DE CIRCULACIÓN VEHICULAR: % DE OBSTRUCCIÓN DE ESPACIO PUBLICO:
SUR < 14% VERANO, 50% INVIERNO FACHADAS SUR ADYACENTES A FACHADA NORTE > 60%
CALLES NS PROTECCIÓN DE FACHADAS: % TRANSMISION ARBOLADO: POTENCIAL FACHADAS VERDES: ESPACIOS DE CIRCULACIÓN VEHICULAR: % DE OBSTRUCCIÓN DE ESPACIO PUBLICO:
ESTE Y OESTE HASTA 30% VERANO, > 60% EN INVIERNO OESTE ADYACENTES A FACHADA ESTE CON MAXIMA OBSTRUCCION DE RADIACION. 50%
CALLES SWNE PROTECCIÓN DE FACHADAS: % TRANSMISION ARBOLADO: POTENCIAL FACHADAS VERDES: ESPACIOS DE CIRCULACIÓN VEHICULAR: % DE OBSTRUCCIÓN DE ESPACIO PUBLICO:
SURESTE < 20% VERANO, 50% INVIERNO SURESTE ADYACENTES A FACHADA NOROESTE CON MAXIMA OBSTRUCCION. 50 - 60%
CALLES NWSE PROTECCIÓN DE FACHADAS: % TRANSMISION ARBOLADO: POTENCIAL FACHADAS VERDES: ESPACIOS DE CIRCULACIÓN VEHICULAR: % DE OBSTRUCCIÓN DE ESPACIO PUBLICO:
292
SUDOESTE HASTA 30% EN VERANO, >60% EN INVIERNO SUDOESTE ADYACENTE A FACHADA NORESTE 45%
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
Bibliografía 1. A. Iino and A. Hoyano, 1996, Development of a method to predict the heat island potential using remote sensing and GIS data, Energy and Building 23 199-205. 2. Avissar, R., 1994. "Potential Effects of Vegetation on the Urban Thermal Environment." Atmospheric Environment. Vol. 30 No. 3, pp. 437-448. 3. Batlle, Enric. 2001 “El Jardí de la Metrópoli”. Tesis Doctoral de Urbanismo Universitat Politécnica de Catalunya. Barcelona 2001. 4. Bellomo, Antonella. 2003 "Pareti Verdi". Editorial Sistemi. Napoles 2003. 5. Bettini, Virginio. 1996 “Elementos de ecología urbana”. Edición de Manuel Peinado Lorca. Editorial Trotta, serie medio ambiente. Madrid 1996. 6. Boada, Martí; Capdevilla Laia. 2000 “Barcelona, Biodiversitat Urbana”. Centre de Estudis Ambientals UAB. Ajuntament de Barcelona, 2000. 7. California Energy Comssion 2005. “Cool Roof Coatings Performance Requirements”. Los Angeles junio 2005. 8. Correa E.N, Flores Larsen S. y Lesino G. 2003 Isla de Calor Urbana: Efecto de los pavimentos. Informe de Avance. ASADES Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente Vol. 7, Nº 2, 2003. Argentina. ISSN 0329-5184. 9. Cuchi, A. 2005. "Arquitectura i Sostenibilitat". Barcelona Edicions. 10. Cuchi, A. 2004. "La cultura dei terrazzamenti per la salvaguarda del paessaggio techniche, risorse, strumenti atti del convengo internacionale". Coordinación con Pietro Laureano. Incontro Internazionale sui Terrazzamentti. Salerno Italia 2004. 11. Cuchi, A. Diéz i Bernabé, G., Orgaz, C., Maña i Reixach, F. 2002. "La coberta captadora als edificis d'habitatges línia de la construcció les noves exigencies". ITEC 2002. 12. Darnell, W. L. Staylor, W. F., Ritchey, n. A., Gupta, s. K. And Wilber, a. C 1992. Seasonal variation of surface radiation budget derived from isccp-c1 data. J. Geophys. 13. Dessi V. 2001 "Evaluation of microclimate and thermal comfort in open urban". PLEA 2001 Proceedings. 14. Dimoudi, A., Nikolopoulou M. 2000. "Vegetation in the urban environment Microclimatic analysis and benefits". PLEA. 2004 Proceedings. 15. Echave C., Rueda S. 2004. "Eficiencia energética en el espacio público". II Congreso Internacional de Ingenieria Civil, Territorio y Ciudad. Santiago de Compostela 2004. 16. Echave C., Cuchi A. 2004 "Habitability method analysis in urban space". PLEA Proceedings 2004. 17. Echave C. Cuchi A. 2005 "Influence of Materials on Long Wave Radiation Balance and Outdoors Comfort". PLEA Proceedings 2005. 18. Fariña Tojo, José 1998. "La Ciudad y El Medio Natural". Edit. Akal Arquitectura Madrid, 1998. 19. Folch, Ramón; Acebillo ,José. Atlas Ambiental de L’Area de Barcelona. Balance de recursos i problemes. 293
