Práctica 2° parcial 2018-2019 (1) Estrategias Bioclimáticas para el confort humano

1. Confort Humano
Se dice que el hombre está en situación de confort térmico
cuando se da el equilibrio entre las pérdidas y ganancias energéticas
del cuerpo humano de modo que el gasto de energía para
adaptarse al medio ambiente es mínimo.

2. ¿Qué es CONFORT?
• Estado físico y mental en el cual el hombre
expresa satisfacción con el medio ambiente
circundante (ASHRAE)
– Percepción del medio ambiente a través de la piel
– El hombre debe mantener una temperatura constante
que se regula a través del metabolismo y se ve
afectada por el ambiente exterior
– Metabolismo basal (esencial aún dormidos)
– Metabolismo muscular (afectado por la actividad)
– El hombre debe disipar el 80% del calor que produce
su cuerpo a través de piel y pulmones
American Society of Heating, Refrigerating
and Air-Conditioning Engineers

3. Confort Humano y Arquitectura
• Confort térmico
• Lumínico
• Acústico
• Olfativo
• Psicológico

4. Confort Térmico
• Condiciones de satisfacción respecto a la
temperatura y la humedad ambientales
• La zona de confort se define como el rango de
condiciones climáticas donde la mayoría de las
personas no sentirán disconfort por frío o
calor
SENSACIÓN DE CONFORT TÉRMICO
Parámetros que intervienen:
Medio Natural y/o edificado (temperatura, humedad, radiación y viento)
Individuo (INTERNOS: metabolismo y aclimatación
EXTERNOS: actividad física y vestido

6. • Temperatura del aire
• Humedad del aire
• Movimiento del aire
• Temperatura radiante MRT (radiación)
• Tasa metabólica (actividad)
• Nivel de arropamiento
Factores que afectan la
sensación térmica

9. Mecanismos
de Regulación
térmica

11. Mecanismos de adaptación
al clima interior

13. Temperatura Neutra
• Temperatura óptima del aire a la que el
cuerpo humano disipa adecuadamente el
calor generado por sus funciones
• Según Fórmula de Szokolay:
Tn = 17.6 + 0.31 Tm
ZC = Tn + 2.5ºC
Tn – temperatura neutra
Tm – temperatura media
anual o mensual
ZC – zona de confort
Ciudad min Tn máx
Toluca 18.9 21.4 23.9
México 19.8 22.3 24.8
Puebla 20.2 22.7 25.2
Hermosillo 22.6 25.1 27.6
Cuernavaca 21.6 24.1 26.6

14. Modelos de Confort Térmico
• Considerar las relaciones entre el medio
ambiente térmico y las sensaciones
fisiológicas y psicológicas de las personas
– Modelos a partir del balance térmico del cuerpo
en ambientes controlados (ecuación de Fanger)
– A partir de modelos de adaptación en situaciones
reales en experimentos de campo

15. PMV: Voto medio pronosticado
Índice que predice el nivel de confort que incluye:
• Actividad
• Vestido
• Cuatro parámetros ambientales

17. PPD: Porcentaje estimado de insatisfacción

18. Estrategias de climatización pasiva
• Se basan en el control
de los flujos térmicos
que se presentan en la
edificación, por lo tanto
se basan en las leyes de
la termodinámica y en
los mecanismos de
transferencia de calor.
• Mecanismos de
transferencia de calor:
– Conducción
– Convección
– Radiación
– Evapo-transpiración

19. Adaptación al medio
Soluciones SIMPLES y LÓGICAS

20. Qué significa ESTRATEGIA
• Definición de las acciones para lograr un FIN,
basadas en reglas, principios o directrices que
ayudan a tomar las decisiones correctas.
• Toma de decisiones en Diseño Bioclimático
– Condiciones ambientales
– Principios termo-físicos
– Utilización de herramientas y diagramas

22. Estrategias básicas de climatización
pasiva
ESTRATEGIAS DE CONTROL CLIMÁTICO EN FUNCIÓN DE LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Watson, D & Labs K. Climatic Design, McGraw-Hill Book Co. New York. USA 1983
conducción convección radiación evaporación
FRÍO
Promover ganancias
Promover ganancias
solares
Evitar pérdidas
Minimizar el flujo
conductivo de calor
Minimizar el flujo de aire
al exterior
Minimizar la infliltración
CALOR
Evitar ganancias
Minimizar el flujo
conductivo de calor
Minimizar la infiltración
Minimizar las ganancias
solares
Promover pérdidas
Promover el
enfriamiento terrestre
Promover la ventilación
Promover el
enfriamiento radiante
Promover el
enfriamiento
evaporativo

24. CONDUCCIÓN
• Tranferencia de calor de molécula a molécula
adyacente, se da en la materia sólida
– Materiales conductores (conducción rápida)
– Materiales aislantes (se resisten a su paso)
– Materiales masivos (almacenan y transfieren
lentamente)

25. CONVECCIÓN
• Se da en los fluidos (líquidos o gases)
• Intercambio térmico por el movimiento de las
moléculas de un lugar a otro

26. RADIACIÓN
• Transferencia por radiaciones en diferentes
longitudes de onda
• No necesita medio de transporte

27. Intercambio de energía
• En los cambios de fase de la materia
• Evaporación del agua - evapotranspiración

28. Conclusiones de manera integral a
partir de:
• Análisis y evaluación de datos – Análisis de
sitio y clima con herramientas propuestas
– Análisis climático
– Geometría solar
– Requerimientos de confort
– Estrategias de diseño
• Toma de decisiones – Estrategias bioclimáticas
• Acciones de diseño – Matriz de estrategias

29. Proceso General de Análisis Bioclimático

30. Herramientas de Análisis
• Carta bioclimática – Olgyay / Arens /
Szokolay
– Zona de confort y 4 estrategias de diseño
bioclimático: calentamiento / control solar
/ ventilación natural / humidificación
• Diagrama Psicrométrico – Givoni
/Szokolay
– Zona de confort y 7 estrategias de diseño
sobre diagrama psicrométrico
• Triángulos de confort – Evans
– Temperatura vs oscilación térmica

31. Carta Bioclimática - Olgyay
define la zona de confort y
cuatro estrategias básicas de
diseño: calentamiento, control
solar o sombreado, ventilación
natural y humidificación

32. Diagrama Psicrométrico Givoni - Szokolay

33. Triángulos de Confort - Evans
Los triángulos de confort
relacionan las variables de
temperatura y oscilación térmica

36. A.10 Carta Bioclimática para Culiacán
1. Determinar temperatura neutra y ajustar la
escala de la carta
2. Graficar 2 puntos para cada mes:
Tmáx HRmín y Tmín HRmáx
3. Uniendo estos dos puntos, obtener el
recorrido diario de un día normal de cada
mes (usar colores diferentes)
4. Analizar la carta resultante para contestar las
preguntas del cuestionario

37. 1.

38. 2.

39. 3.

40. 4.

41. Carta Bioclimática - Olgyay 5.

42. Glosario
1. Tasa metabólica
2. Hipotálamo
3. Nivel de arropamiento
4. Psicrometría
5. Temperatura de bulbo seco / húmedo
6. Temperatura radiante
7. Humedad
8. Humedad Absoluta
9. Humedad Relativa