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EL PATIO COMO SISTEMA PASIVO Y ACTIVO DE AHORRO ENERGÉTICO EN CLIMAS CÁLIDOS

Juan M. Rojas-Fernández1, Carmen Galán-Marín2, Enrique D. Fernández-Nieto3, Carlos Rivera Gómez4, Francisco José Sánchez de la Flor5, Servando Álvarez Domínguez6,

1,2,4 Departamento de Construcciones Arquitectónicas 1. E.T.S. Arquitectura. Universidad de Sevilla. Avda.

Reina Mercedes 2. Sevilla 41012, España. (email Carmen Galán Marín: cgalan@us.es) 3 Departamento de Matemática Aplicada. E.T.S. Arquitectura. Universidad de Sevilla. Avda. Reina Mercedes 2.

Sevilla 41012, España. 5Escuela Superior de Ingeniería. Universidad de Cádiz. C/ Chile 1. 11002. Cádiz

6Escuela Técnica Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla. Camino de los Descubrimientos s/n. 41092. Sevilla

RESUMEN

Este trabajo estudia cuantitativamente, la utilidad de los patios mediterráneos como sistemas de ahorro energético pasivos y activos. Como el parámetro clave para su utilidad termodinámica se ha diseñado un método que nos permite determinar la temperatura del aire en el interior de un patio. Las condiciones térmicas de cada patio particular vienen definidas tanto por su arquitectura como por su situación geográfica (microclima). El objetivo de esta herramienta es permitir el diseño termodinámicamente-consciente, mediante la cuantificación ahorro energético (y por lo tanto económico) conseguido por una estrategia particular de diseño de un patio específico. Este método ha sido desarrollado a través de la colaboración de un equipo interdisciplinar de arquitectos, matemáticos, ingenieros y expertos en el campo de los procesos termodinámicos (pertenecientes al grupo de Excelencia Investigadora de la Junta de Andalucía 2011- TEP-7985) . Este método se basa en la creación de un modelo numérico de cálculo de elementos finitos que utilizará la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para su desarrollo y de código abierto freefem ++ para su introducción en el programa de ordenador. PALABRAS CLAVES: patio, eficiencia energética, modelización CFD.

COURTYARD AS PASSIVE AND ACTIVE ENERGY EFFICIENCY SYSTEM

IN HOT CLIMATE ABSTRACT This work studies quantitatively, the usefulness of Mediterranean courtyards as passive and active energy saving systems. A method that allows us to determine the temperature of the air within a courtyard is designed, as the key parameter of their thermodynamic utility. The thermal conditions of each particular yard are defined both for its architecture and its geographic location (microclimate). The aim of this tool is to allow thermodynamically-concerned design, by quantifying the energy (and therefore economic) saving achieved by a particular strategy for the design of a specific courtyard. This method has been developed through the collaboration of an interdisciplinary team of Architects, mathematicians, and engineers experts in the field of thermodynamic processes (Group 2011- TEP-7985 Excellence Investigator of Junta de Andalucía). This method is based on the creation of a numerical model of finite elements calculation that will use Computational Fluid Dynamics (CFD) for its development [2] and open source Freefem ++ for its introduction in the computer program. KEY WORDS: courtyard, energy efficiency, CFD modeling.

1. INTRODUCCIÓN El patio es conocido como una estrategia pasiva de la arquitectura tradicional mediterránea, en el que se consigue crear unas buenas condiciones microclimáticas, especialmente en verano. Este microclima es aprovechado por el edificio al que pertenece gracias a las puertas y ventanas que suelen abrirse a él. Se