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
20. Glacken, Clarence J. 1996 “Huellas en la playa de Rodas. Naturaleza y cultura en el pensamiento occidental desde la antigüedad hasta finales del siglo XVIII”. Traducción Juan Carlos García Borrón. Ediciones del Serbal. Barcelona 1996. 21. Grimmond, S. 1990 "Primary comparisons of measured summer suburban and rural energy balances for a hot dry city, Tucson, Arizona". In: Proceedings Symposium Internacional en Clima Urbano, contaminación y planificación en ciudades tropicales.Guadalajara, México. 22. Grimmond, C.S.B., T.R. Oke. 2000. "Heat fluxes and stability in cities". In: Tercer Simposium de medio ambiente urbano. Davis, CA. American Meteorological Society. 23. Grimmond, C.S.B, T.R. Oke.1999. " Evapotranspiration rates in urban areas". Impacts of urban growth on surface water and groundwater quality. Proceedings IUGG 99 Symposium HS5. Birmingham, UK. 24. Grimmond, C.S.B, T.R. Oke. 1999. "Heat storage in urban areas: local-scale observations and evaluation of a simple model". Journal of Applied Meteorology 38:922-940. 25. Gulyás, A., Unger J., Matzarakis A. 2005 "Assessment of the microclimatic and human comfort conditions in a complex urban environment: Modelling and measurements". Elsevier 2005. 26. Heist. A; Ruhf.R.; Hampton. R.; Nirundorn.W:; 2000.“Thermal-Infrared Radiative Effects of Various Urban Materials Upon Vegetation”. Advanced Remote Sensing Course Project. Western Michigan University, USA. 27. Hernández Aja, Agustín 1996. "La ciudad de los ciudadanos" Madrid.
Ministerio de Fomento;
28. Hernández Aja, Agustín 1997. "Análisis urbanístico de Barrios Desfavorecidos". Madrid: Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid. Hernández Aja, Agustín 2000. "Barrios y equipamientos públicos, esencia del proyecto democrático de ciudad". 29. Higueras García, Esther 2001. “Urbanismo y Medio Ambiente El territorio”. Cuadernos del Instituto Juan Herrera de la Escuela de Arquitectura de Madrid. 2001. 30. Higueras García, Esther 2006. "Urbanismo Bioclimatico". Editorial Gustavo Gili. Barcelona. 31. Höppe, P., 1999: The physiological equivalent temperature – a universal index for the biometeorological 32. Houh, M. “The Urban Landscape”, Toronto Junta de Ontario para la Conservación.. 33. Jáuregui, E., A. Ruiz, C. Gay y A. Tejeda, 1996, “Una estimación del impacto de la duplicación del CO2 atmosférico en el bioclima humano de México”, en Memorias del 2º taller de estudio de país: México.pp. 219-246. 34. Jáuregui, E., 1996, “Aspects of urban human biometeorology”, en Int. J. Biometeorol., 40, pp. 58-61. 35. J.A. Llacer García, A. Bodas balances en superficie de onda radiation budget). Grupo de teledetección. Departamento de
Salcedo y E. Lopez-Baeza. Estudio de la relación entre los larga y onda corta utilizando datos del proyecto srb (surface climatología desde satélites. Unidad de investigación de termodinámica. Facultat de Física. Universitat de Valencia.
