Análisis térmico de una vivienda económica en clima cálido-seco bajo diferentes orientaciones y medidas de sombreado

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Análisis térmico de una vivienda económica en clima cálido-seco bajo diferentes orientaciones y medidas de sombreado

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Title: Análisis térmico de una vivienda económica en clima cálido-seco bajo diferentes orientaciones y medidas de sombreado
Author: Solís, D.
Abstract: El clima predominantemente en el norte de México es el cálido-seco, el cual puede llegar incluso a ser extremoso, por lo que el nivel de adaptación de las viviendas afecta sensiblemente la necesidad de enfriamiento. A continuación se presenta un estudio térmico, mediante el programa DesignBuilder, de seis viviendas económicas de 30 m2 con alta carga térmica interna, ubicadas en ciudades del norte de México, una por cada estado fronterizo. El objetivo es cuantificar el efecto de la orientación y del sombreo en el confort a través de un índice de confort térmico, en caso de no contar con climatización, y del consumo de energía eléctrica, en caso de contar con ella. Las viviendas forman un fraccionamiento que presenta esquema pareado, de manera que a cada vivienda con fachada en cierta orientación le corresponde otra con disposición antípoda, por lo que el análisis considera orientaciones en par y los resultados son los promedios de ambas. El par de orientaciones Norte-Sur (N-S) arrojó los mejores resultados, mientras que el par Este-Oeste (E-O) obtuvo los más bajos, con un consumo anual promedio por climatización de, aproximadamente, 11% más respecto al primer par. El sombreo se analizó exclusivamente para el par N-S, dando como resultado poca reducción en el consumo eléctrico anual para aleros y persianas externas, alrededor de 3%, mientras que el sombreado completo promedió 14%. El uso de alero y sombreado general también se simuló utilizando una carga térmica interna reducida y se obtuvieron ahorros porcentuales similares. Se concluye que, a pesar de que las viviendas dentro del fraccionamiento presentan orientaciones pareadas, el impacto de las mismas no se anula, por lo que la elección de las orientaciones del conjunto afecta sensiblemente la necesidad de enfriamiento. Por su parte, el sombreo, aunque es una técnica muy útil en la mayoría de los casos, en éste en particular requiere de ser total para ser eficiente por sí mismo.
Description: The predominant climate in the north of Mexico is the hot-dry, which sometimes is extreme. The adaptation level of housing in such a climate significantly affects the need for cooling. Using DesignBuilder, a thermal study is made on an economic house of 30 m2 with high internal heat load in six cities belonging to each of six northern Mexican border states. The aim is to quantify the effect of orientation and shading on comfort, through a thermal comfort index if there is not air conditioning and power consumption if the house is conditioned. The houses form a settlement with a paired scheme, so that each home with some façade´s orientation, presents another house with antipodal orientation, so the analysis considers orientations in pairs and the results are averages. The North-South (N-S) orientations pair was the best, while the East-West (E-W) was the worst, with about 11% higher annual air-conditioning consumption compared with the first. The shading is analyzed exclusively for the pair N-S, resulting in annual electricity consumption reduction for eaves and external shutters, around 3%, while complete shading averaged 14%. The use of eaves and general shading eaves was also simulated considering low internal thermal load, obtaining similar percentage savings. The conclusion are than although the houses within the settlement have paired orientations, the effect does not cancel each other, and the choice of the orientations of the settlement affects significantly the need for cooling. Despite the shading is a very useful technique in most cases, requires being complete to be useful by itself in this one.
URI: http://10.0.0.98/xmlui/handle/1/1613
Date: 2010

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