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consigue, de esta forma, mejorar las condiciones de confort térmico del patio y como consecuencia también del edificio. Pero además de lo anterior, una integración completa del patio en la estrategia activa de climatización del edificio supone un aprovechamiento más eficiente de las propiedades térmicas del patio lo que implica un ahorro energético mucho mayor. Esta integración se consigue, implementando tecnologías actuales a las tradicionales, haciendo que el sistema de climatización del edificio tome aire de este espacio a una temperatura mucho más templada que la del exterior. De esta forma el salto térmico que hay que vencer para llevar ese aire a la temperatura de confort es mucho menor con el consiguiente ahorro energético. Por otro lado al ser la estrategia propuesta mecanizada y automática, permite su uso en grandes edificios contemporáneos (oficinas, hoteles..) en los que la estrategia tradicional de aprovechamiento del patio mediante huecos abiertos a éste no son del todo viables. Para ello es totalmente necesario desarrollar una herramienta que nos permita el conocimiento lo más exacto posible de la temperatura de ese aire dentro del patio así como la influencia que el diseño arquitectónico de los patios pueden ejercer en esa temperatura. De esta manera podremos determinar las potencias necesarias de la maquinaria de climatización y también podremos cuantificar el ahorro energético que un determinado diseño de patio puede conseguir. Dicha herramienta de cuantificación, realizada gracias a la colaboración de un equipo interdisciplinar de arquitectos y matemáticos, asesorados por ingenieros expertos en procesos termodinámicos, es original y se basa en la creación de un modelo numérico de cálculo de elementos finitos que utilizará la dinámica de fluido computacional (CFD, Computational Fluid Dynamics) para su desarrollo [2] y el programa de código abierto Freefem++ para su introducción en los ordenadores. Es importante destacar en aras diferenciar la presente investigación de otras anteriores sobre el microclima dentro de los patios, que este espacio es estudiado como parte del sistema activo de climatización del edificio. Es un mecanismo termodinámico capaz de atemperar el aire que utiliza el sistema de climatización. Como consecuencia nos interesa por esta capacidad objetiva y no tanto por las condiciones de confort que el espacio presenta cuando es usado directamente por las personas. Para los numerosos estudios que han tratado este aspecto, el parámetro clave a estudiar es el PET (Physiological Equivalent Temperature). Este parámetro no es tan relevante en el presente estudio como la temperatura objetiva del aire que es la que al introducirse en el sistema de climatización condicionará su funcionamiento y eficiencia. En este sentido para el PET lo más determinante es la existencia de radiación. Es decir, lo que más influye en la sensación térmica de una persona es la incidencia o no sobre ella de la radiación solar directa. Un día fresco de primavera pero totalmente despejado, puede generar un espacio percibido como muy caluroso por las personas expuestas a la radiación solar directa. Esto es así porque los cuerpos sólidos absorben radiación térmica. Pero esto no es tan determinante para nuestro estudio centrado en la temperatura del aire. El aire es transparente a la radiación y no se calienta directamente por la incidencia solar. Por tanto la temperatura del aire no depende directamente de la incidencia solar, aunque puede influir indirectamente al calentar los cerramientos que pueden transmitir calor al aire por conducción-convección. Para el presente estudio, lo crucial es entender el complejo comportamiento termoaurélico que el aire desarrolla como respuesta a las distintas interacciones físicas y que determinan su temperatura objetiva final. Por otro lado, la demostrada capacidad de los patios de atemperar unos grados la temperatura del aire, supone que en condiciones extremas no alcancen condiciones de confort y la estrategia tradicional de aperturas directas no se pueda beneficiar de sus propiedades. Sin embargo con la estrategia activa propuesta, el patio es útil en cualquier situación. Es decir, un patio en un clima cálido es normal que sea capaz de bajar 7 Cº la temperatura en verano. Si en ese clima hay momentos de días que en el exterior hace 43 Cº, en el patio habrá 36 Cº lo que hace al patio estar igualmente fuera del rango de confort. El edificio con la estrategia tradicional de patio se cerrará igualmente tanto éste como al exterior. Pero aunque el patio sea inhabitable para las personas, para la maquinaria de climatización esa diferencia de temperatura entre el aire exterior y el del interior del patio es muy relevante porque supone un importante ahorro de energía necesaria para la climatización. Este enfoque diferencia la presente investigación de las anteriores y obliga una interacción efectiva entre las disciplinas arquitectónicas, ingenieriles y matemáticas. 1.1 Principios matemáticos. El comportamiento físico del aire a bajas velocidades viene descrito como un particular fluido por las ecuaciones de Navier- Stokes. Estas ecuaciones en derivadas parciales no lineales, que describen el movimiento de un fluido newtoniano, se obtienen aplicando a un volumen de éste los principios de