36. Laureano, Pietro 1995. “La Pirámide Rovesciata il modello dell’oasi per il pianeta terra”. Editorial Torino Bollati Boringhieri. Italia 1995. 37. López de Asiain, J. “Espacios abiertos”, Publicaciones de ETSA Sevilla. 294
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
38. López de Asiain, M., Fentanes, K., Echave, C. 2003. "Capacitación ambiental y desarrollo de situaciones locales". Avances en energías renovables y medio ambiente. Vol 1 nº 2. Argentina 2003. ISSN 0329-5184 39. Matzarakis, A., Mayer, H., Iziomon, M., 1999: "Applications of a universal thermal index: physiological equivalent temperature". Int. J. Biometeorol., 43, 76-84. 40. Matzarakis, A., Rutz, F., Mayer, H., 2000: "Estimation and calculation of the mean radiant temperature". Int. J. Biometeorol., 43, 76-84. In: Biometeorology and Urban Climatology at the Turn of the Millenium. 41. McPherson, E.G. 1994. "Cooling urban heat islands with sustainable lansdcapes". The ecological city:preserving and restoring urban biodiversity. Amherst, MA. Universidad de Massachussetts. 42. McPherson, E.G. 1992. "Shading urban heat islands in U.S. desert cities". wetter und Leben 44:107-123. 43. McPherson, E.G., J.R. Simpson, and P.L. Sacamano. 1993. "Impact of urban heat island on cooling and environment: a demonstration project". Southwest Horticulture. 10 (2): 20. (M) 44. McHarg, Ian 2000,”Proyectar con la naturaleza”, Editorial Gustavo Gili 2000. 45. Melhuish, E., Pedder, M., 1998. "Observing an Urban Heat Island by Bicycle." Weather. Vol. 53 No. 4. pp. 121-128. 46. Morris, A.E.J. 1979 “Historia de la forma urbana. Desde sus orígenes hasta la revolución Industrial”. Editorial Gustavo Gili, Barcelona. 47. Montenys, Xavier 1996. “La gran máquina. La ciudad de Le Corbusier”. Demarcación de Barcelona del Colegio de Arquitectos. Ediciones del Serbal. Barcelona. 48. Navès Viñas, Francesc; Pujol Solanich, Joan; Argimon de Vilardaga, Xabier; Sampere Montlló, Lali. 1992. El Arbol en jardinería y paisajismo. Guia de aplicación para España y paises de clima mediterráneo y templado. Editorial Omega Barcelona 1992. 49. Ochoa de la Torre, José Manuel 1999. “La Vegetación como instrumento para el control microclimático”. Tesis doctoral. Universitat Politécnica de Catalunya. Barcelona. 50. Olgay, V. 1962 “Design with climate”. Von Nastrand Reinhold Company. 51. Oke, T., 1993, “Global change and urban climates”, en Proceed. 13th Int. Congress Biometeorology,Calgary, Canada, pp. 123-134. 52. Parès i Rifa, Margarita 2006. "Guia de natura de Barcelona. Aproximació a la història de la natura a la ciutat". Ayuntamiento de Barcelona. 53. Rueda Palenzuela, Salvador 1995. “Ecología Urbana Barcelona i la seva regió metropolitana com a referents”. Editorial Beta. Barcelona. 54. Rueda Palenzuela, Salvador 2002. "Barcelona, Ciutat Mediterrània, Compacta i Complexa. Una visió de futur més sostenible". Ayuntamiento de Barcelona. 55. Scudo Gianni; Ochoa de la Torre José Manuel 2003. "Spazi Verdi. La vegetazione come strumento di progetto per il comfort ambientale negli spazi abitati". Grupio Editorial EsselibriSimone. Napoles. 56. Salvador Palomo, Pedro. "Planificación verde de las ciudades". Oficina Técnica Plan Verde Ayuntamiento de Valencia. 295
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
