Análisis climático. Casa Curutchet.

ESTUDIO SOLAR, RANGOS DE SOMBRA Y RAYOS SOLARES a. Incidencia interna de rayos solares b. Rangos de sombras exteriores c. Relaciรณn entre parรกmetros

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CASA CURUTCHET ANÁLISIS BIOCLIOMÁTICO

SIMBOLOGÍA COMFORT INTERNO 72% COMFORTABLE 28% NO COMFORTABLE

La ciudad de Buenos Aires tiene condiciones climáticas predominantemente frías. La temperatura del aire se ubica por debajo de los 21C, durante un 69% del año, mientras que solo supera los 27C durante el 8% del mismo. Esto quiere decir que se ubica dentro de la zona de confort solo un 21% del año.

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Breve contextualización climática

El recorrido solar de la ciudad de Buenos Aires se caracteriza, por ángulos de incidencia con un origen direccional predominantemente norte. La altura solar mínima es de 34,6° (Junio), mientras que la máxima es de 81,5° (Diciembre)

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Incidencia interna de rayos solares

Estas condiciones implican un necesario aprovechamiento del calor solar radiante, principalmente a través de la captación interna de los rayos incidentes durante la época de invierno (Mayo-Agosto), lo cual no ocurre en la casa Curutchet.

A excepción de algunas horas de la tarde, la densidad de rayos solares en el interior del espacio habitable es sumamente baja; y por el contrario, se concentra en el área de la terraza frontal, que a su vez, se encuentra expuesta al aire frío del invierno.

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Un análisis de los rangos de sombra sobre envolventes, en intervalos de 30 minutos, confirma el comportamiento anteriormente descrito. Todas las superficies acristaladas tienen una orientación Sur, o Sur-Este, lo cual es una disposición ideal, y típicamente encontrada para edificios en países del hemisferio norte. Como por ejemplo, Francia.

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Rangos de sombras exteriores

Con mayor detalle, al separar las sombras de la mañana (en morado) de las sombras de la tarde (en rosado), se aprecia que los elementos de protección frontal acentúan la incapacidad de aprovechamiento de la radiación solar. Además de esto, la situación de emplazamiento urbano provee de suficiente protección durante las mañanas de verano, con lo cual se minimiza la necesidad de elementos externos de protección.

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ESTUDIO SOLAR, RADIACIÓN SOBRE FACHADAS Y NIVELES DE ILUMINACIÓN a. Irradiación sobre superficies acristaladas b. Iluminancias obtenidas en espacios interiores

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PROMEDIO HORARIO 21 DE DICIEMBRE

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Un parámetro más analítico, que brinda información cuantitativa acerca del aprovechamiento solar, es el de la irradiación horaria promedio. La imagen muestra un adecuado comportamiento de la envolvente durante el solsticio de verano (Diciembre en el H.sur), con valores bajos, entre los 40 y 120 Wh/m2

IRRADIACIÓN SOBRE SUPERFICIES ACRISTALADAS

PROMEDIO HORARIO 21 DE DICIEMBRE

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Durante el solsticio de invierno (Junio) los valores sufren una caída brusca, con valores máximos de 50 Wh/m2. lo cual es insuficiente para la generación de efecto invernadero en el interior, y el aprovechamiento de la energía solar radiante. El comportamiento entre esta fecha y la anterior, debería ser inverso, con mayor radiación incidente en invierno que en verano

PROMEDIO HORARIO 21 DE DICIEMBRE

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Al momento del equinoccio de otoño (Marzo), los valores siguen siendo bajos, con picos de 90Wh/m2, y promedios de 50Wh/m2. El umbral mínimo de aprovechamiento se sitúa en los 150wh/m2, mientras que el umbral de riesgo por sobrecalentamiento se da a partir de los 250Wh/m2

PROMEDIO HORARIO 21 DE DICIEMBRE

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Finalmente, se aprecia que durante el equinoccio de otoño, los valores vuelven a descender ligeramente, con picos de 70Wh/m2, y promedios de 50wh/m2.

Bajo estos resultados, subyace un comportamiento de las envolventes acristaladas, más como puntos de pérdida de energía térmica, que como adecuados captadores de este recurso solar.

Otro parámetro sumamente útil, en cuanto a la capacidad de ahorro energético de un edificio, son los niveles de iluminación interna. En este caso, se observa una asociación directa entre la captación de calor solar radiante, y la iluminación natural, sin que esta debe necesariamente ser así. Es decir, que es posible lograr un manejo diferenciado de estos parámetros, sin embargo la vivienda Curutchet no lo hace así.

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ILUMINANCIA EN ESPACIOS INTERIORES

ILUMINANCIA INTERNA EN VOLUMEN EXTERIOR

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El รกrea interna del volumen exterior, muestra niveles pico de iluminancia sumamente altos, justo al lado de la ventana, sin embargo la distribuciรณn de esta luz hacia puntos mรกs profundos del espacio, es bastante pobre, y cae hasta niveles de 200 y 100 luxes.

ILUMINANCIA ANUAL PROMEDIO 0-1000 LUXES Al estudiar este comportamiento se determina, que existe una mala uniformidad lumĂ­nica, con un alto riesgo de deslumbramiento (glare) en el ĂĄrea adyacente inmediata a la ventana. Este problema se da especialmente durante las tardes de los meses de verano.