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conservación de la masa, el momento cinético y la energía. De ellas se deducen, simplificándolas al no considerar determinados factores, las ecuaciones fundamentales de la hidráulica como la de Claireaut (hidrostática) o la de Bernoulli (hidrodinámica). Debido a su complejidad, su resolución analítica exacta sin estas simplificaciones es inviable (constituye uno de los “Seis Problemas del Milenio”). Sin embargo actualmente existe, gracias al desarrollo de los ordenadores, un método útil para afrontar dicha complejidad que está basado en el análisis numérico mediante cálculos computerizados iterativos. Este método arroja una sucesión de valores aproximados que van convergiendo en la solución de la ecuación. Aunque es un método aproximado, si se realiza con cuidado tiene una utilidad demostrada, al comprobarse que los valores que arroja se acercan considerablemente a los datos obtenidos en los procesos físicos reales, por lo que se deduce que los describe correctamente. 1.2 Pertinencia de la investigación. Actualmente existen programas comerciales CFD que permiten obtener modelos aparentemente correctos del aire que nos permite visualizar de forma espectacular el comportamiento de las líneas de flujo obteniendo datos en principio útiles de presiones y velocidades. La protección de los códigos comerciales hace que estos programas constituyan “cajas negras” en los que, al no entender bien las decisiones matemáticas y de programación que han permitido la elaboración del modelo, es muy difícil valorar la fiabilidad de sus resultados. Por otro lado, el interés de la presente investigación en el comportamiento termodinámico de los patios, exige la obtención de modelos que arrojen valores de temperaturas además de presiones o de velocidades. Esto añade aún más complejidad al modelo y hace necesario un entendimiento profundo de su arquitectura y funcionamiento para confiar en su veracidad. Todo lo anterior justifica que desarrollemos nuestro propio código de un modelo numérico original que ha sido elaborado por un miembro de nuestro equipo con experiencia en ellos. Para conseguir mejor calidad en los resultados, el modelo se ha realizado resolviendo cuidadosamente el acoplamiento de las ecuaciones termodinámicas a las hidrodinámicas desde el entendimiento de sus matemáticas. Y utilizando para su cálculo computerizado el programa de resolución de elementos finitos FreeFem++, (con código abierto y en cuyo equipo desarrollador también se ha participado) que permite la adaptación de la malla en cada iteración con lo que se consigue mayor resolución y exactitud de los datos.

2. INVESTIGACIÓN El comportamiento termodinámico y por tanto la distribución de temperaturas en un patio se debe al juego de interacciones termomecánicas entre los paramentos, los elementos del mismo (fuentes, vegetación…) y el aire que circula por ellos. Aunque en un caso real esto genera estructuras complejas en las distribuciones de temperatura, atendiendo sólo al efecto y geometría de sus paramentos, se puede afirmar éstas son consecuencia de la superposición de tres comportamientos básicos [1]. 1. ESTRATIFICACIÓN. En el caso de que las paredes se encuentren a una temperatura menor que la temperatura ambiente, el aire en contacto con ellas se enfría aumentando su densidad y pasando a estratos inferiores que desplazan el aire más cálido a estratos superiores evolucionando a un estado estable (Imagen 1).

Imagen 1: Estratificación

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2. CONVECCIÓN. En caso de que las temperaturas de las paredes sea más cálidas que las del ambiente (por efecto de la radiación por ejemplo), el aire en contacto con ellas se calienta ascendiendo cerca de las paredes y dejando sitio a aire más frio y denso que se abre paso por el centro del patio generando una circulación convectiva (Imagen 2a).

Imagen 2a: Convección

3. PATRONES DE FLUJO. Tanto en la descripción de la estratificación como en el de la convección pura, no se ha considerado la existencia de corrientes de aire incidiendo en el patio (como el viento). Sin embargo este es el otro factor clave para entender su comportamiento termodinámico. Especialmente en él la forma del patio tiene una importancia capital. Las estructuras de las corrientes (líneas de flujo), y por tanto las distribuciones de las temperaturas, dependen sobre todo de un factor formal denominado Profundidad (4) que podemos definir como la altura dividida entre la anchura del patio P=h/a (Image 2.b).