57. Sanders, R.A. 1984. "Some determinants of urban forest structure". Urban Ecology 8:13-28. 58. Sanders, R.A. 1983. "Configuration of tree canopy in urban land uses". Geographic Perspectives 51:49-53. 59. Sanders, R.A. 1981. "Diversity in the street trees of Syracuse, New York". Urban Ecology 5:33-43. 60. Santamouris, J. Adnot, S. Alvarez, N. Klitsikas, M. Orphelin, C. Lopes, F. Sánchez. “Cooling the cities, Rafraîchir les villes”. Collection : Technologies. ISBN : 2-911762-54-1. 61. Santamouris. M. ; Klitsikas, N.; Niahou, K.; The heat island effect on passive cooling. University of Athens, Physics Department Sector of Applied Physics. Group Building Environment Studies Greece. 62. Santamouris, Mat; Asimakopoulos, D,;Chrisomallidou, N. “Energy and Climate in the Urban Built Environment”. Editorial James & James. Reino Unido 2001. 63. Serra Florensa, Rafael; Coch Roura, Helena. 1995. “Arquitectura y energía natural” Ediciones UPC Barcelona. 64. Simpson, J.R., P.L. Sacamano, y E.G. McPherson. 1993. "Impact of urban heat island on cooling and environment: a demonstration project". Washington, D.C.: Public Technology, Inc. 101 pp. (M, NA) 65. Simpson, J.R., D.G. Levitt, C.S.B. Grimmond, E.G. McPherson, and R.A. Rowntree. 1994. "Effects of vegetative cover on climate, local scale evaporation and air conditioning energy use in urban southern California". 11th Conference on Biometeorology and Aerobiology; San Diego, CA. Boston, MA: American Meteorological Association. 66. Spagnolo, J., de Dear, R., 2003: "A field study of thermal comfort in outdoor and semioutdoor environments in subtropical Sydney Australia". Building and Environment 38: 721-738. 67. Taha, H., 1997. "Urban Climates and Heat Island: Albedo, Evapotranspiration, and Anthropogenic Heat." Energy and Buildings. Vol. 25. pp. 99-103. 68. Wackernagel, Mathis; Rees, William E. 1996. “Our Ecological Footprint reducing human impact on the earth. Editorial Gabriola Island New Society Publishers”. Canadá 1996. 69. Williams, Raymond 2001. “El campo y la ciudad”. Edición traducida al español por Alcira Bixio con prólogo de Beatriz Salo. Editorial Paidós, Buenos Aires 2001. 70. Wilmers, F., 1990. "Effects of Vegetation on Urban Climate and Buildings." Energy and Buildings. Vol. 15. pp. 507-514. 71. Yamashita, S., Sekine, K., 1990. "Some Studies on the Earth's Surface Conditions Relating to the Urban Heat Island." Energy and Buildings. Vol. 15. pp. 279-288.
296
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Índice de imágenes FIGURA
Página
FIG.1 ESQUEMA ECOSISTEMAS URBANOS ACTUALES.
1
FIG. 2 MOVILIDAD DE PERSONAS EN ESPACIOS URBANOS.
7
FIG. 3 ASPECTOS DE VALORACIÓN DEL VERDE URBANO
11
FIG. 4 BALANCE DE CALOR EN EL ENTORNO URBANO.
34
FIG. 5 ESQUEMA DEL BALANCE TÉRMICO EN EL PALIO URBANO.
35
FIG. 6 FACTORES QUE DEFINEN EL BALANCE DE CONFORT EN ESPACIOS URBANOS.
35
FIG. 7 BALANCE DE RADIACIÓN EN LA ATMOSFERA.
38
FIG. 8 OBSTRUCCIÓN DEL VIENTO
40
FIG. 9 PERMEABILIDAD DE LAS FRONTERAS
41
FIG. 10 SECCIÓN EN PLANTA DE UNA CALLE PEATONAL TIPO
44
FIG. 11 SECCIONES TIPO DE CALLES CON TRÁNSITO VEHICULAR
44
FIG. 12 SECCIÓN EN PLANTA DE CALLE CON ACERAS AMPLIAS.
45
FIG. 13 EJEMPLO DE FACHADA ACRISTALADA.
46
FIG. 14 “AZOTEAS” GUILLERMO CHÁVEZ VEGA.
47
FIG. 15 TERRAZA BARRIO DE GRACIA EN BARCELONA.
47
FIG. 16 BALANCE DE ENERGÍA DE LA VEGETACIÓN.
50
FIG. 17 PROCESO DE EVAPOTRANSIPIRACIÓN.
51
FIG. 18 ESPACIOS CONFINADOS CON VEGETACIÓN
53
FIG. 19 ESCULTURA PARC MIRÓ
54
FIG. 20 LAS PERSONAS EN EL ESPACIO PÚBLICO
55
FIG. 21 RANGO DE PERDIDAS POR CONVECCIÓN Y EVAPORACIÓN SEGÚN LA ACTIVIDAD METABÓLICA EN EL
56
MES DE JUNIO. FIG. 22 ESPACIOS EXTERIORES PRIVADOS.