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2DO NIVEL VOLUMEN INTERNO

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El efecto de esta situación es mucho más dramático en el área de segundo nivel del volumen interior. Aquí los niveles de iluminancia durante un promedio del 85% del año, se encuentran de los 200 luxes hacia abajo, lo cual puede describirse como un estado de penumbra constante.

ILUMINANCIA ANUAL PROMEDIO 0-1000 LUXES

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Ademรกs de lo anterior, se aprecia claramente, que conforme se el usuario se adentra en el espacio central del volumen, se hace imprescindible el uso de fuentes de iluminaciรณn artificial, durante el 100% del periodo anual.

3ER NIVEL VOLUMEN INTERNO

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Finalmente, el tercer nivel del volumen externo, parece comportarse de mejor manera que los anteriores. Por una parte alcanza valores promedio mรกs adecuados para las actividades residenciales (alrededor de los 300 luxes). Al mismo tiempo que la distribuye de manera mรกs uniforme hacia los puntos internos del espacio habitable

ILUMINANCIA ANUAL PROMEDIO 0-1000 LUXES

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A pesar de lo anterior, los niveles de iluminaciรณn siguen cayendo, en cuanto los espacios se alejan de la fachada sur. En este sentido, la vivienda no aprovecha ninguna estrategia de iluminaciรณn cenital. Las cuales pudieron haber compensado los problemas de orientaciรณn, y logrado mejores niveles integrales de luminosidad interna tanto en este como en el nivel inferior.

ESTUDIO EÓLICO, CIRCULACIÓN DE AIRE EXTERIOR A LA VIVIENDA a. Tasa de flujo alrededor y entre los volúmenes b. Vectores de flujo entre los volúmenes

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Prevailing Winds W ind Fre q ue nc y (H rs )

Location: BUENOS AIRES, ARG (-34.8°, -58.5°)

Date: 1st January - 31st December Time: 00:00 - 24:00

N OR T H

© W e a th e r T o o l

345°

50 km/ h

hrs

15°

367+

Si bien, los lugares con características estacionales dominantes de frío, no suelen necesitar de grandes patrones de ventilación; se ha estudiado este factor en función de la posibilidad de refrescamiento en verano, y deshumidificación a lo largo del año. En este escenario, y a pesar de un origen vectorial multidimensional, se han estudiado los vientos dominantes, de procedencia Nor-Este (45°).

330°

30°

293

315°

256

45°

220 183

30 km/ h

146 300°

60°

110 73

20 km/ h

<36 285°

75°

10 km/ h

W EST

EAST

255°

105°

240°

120°

225°

135°

210°

3

330

40 km/ h

150°

195°

165° SOU T H

TASA DE FLUJO ALREDEDOR DE LA VIVIENDA

El gráfico superior es una representación de la tasa de flujo del aire, en un corte trazado a la altura del primer nivel. El él se aprecian buenas velocidades de flujo, con valores entre los 2 y 4 m/s. Además se aprecia que gracias a las sustracciones volumétricas de la parte trasera de la casa, las corrientes de aire logran atravesar toda la propiedad den sentido longitudinal.

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1ER NIVEL

Una sección longitudinal, muestra un comportamiento igualmente favorable, en gran medida gracias a los “patios” internos que separa el volumen externo del interno. Cabe resaltar, que estos resultados desprecian (por razones técnicas) el follaje de los árboles presentes en el proyecto, los cuales podrían hacer que los valores desciendan un poco en la realidad.

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SECCIÓN LONGITUDINAL

TASA DE FLUJO ENTRE LOS VOLÚMENES

Los vectores de flujo describen de manera mรกs apropiada la direcciรณn del viento a lo largo de su recorrido por el proyecto. En esta imagen se aprecia como el flujo inicia en la parte posterior, y se desplaza hacia la fachada frontal, contrario a la direcciรณn del flujo programรกtico.

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1ER NIVEL

NIVEL DE TERRAZA

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En niveles superiores, la dirección se mantiene, sin embargo, se observa una disminución en la velocidad de los flujos, por efecto de la apertura en el espacio de la terraza. En ausencia de confinamiento, la presión lateral cae, e igualmente lo hace la velocidad. Cabe destacar que si bien la constante ventilación es un efecto deseable en épocas cálidas, debe de controlarse durante los meses del invierno, para evitar una pérdida excesiva de energía térmica, a través de la envolvente.

VECTORES DE FLUJO ENTRE VOLÚMENES

ALGUNAS CONCLUSIONES 1. La residencia curutchet se encuentra en un emplazamiento urbano con características de acceso solar limitado 2. El diseño de la volumetría del proyecto dificulta por su orientación, la captación y concentración del calor solar radiante.

3. La residencia curutchet se encuentra en un emplazamiento urbano con características de acceso solar limitado.

4. La iluminación natural de la vivienda es deficiente por razones distintas según cada espacio. El rango de problemáticas va desde los bajos niveles, hasta la poca uniformidad.

5. La ventilación natural del proyecto es bastante buena, en términos de velocidad y dirección, las sustracciones volumétricas al interior del proyecto le permiten aprovechar los flujos incidentes.

6. El factor de ventilación durante la época de invierno no parece haberse considerado en gran medida, y podría causar disconfort térmico en las áreas semi-exteriores.

ANÁLISIS BIOCLIMÁTICO: SEBASTIÁN OROZCO MUÑOZ DIAGRAMACIÓN: SILVIA JIMÉNEZ LOAIZA