Imagen 2b: Convección

2.1 La importancia de la profundidad. Hemos puesto a prueba nuestro modelo numérico simulando tres geometrías de patios con tres profundidades distintas consiguiendo reproducir en líneas generales pero con mayor resolución los resultados obtenidos por S. Álvarez y F. J. Sánchez de la Flor de la ETSII (Grupo de Termotecnia) de la Universidad de Sevilla en sus estudios realizados sobre el tema con otros modelos numéricos y que fueron contrastados y ratificados en túnel de viento [8]. En ellos se observa que para patios de proporciones muy abiertas con P < 1 (Image 3), se crean estructuras de recirculación muy altas que no ocupan la totalidad del patio por lo que no impiden la penetración completa de las líneas de flujo en el espacio del mismo. Esto implica que la distribución de temperaturas del aire en el interior del patio, no difieren demasiado de las del exterior pues las condiciones son similares.

h

a

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Imagen 3: Patrón de flujo de patio de baja profundidad P<1

Para entornos de P = 1 (Image 4), se crean distribuciones térmicas distintas a las del exterior. La geometría cuadrada del patio induce la formación de un remolino central que ocupa la totalidad de su anchura. Este evita, en cierto grado, la entrada directa de aire exterior permitiendo que el aire del patio evolucione diferenciándose termodinámicamente del exterior. Los paramentos frescos gracias a la baja insolación y la radiación nocturna, junto al tan mediterráneo enfriamiento evaporativo producido por la vegetación o las láminas de agua, consiguen el efecto de bajar la temperatura de este aire confinado del patio durante el verano. Pero como el aire es muy aislante, una situación de confinamiento excesivo del mismo podría llevar también a situaciones de sobrecalentamiento como consecuencia de aportes térmicos (radiación, maquinaria…). Sin embargo el remolino también permite una completa considerable recirculación del aire del patio lo que evita estos problemas. Esta geometría, como veremos, no es la única posible para conseguir un buen comportamiento termodinámico del patio. Pero a la luz de los datos obtenidos, sí parece una de las más seguras para conseguirlo si no se quiere o se puede profundizar mucho en un diseño termodinámicamente más sofisticado.

Imagen 4: Patrón de flujo de patio de media profundidad P=1

Para patios muy profundos con P > 1 (Image 5), la entrada de aire exterior cae drásticamente en las zonas bajas del mismo. El vórtice situado en zonas centrales y llenando la totalidad del patio en el caso anterior, se ha desplazado ahora a la zona superior, ocupando sólo una zona pequeña por encima del espacio del patio y convirtiéndose en un tapón que dificulta mucho la penetración de las líneas de flujo a las partes inferiores. Por tanto, por los motivos que antes comentamos, existe el peligro de sobrecalentamiento de estas zonas bajas si no se fuerza de alguna manera una mínima circulación de aire que permita la renovación del mismo.

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Imagen 5: Patrón de flujo de patio de alta profundidad P>1

2.2 Entendiendo la tradición.

Repasando las tipologías históricas de patios, constatamos que los muy abiertos y poco profundos con P < 1 (Image 6), como los usuales en las abadías medievales, son propio en climas septentrionales menos cálidos que los mediterráneos. Puede que su habitual ubicación fuera de las limitaciones que suelen imponer los cascos urbanos ayude a explicar su generoso uso del espacio. Pero también es cierto que, como vimos más arriba, estos patios no funcionan tan bien termodinámicamente para atemperar el aire como otros más cerrados y profundos. Su uso en estos lugares se puede explicar por adaptación al clima donde se prima la búsqueda de soleamiento. Además, como ha estudiado Antón Capitel [3], su ubicación descentrada y casi marginal como elemento independiente en la planta, lo convertían más en un elemento exterior rodeado de galerías más que como un espacio central y articulador de la arquitectura del edificio.

Imagen 6: Patio de baja profundidad de la catedral de Santiago de Compostela, España.