58
FIG. 23 ESQUEMA TIPOLOGÍAS DE CALLE Y PROXIMIDAD A FACHADAS
60
FIG. 24 ORIENTACIÓN ÓPTIMA DE EDIFICIOS A NIVEL BIOCLIMATICO.
61
FIG. 25 SISTEMA PLAZA.
61
FIG. 26 ESQUEMA ANGULO DE ABERTURA EN EL CAÑÓN URBANO.
62
FIG. 27 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d > 2.
64
FIG. 28 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d = 1.
64
FIG. 29 ESQUEMA PROPORCIÓN h/d < 1.
65
FIG. 30 OCUPACIÓN ESPACIAL DEL PEATÓN: LA ACERA.
66
FIG. 31 OCUPACIÓN ESPACIAL DEL PEATÓN: SECCIÓN ÚNICA.
66
FIG. 32 PROXIMIDAD DE UNA PERSONA A PARAMENTOS VERTICALES
67
FIG. 33 ALTERACIÓN DE LA INCIDENCIA DE RADIACIÓN POR PENDIENTE.
67
FIG. 34 RELACIÓN DEL CONSUMO DE GASOLINA A PARTIR DE LA VELOCIDAD.
69
FIG. 35 ESQUEMA CARACTERIZACIÓN PAVIMENTOS EN EL PROGRAMA
80
2
FIG. 36 Y 37 PERDIDA DE ENERGÍA m DE SUPERFICIE DE AGUA ENERO Y JUNIO MADRID
81
FIG. 38 TEMPERATURA DE LA HOJA. JUNIO CLIMA MADRID
82
FIG. 39 TEMPERATURA DE LA HOJA. JUNIO CLIMA MADRID
83
FIG. 40 TEMPERATURA DE LA HOJA INCREMENTANDO LAS PÉRDIDAS POR CONVECCIÓN
83
FIG. 41 TEMPERATURA DE LA HOJA DISMINUYENDO LAS PÉRDIDAS POR CONVECCIÓN
84
FIG. 42 ESQUEMA CARCATERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN EN EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN TÉRMICA
85
299
NOMBRE
Página
FIG. 43 VISTA DE UN ARBOL EN SIMULACIÓN
85
FIG. 44 DIFERENCIA DE RADIACIÓN DE ONDA LARGA EMITIDA DE UNA PARED BLANCA CON O SIN ENREDADERA
86
EN VERANO. FIG. 45 CARACTERIZACIÓN DE UNA PERSONA EN EL PROGRAMA DE SIMULACIÓN TÉRMICA
88
FIG. 46 CLASIFICACIÓN DE ORIENTACIÓN TRAMOS DE CALLE EN BARCELONA
90
FIG. 47 DETALLE DE LA PROPORCIÓN DE SECCIONES EN EL EIXAMPLE Y CASCO ANTIGUO
92
FIG. 48 MODELO DE SIMULACIÓN 90°
102
FIG. 49 MODELO DE SIMULACIÓN 45°
102
FIG. 50 PUNTOS ANALISIS PROXIMIDAD A FACHADAS 90°
103
FIG.51 CLASIFICACIÓN DENSIDAD CONSTRUCTIVA DEL MODELO DE SIMULACIÓN
103
FIG. 52 PLANTA SECCIÓN 20M ESCENARIO CONTROL
106
FIG. 53 PLANTA SECCIÓN 20M ESCENARIO IV
106
FIG. 54 ESCENARIOS ANALISIS CONFORT EN ACERAS
107
FIG. 55 ACERAS TIPO H/D = 1
120
FIG. 56 ACERA H/D> 2
123
FIG. 57 MATERIALES REFLECTANTES Y DE ALTA EMISIVIDAD EN FACHADAS.