En climas más cálidos como el mediterráneo, es usual profundidades de patio alrededor de P = 1 (palacios en Roma, casas patio nobles de Sevilla…). Y la posición dentro de la planta suele ser más centrada constituyendo el núcleo espacial y funcional que organiza la arquitectura del edificio (Image 7). Pero además, como vimos, esta profundidad de patio permite un funcionamiento termodinámicamente equilibrado, capaz de reducir la temperatura del aire dentro del mismo. Por tanto, además de para ventilar e iluminar el edificio, su uso se puede entender como estrategia pasiva de climatización. Podemos decir que estos tradicionales patios

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mediterráneos no sólo son el eje articulador de la arquitectura de los edificios, sino también de su estrategia termodinámica de adaptación al clima. La presente investigación no hace sino cuantificar algo que la tradición sabe desde hace al menos 4.000 años, permitiendo una utilización más consciente y por tanto eficiente de la misma estrategia [4].

Imagen 7: Patio de media profundidad del Palacio de Farnesio. Roma Antonio da Sangallo “El Joven” y Miguel Ángel.

Es también muy común en la edificación mediterránea más popular la existencia de patios profundos con P > 1. Según los patrones de flujo estudiados para esta geometría, las líneas de flujo del viento sobre el patio penetran poco de forma natural en la profundidad del mismo, quedando las zonas bajas poco ventiladas y con riesgo de sobrecalentamiento (imagen 8).

Imagen 8: Patio alta profundidad. Vivienda en calle Leoanto 9, Sevilla

Para explicar esta diferencia, primero es necesario subrayar que estos modelos CFD los hacemos suponiendo los paramentos del patio totalmente estancos. Y segundo, que la temperatura adimensional en el patio a tres alturas distintas del mismo (Temperatura adimensional ∅, ) revela comportamientos diferentes a medida que aumentamos la profundidad P considerando el patio como fuente térmica [8] (Imagen 9).

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Imagen 9: Temperatura adimensional según profundidades en patios funcionando como fuentes térmicas

Esta investigación fue complementada considerando el patio como sumidero térmico y obteniendo una caracterización del comportamiento térmico de los patios que se corresponde bien con los profundos patios mediterráneos [9]. Estos al estar muy sombreados y tener por tanto sus muros una temperatura inferior a la del aire, se comportan usualmente como sumideros térmicos más que como fuentes térmicas (imagen 10).

Imagen 10: Temperatura adimensional según profundidades en patios funcionando como sumideros térmicos

Observando el funcionamiento real de estas viviendas populares y de sus profundos patios (casas en Sevilla, Córdoba, y en general en todo el arco Mediterráneo), constatamos que esto es exactamente lo que hacen (Image 10). Las fachadas a estos patios no suelen ser estancas, pues estos patios son necesarios para ventilar las piezas que lo rodean. Y algunas de estas piezas también dan a la calle lo que asegura una ventilación cruzada en las mismas y la necesaria renovación del aire del patio. Lo que es más fácil en estos patios que suelen ser pequeños en dimensiones (viviendas populares) y cuyo volumen de aire no es grande [5]. Incluso muchos de ellos tienen una corriente constante desde la base del patio al exterior lo que asegura siempre la renovación. Son los tradicionales zaguanes permanentemente abiertos al patio y a la calle (Image 11). Esta corriente hace que el aire con mejores condiciones situado más arriba descienda homogeneizando y mejorando las condiciones termodinámicas del patio.

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Imagen 11: Temperatura adimensional según profundidades en patios funcionando como sumideros térmicos

Por otro lado, las paredes de estos patios estrechos reciben poca insolación por lo que es factible que su temperatura superficial sea más baja que la del aire del patio. Por ello es más difícil el sobrecalentamiento y más probable que en estos espacios sea más determinante el fenómeno de estratificación del aire que el de convección o el de patrones de flujo. Y la estratificación hace que la temperatura en las zonas bajas del patio sea menor que en las altas, efecto que contrarresta al producido por los patrones de flujo antes descrito en estos patios profundos.

3. RESULTADOS La potencia de cálculo del modelo numérico generado no se restringe a la descripción de las condiciones termodinámicas de situaciones simplificadas como las vistas. Su utilidad fundamental reside en poder abordar situaciones más complejas, como suelen ser las reales en los edificios, en donde los comportamientos descritos (estratificación, convección, patrones de flujo y geometría-profundidad) están acoplados de forma que el resultado no es fácilmente previsible como suma de estos fenómenos parciales. De hecho esto último es una de las posibles definiciones de la complejidad. Y la novedad que aporta la presente investigación es afrontar objetivamente y cuantificar gracias a las nuevas herramientas informático-matemáticas esta forma concreta de complejidad sin la parafernalia subjetiva que suele acompañar este término en los textos de arquitectura [6].

3.1 Herramienta de proyectos ecoeficientes. En este sentido y para terminar de contrastar el modelo de forma más exigente, se realiza la simulación numérica del funcionamiento conjunto de dos patios pertenecientes a un edifico real concreto del que poseemos suficiente caudal de datos (Image 12-13). Se compara las temperaturas reales monitorizadas en el edificio construido con las virtuales obtenidas a partir de la simulación. Esto nos permitirá también entender el funcionamiento de la estrategia termodinámica de concatenación de patios que se ha empleado en este edificio (Image 14).

Imagen 12-13: Exterior de Hotel Monte Málaga. Patio profundo de Hotel Montemálaga

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En primer lugar, tal y como se aprecia en la sección (Image 15), tenemos un gran patio de manzana con profundidad cercana a uno (P = 0,8). Del fondo del mismo parte otro patio más profundo. Este segundo patio tiene una profundidad mucho mayor (P = 3). Lo que nos interesa saber es la temperatura a la altura media del patio profundo pues desde aquí, mediante una entreplanta técnica, se toma el aire con el que se ventilan y climatizan los salones y zonas comunes del edificio (Image 14).

Imagen 14: Patios de Hotel Montemálaga con sus profundidades.

Estudiamos ahora los resultados de la simulación realizada para el presente trabajo en la que hemos añadido el viento y por tanto los patrones de flujo a todos los demás factores ambientales correspondiente a las condiciones exteriores del día 27/04/2010 (ver figura 15). Hay que tener en cuenta que nos encontramos en realidad ante el estudio de un patio complejo suma de dos patios más sencillos. Uno, el grande de manzana con una proporción cuadrada (P cercano a 1) y otro más profundo, que parte del fondo del anterior, con una profundidad P mucho mayor (P=3). Se observa que durante el día, las paredes del patio tienen una temperatura considerablemente inferior a la exterior comportándose como un sumidero térmico. El aire exterior más cálido en contacto con estas paredes es rápidamente enfriado cayendo a plomo al fondo del patio por su mayor densidad. Por tanto estamos ante un fenómeno de estratificación que acumula aire fresco en el patio. Este alcanza durante las horas medias del día una temperatura sensiblemente inferior a la del exterior. Por la tarde, la temperatura de las paredes aumenta por la radiación especialmente en el patio grande de manzana. Al convertirse las paredes del patio en foco térmico, los penachos de flujos de aire calientes ascienden interactuando con los patrones de flujos inducidos por el viento. Por tanto por la tarde y sobre todo por la noche, como las temperaturas exteriores bajan, muchos días al año, las temperaturas en el patio son superiores a las exteriores. Es lo que muestra la monitorización de las temperaturas del día 05/05/2010, pero no las del día de estudio 27/04/2010, donde las temperaturas del patio tanto real como simulado en el punto de control también bajan lo suficiente como para no cruzarse con las del exterior, manteniéndose siempre por debajo de estas, aunque por escaso margen (ver figura 16).

Imagen 15: Modelo numérico del patio del hotel Monte Málaga. Simulación de estratificación.

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Figura 16. Gráfico comparativo de las temperaturas monitorizadas el día 27/04/2010 en el exterior del edificio,

las monitorizadas en el interior del edificio y las calculadas por el modelo numérico generado a partir de las condiciones exteriores reales monitorizadas y la geometría del edificio.