128
FIG. 58 ESCENARIOS ANALISIS TIPOLOGIAS DE CALLES
137
FIG. 59 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d = 0.4
139
FIG. 60 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d = 1
141
FIG. 61 TIPOLOGIAS DE CALLE h/d = 2
142
FIG. 62 ESCENARIOS ANALISIS PRESENCIA VEGETACIÓN
147
FIG. 63 AV. DIAGONAL, EIXAMPLE – LES CORTS
149
FIG. 64 CALLE TARRAGONA, SANTS MONTJUÏC
151
FIG. 65 CALLE ALMIRALL BAIXAT, BARCELONETA
153
FIG. 66 CALLE ALMIRALL CERVERA, BARCELONETA
153
FIG. 67 CALLE CALL, BARRIO GÓTICO
153
FIG. 68 CALLE PERE IV, POBLE NOU
155
FIG. 69 AV. PI I MARGALL, GRACIA
157
FIG. 70 CALLE MAR, BARCELONETA
159
FIG. 71 CALLE ARAGÓ, EIXAMPLE
163
FIG. 72 CALLE CÓRCEGA, EIXAMPLE
163
FIG. 73 CALLE TEROL, GRÀCIA
165
FIG. 74 CALLE ASTÚRIES, GRÀCIA
165
FIG. 75 PASEO DE GRACIA, EIXAMPLE
167
FIG. 76 RAMBLA POBLE NOU, SANT MARTÍ
168
FIG. 77 RAMBLA CATALUNYA, EIXAMPLE
170
FIG. 78 CALLE BERGA, GRÀCIA
172
FIG. 79 ESQUEMA ARBOLADO VIARIO
174
FIG. 80 CALLE ENRIC GRANADOS
175
FIG. 81 ESQUEMA PERMEABILIDAD
176
FIG. 82 ESQUEMA PAREDES VERDES
177
FIG. 83 BALCONES POTECIALES
178
FIG. 84 CALLES CON ALTO GRADO DE NATURACIÓN
179
300
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
Índice de tablas NOMBRE
Página
CUADRO 1. Clasificación del verde urbano
10
CUADRO 2. Comparación entre los cambios en el consumo tanto de refrigeración como de
12
calefacción gracias al efecto de la sombra de los árboles CUADRO 3. Ejemplos de temperaturas tomadas en sitios urbanos.
12
CUADRO 4. Valores de escorrentía superficial
13
CUADRO 5. Acción del verde urbano en la atmósfera
13
CUADRO 6. Beneficios anuales producidos por calles arboladas en la ciudad de Davis, CA. USA
14
CUADRO 7. Albedo de superficies
16
CUADRO 8. Cuantificación de densidad de espacio libre por habitante
18
CUADRO 9. Reserva de suelo óptima por habitante
18
TABLA 1. Huella Ecológica 2002
2
TABLA 2. Propiedades del agua como materia
48
TABLA 3. Correlación espacial con elementos de agua
48
TABLA 4. Energía utilizada por los cultivos para la evapotranspiración.
52
TABLA 5. Clasificación de la orientación de tramos de calle.
59
TABLA 6. Fachadas que corresponden a cada tramo
60
TABLA 7. Factor de vista de cielo.
62
TABLA 8. Clasificación de las tipologias de calles según el tejido urbano.
67
TABLA 9. Clasificación de fachadas por coeficiente de reflexión y conductividad.
77
TABLA 10. Clasificación de cubiertas por coeficiente de reflexión y conductividad.
78
TABLA 11. Clasificación de pavimentos por coeficiente de reflexión y conductividad.
79
TABLA 12. Influencia del material de pavimentos sobre el balance de radiación
80
TABLA 13. Condiciones microclimáticas del mes de Junio, Madrid.
82
TABLA 14. Altura de edificios para cada sección de calle
93
TABLA 15. Clasificación de las proporciones de calle en Barcelona
94
TABLA 16. Clasificación de los tramos en Barcelona por tipología de sección de calle.
94
TABLA 17. Criterios de aplicación del flujo vehicular para el análisis térmico.
94
TABLA 18. Características de los escenarios de análisis
98
TABLA 19. Balance de confort en aceras h/d=0.4 Junio sin tránsito vehicular.
108
TABLA 20. Balance de confort en aceras h/d= 0.4 Junio con tránsito vehicular
110
TABLA 21. Balance de confort en aceras h/d= 1 Junio sin tránsito vehicular.
111
TABLA 22. Balance de confort en aceras h/d= 1 Junio con tránsito vehicular
112
TABLA 23. Balance de confort en aceras h/d= 2 Junio sin tránsito vehicular.
113
TABLA 24. Balance de confort en aceras h/d= 2 Junio con tránsito vehicular
114
TABLA 25. Balance de confort en Aceras h/d= 0.4 Agosto sin tránsito vehicular
115
TABLA 26. Balance de confort en Aceras h/d= 0.4 Agosto con tránsito vehicular
117
TABLA 27. Balance de confort en Aceras h/d= 1 Agosto sin tránsito vehicular.
118
TABLA 28. Balance de confort en Aceras h/d= 1 Agosto con tránsito vehicular.
119
TABLA 29. Balance de confort en Aceras h/d= 2 Agosto sin tránsito vehicular.
121
TABLA 30. Balance de confort en Aceras h/d= 2 Agosto con tránsito vehicular.
122
TABLA 31. Balance de confort en aceras h/d= 0.4. Diciembre nublado
124
301
TABLA 32. Balance de confort en aceras h/d= 1. Diciembre nublado
125
TABLA 33. Balance de confort en aceras h/d= 2. Diciembre nublado
126
TABLA 34. Aceras con % de horas crítico predominante
135
TABLA 35. Aceras con % de horas en tolerancia predominante
135
TABLA 36. Aceras con % de horas en confort predominante
135
TABLA 37. Balance de confort Calles h/d = 0.4. Junio Escenario Control
138
TABLA 38. Balance de confort Calles h/d = 1. Junio Escenario Control
140
TABLA 39. Balance de confort Calles h/d = 2. Junio Escenario Control
141
TABLA 40. Calle EW-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
148
TABLA 41. Calle EW-1. Balance de confort escenarios de vegetación.
150
TABLA 42. Calle EW-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
152
TABLA 43. Calle NS-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
154
TABLA 44. Calle NS-1. Balance de confort escenarios de vegetación.
156
TABLA 45. Calle NS-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
158
TABLA 46. Calle SWNE-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
160
TABLA 47. Calle SWNE-1. Balance de confort escenarios de vegetación.
162
TABLA 48. Calle SWNE-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
164
TABLA 49. Calle NWSE-0.4. Balance de confort escenarios de vegetación.
166
TABLA 50. Calle NWSE-1. Balance de confort escenarios de vegetación.
169
TABLA 51. Calle NWSE-2. Balance de confort escenarios de vegetación.
171
TABLA 52. Clasificación de horarios de los recorridos en el espacio público.
182
TABLA 53. Leyenda descriptiva del potencial de confort.
182
TABLA 54. Comparación Potencial confort Aceras en Junio.
183
TABLA 55. Comparación Potencial confort Aceras en Agosto.
184
TABLA 56. Comparación Potencial Confort Tipologias de calle.
185
TABLA 56. Potencial Confort Verde Viario.
186
TABLA 57. Potencial Confort Verde Espontáneo.
187
TABLA 58. Potencial Confort Verde Consolidado.
188
TABLA 59. Reducción del balance equivalente a los niveles máximos de confort obtenidos.
189
Índice de gráficas NOMBRE
Página
GRÁFICA 1. Emisiones de efecto invernadero. Agencia Europea de Medio Ambiente
3
GRÁFICA 2. Simulación del efecto de la enredadera en una fachada. Junio, Barcelona
86
GRÁFICA 3. Calor reflejado por radiación de onda corta. Junio, Barcelona
87
GRAFICA 4. Balance de radiación solar en la parte superior e inferior de la elipse.
82
GRAFICA 5. Balance de radiación onda larga en la parte superior e inferior de la elipse.
82
GRÁFICA 6. Calor producido por el flujo vehicular. Calle Aragó Barcelona
88
GRÁFICA 7. Calor producido por el flujo vehicular. Paseig de Sant Joan Barcelona
88
2
95
GRÁFICA 8. Radiación Global Diaria W/m GRÁFICA 9. Humedad Relativa %.
95
GRÁFICA 10. Temperatura del aire °C.
95
GRÁFICA 11. Velocidad del viento m/s
95
302
Potencial de Habitabilidad Térmica en los Espacios Urbanos
CAPITULO VI. ESCENARIOS DE ANÁLISIS
GRÁFICA 12. Potencial de horas de confort Aceras h/d=0.4. Junio sin tránsito vehicular
109
GRÁFICA 13. Potencial de horas de confort Aceras h/d=0.4 Junio con tránsito vehicular.
110
GRÁFICA 14. Potencial de horas de confort Aceras h/d=1. Junio sin tránsito vehicular.
111
GRÁFICA 15. Potencial de horas de confort Aceras h/d=1 Junio con tránsito vehicular
112
GRÁFICA 16. Potencial de horas de confort Aceras h/d=2 Junio sin tránsito vehicular.