4. CONCLUSIONES Se comprueba por tanto que el modelo es útil para reproducir correctamente el comportamiento termodinámico del el edificio real, constatándose que las temperaturas del aire en los patios profundos, como los comunes en el mediterráneo, son sensiblemente más templadas que las del exterior. Disponer de esta herramienta de cálculo que cuantifique los beneficios térmicos de estos espacios, abre la posibilidad al diseño de nuevos edificios más ecoeficientes sin ningún sobrecoste, al utilizar una versión puesta al día, tecnificada y paramétrica de la ancestral estrategia tradicional del patio mediterráneo. El efecto beneficioso de la arquitectura tradicional que utiliza los patios como espacio atemperante del edificio que lo contiene, es algo conocido. El objetivo del presente artículo es por lo tanto mostrar ejemplos en los que este efecto se ha podido medir por parte de los autores, al tiempo que se hace hincapié sobre la importancia de hacer un estudio detallado para la cuantificación del efecto. La dificultad inherente a la transferencia de calor en edificios en la que existen multitud de cerramientos, entradas y salidas de aire, sombreamiento debidas al propio edificio así como del entorno del mismo, etc., obliga a la utilización de herramientas de cálculo muy complejas si se pretende llegar a una exactitud de resultados suficiente para poder extraer conclusiones que ayuden al diseño de edificios (concretamente de sus patios). En este sentido, en este artículo se ha querido destacar el papel que juegan los patios en el acondicionamiento del edificio, y dado que en ellos la transferencia de calor está dominada por el movimiento de aire que pueda darse en el mismo, su cálculo preciso es primordial. Este cálculo preciso del movimiento de aire debe hacerse necesariamente a través de técnicas de CFD. En configuraciones concretas de patios, y movimiento de aire, se puede caracterizar dicho movimiento, como se ha explicado en el artículo, de forma que se evita la necesidad antes indicada de simulación mediante técnica CFD. Así, usando correlaciones, puede llegarse a una solución aproximada mucho más rápida y fácil de obtener.

27 de April del 2010

Temperatura monitorizada en el exterior de edificio real. Temperatura monitorizada en el interior del patio real. Temperatura del el interior del patio según modelo numérico del edificio a partir de la geometría y de las condiciones reales exteriores monitorizadas.

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5. REFERENCIAS [1] S. Alvarez Dominguez, J.L. Molina Felix, J.M. Salmerón, F. J. Sánchez de la Flor: Stimulating Increased Energy Efficiency and Better Building Ventilation-Asiepi. Stimulating Increased Energy Efficiency and Better Building Ventilation. Bruselas, Bélgica. Inive Eeig. 2010. [2] T. Chacón Rebollo,. An analysis technique for stabilized finite element solution of incompressible flows. M2AN Math. Model. Numer. Anal. vol 35 n. 1 57--89 (2001). [3] A. Capitel. La Arquitectura del Patio. Editorial Gustavo Gili. Barcelona. ISBN: 84-2522006-8. (2005) [4] S. Giedion. El presente Eterno2: Los Comienzos de la Arquitectura. Editorial Alianza Forma. Madrid ISBN:97-88420670225 (1981) . [5] J.R. Sierra Delgado. La casa en Sevilla. 1976-1996 Fundación El Monte, Sevilla 1996. [6] J.M. Rojas Fernández, L. Domínguez Hernández. Racionalidad y realismo en la Arquitectura Contemporánea. Ponencia en el Congreso de Arquitectos de España 2009. Consejo Superior de Arquitectos de España. Valencia. Julio 2009. [7] J.M. Rojas Fernández, L. Domínguez Hernández. Experiencias Catalizadoras. Dos experiencias Concretas Generadoras de una Renovación Urbana Sostenible. Ponencia en Congreso SBMad10. Congreso Internacional sobre Edificación Sostenible. Revitalización y Rehabilitación de Barrios. Green Building Council España. Ministerio de la Vivienda. Gobierno de España. Madrid. Abril 2010. [8] Sánchez F., 2003. Modificaciones Microclimáticas Inducidas por el Entorno del Edificio y su Influencia sobre las Demandas Energéticas de Acondicionamiento. Tesis doctoral. Universidad de Sevilla, ETSII. [9] Rojas J. M., Galán-Marín C., Fernández-Nieto E.D. Parametric study of thermodynamics in the Mediterranean courtyard as a tool for the design of eco-efficient buildings. Energies 2012, 5(2), doi:10.3390.