113
GRÁFICA 17. Potencial de horas de confort Aceras h/d=2 Junio con tránsito vehicular
114
GRÁFICA 18. Potencial de confort en Aceras h/d =0.4 Agosto sin tránsito vehicular.
116
GRÁFICA 19. Potencial de confort en Aceras h/d =0.4 Agosto con tránsito vehicular
116
GRÁFICA 20. Potencial de confort en Aceras h/d =1 Agosto sin tránsito vehicular
118
GRÁFICA 21. Potencial de confort en Aceras h/d =1 Agosto con tránsito vehicular
119
GRÁFICA 22. Potencial de confort en Aceras h/d =2 Agosto sin tránsito vehicular
121
GRÁFICA 23. Potencial de confort en Aceras h/d =2 Agosto con tránsito vehicular.
122
GRÁFICA 24. Potencial de confort en Aceras h/d=0.5. Diciembre nublado
124
GRÁFICA 25. Potencial de confort en Aceras h/d =1. Diciembre nublado
125
GRÁFICA 26. Potencial de confort en Aceras h/d = 2. Diciembre nublado
126
GRÁFICA 27. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Junio
129
GRÁFICA 28. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Agosto
129
GRÁFICA 29. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 0.4 Diciembre
129
GRÁFICA 30. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=1. Junio
131
GRÁFICA 31. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=1. Agosto
131
GRÁFICA 32. Total de Radiación absorbida Aceras h/d = 1 Diciembre
131
GRÁFICA 33. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Junio
133
GRÁFICA 34. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Agosto
133
GRÁFICA 35. Total de Radiación absorbida Aceras h/d=2. Diciembre
133
GRÁFICA 36. Potencial de confort Calles h/d= 0.4.
139
GRÁFICA 37. Potencial de confort Calles h/d=1.
140
GRÁFICA 38. Potencial de confort Calles h/d = 2.
142
GRÁFICA 39. Resumen Potencial de confort por Tipologia de Calle. Junio
143
GRÁFICA 40. Balance Medio de Confort por Tipologia de Calle. Junio
144
GRÁFICA 41. Potencial de confort Tipología de Calle EW-0.4.
149
GRÁFICA 42. Potencial de confort Tipología de Calle EW-1.
150
GRÁFICA 43. Potencial de confort Tipología de Calle EW-2.
152
GRÁFICA 44. Potencial de confort Tipología de Calle NS-0.4.
155
GRÁFICA 45. Potencial de confort Tipología de Calle NS-1.
156
GRÁFICA 46. Potencial de confort Tipología de Calle NS-2.
158
GRÁFICA 47. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-0.4.
161
GRÁFICA 48. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-1.
162
GRÁFICA 49. Potencial de confort Tipología de Calle SWNE-2.
164
GRÁFICA 50. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE-0.4.
167
GRÁFICA 51. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE-1.
169
GRÁFICA 52. Potencial de confort Tipología de Calle NWSE-2.
171
GRÁFICA 53. Potencial de confort Escenario I. (Acción arbolado)
174
GRÁFICA 54. Potencial de confort Escenario II. (Acción pavimentos permeables)
176
GRÁFICA 55. Potencial de confort Escenario III. (Acción enredaderas)
177
303
GRÁFICA 56. Potencial de confort Escenario VI. (Acción máxima)
179
GRÁFICA 57. Reducción necesaria para Calles EW < 0.4
190
GRÁFICA 58. Reducción necesaria para Calles EW >0.4<1
190
GRÁFICA 59. Reducción necesaria para Calles EW >2
190
GRÁFICA 60. Reducción necesaria para Calles NS < 0.4
191
GRÁFICA 61. Reducción necesaria para Calles NS >0.4<1
191
GRÁFICA 62. Reducción necesaria para Calles NS >2
191
GRÁFICA 63. Reducción necesaria para Calles SWNE < 0.4
192
GRÁFICA 64. Reducción necesaria para Calles SWNE >0.4<1
192
GRÁFICA 65. Reducción necesaria para Calles SWNE >2
192
GRÁFICA 66. Reducción necesaria para Calles NWSE < 0.4
193
GRÁFICA 67. Reducción necesaria para Calles NWSE >0.4<1
193
GRÁFICA 68. Reducción necesaria para Calles NWSE >2
193
304