Análisis de Data Climática

MSc Ing. Timo Márquez

Marzo 18 2013Escuela de Arquitectura

Análisis de Data Climática

MSc Ing. Timo Márquez

Marzo 18 2013Escuela de Arquitectura

Objetivos

• Conocimiento de variables de data climática (temperatura, radiación, etc.)

• Interpretación de data climática y estrategias pasivas de diseño.

• Uso de carta psicrométrica• Uso de software Weather Tool

Links recomendados:http://wiki.naturalfrequency.com/Software: Weather Tool (paquete de Ecotect)

Conocimiento de variables de data climática (temperatura, radiación, etc.)Interpretación de data climática y estrategias pasivas

psicrométrica.Tool.

Repaso: Bienestar Térmico

• Variables significativas para determinan bienestar térmico• Cuantificar el grado de bienestar térmico • Temperatura radiante, del aire y operativa

Repaso: Bienestar Térmico

Variables significativas para determinan bienestar térmicoCuantificar el grado de bienestar térmico Temperatura radiante, del aire y operativa

Análisis Climático • El análisis de la data climática

del sitio aporta información para evaluar estrategias de diseño y mejorar el bienestar térmico.

• Está tiene que venir de una estación meteorológica.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Weather_Station_USDA.jpg

El análisis de la data climática del sitio aporta información para evaluar estrategias de diseño y mejorar el bienestar térmico.

Está tiene que venir de una

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Windy_Umbrella.jpg

Árido

Intertropical

Alta de montaña

Mediterráneo

Polar

Análisis Climático: Tipos de Clima

No se produce precipitación

Ventilación, Humectación, Bloqueo Solar

Alta temperatura con pocas variaciones

Ventilación, iluminación, precaución humedad

Alta de montaña Bajas temperaturas Aislamiento, ganancias solares

Se distinguen las estaciones

Diseño verano e invierno, aislamiento, protección solar

Temperaturas bajo 0 Aislamiento, factor de forma

Análisis Climático: Variables

Variables necesarias para un análisis climático:

1. Radiación Solar (W/m2): Conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol.

2. Temperatura bulbo-seco (°C): Temperatura medida con un termómetro convencional.

3. Humedad relativa (%): Cantidad de vapor de agua en el aire.

4. Velocidad y dirección del aire

5. Albedo (%): Coeficiente de reflectividad de una superficie.

Análisis Climático: Variables

Variables necesarias para un análisis climático:

): Conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol.

C): Temperatura medida con un

(%): Cantidad de vapor de agua en el aire.

Velocidad y dirección del aire (m/s):

(%): Coeficiente de reflectividad de una superficie.

Análisis Climático: Radiación Solar

•Incrementa ganancias de calor en invierno.•Impacto sobre iluminación•Posible recalentamiento en verano

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Hr

20

24

Hr

20

24

Análisis Climático: Radiación Solar

Aspectos en Diseño:• Distancias entre edificios• Área de fachadas y orientación• Relación Ventana-Muro

W/ m²

<0100200300400500600700800900+

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

0

200

400

600

800

1000

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

3640

4448

52

4

8

12

16

20

0

200

400

600

800

1000 Temuco, Chile

Análisis Climático: Radiación Solar

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

48

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

48

4

8

12

16

20

24

0

200

400

600

800

1000

Hr

16

20

24

Hr

16

20

24

Maracaibo, Venezuela¿Por qué es mayor la radiación difusa?

Análisis Climático: Radiación Solar

Wk

4852Wk

4852

W/ m²

<0100200300400500600700800900+

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

0

200

400

600

800

1000

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

24

28

32

36

4044

4852

4

8

12

0

200

400

600

800

1000

Software: weather tool

Análisis Climático: Radiación Solar

¿Que se puede observar de la siguiente data?

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

4

8

12

16

2024

0

200

400

600

800

1000

Wk

Hr

W/ m²

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

4

8

12

16

2024

0

200

400

600

800

1000

Hr

2024

Hr

2024

Análisis Climático: Radiación Solar

¿Que se puede observar de la siguiente data?

Wk52Wk

52

W/ m²

<0100200300400500600700800

900+

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

4

8

12

16

20

0

200

400

600

800

1000

Wk

W/ m²

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

4

8

12

16

20

0

200

400

600

800

1000

Análisis Climático: Temperatura y HR%

• Relación entre temperatura/humedad y rangos de bienestar. • Determinante para calcular demandas energéticas• Como adaptarse a fluctuaciones durante el día y año.

Jan14th 28th

Feb14th 28th

Mar14th 28th

Apr14th 28th

May14th 28th

Jun14th 28th

Jul

-10

0

10

20

30

40

°C DRY BULB TEMPERATURE - Temuco, Chile

Temuco, Chile

Análisis Climático: Temperatura y HR%

Relación entre temperatura/humedad y rangos de bienestar. Determinante para calcular demandas energéticasComo adaptarse a fluctuaciones durante el día y año.

14th 28thAug

14th 28thSep

14th 28thOct

14th 28thNov

14th 28thDec

14th 28th

1st January to 31st December

-10

0

10

20

30

40

°C

Análisis Climático: Temperatura y HR%

Wk

Hr

°C

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

48

1216

2024

0

10

20

30

40

50

Wk

Hr

°C

4

8

12

16

20

2428

3236

4044

4852

48

1216

2024

0

10

20

30

40

50

Temuco, Chile

Análisis Climático: Temperatura y HR% °C

<0510152025303540

45+

%

<0102030405060708090+

Wk

Hr

%

4

8

1216

202428323640444852

48

12162024

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Wk

Hr

%

4

8

1216

202428323640444852

48

12162024

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Análisis Climático: Viento

• Puede mejorar o empeorar bienestar térmico• Incrementa filtraciones

Análisis Climático: Viento

9amWind 3pm

Wind

Software: weather tool

Análisis Climático: Albedo Absorbe o refleja porcentaje de radiación.

Pintura verdeLadrillo rojo

Pintura blancaHoja de aluminio

Viento Puede mejorar o empeorar bienestar térmico. Incrementa filtraciones dependiendo de calidad constructiva

9amWind

Análisis Climático:

Identificar a Calama, Punta Arenas y Temuco

Software: weather tool

Carta Psicrométrica Sobre un Diagrama psicrométrico traza una zona de confort higrotérmico para invierno y verano. Luego propone otras zonas donde es posible alcanzar el confort mediante la incorporación y/o aplicación de estrategias de diseño pasivo.

EDIFICIOS PARA HABITACIÓN HUMANA EN CLIMAS HÚMEDOS. Evaluación y propuesta de medidas para la mitigación. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Climograma_de_givoni_argentina.png

1. La carta psicrométrica provee una representación gráfica del estado o condición del aire en un momento especifico.

2. Juega un rol importante en un diseño bioclimático del espacio.

Sobre un Diagrama psicrométrico traza una zona de confort higrotérmico para invierno y verano. Luego propone otras zonas donde es posible alcanzar el confort mediante la incorporación y/o aplicación de estrategias de diseño

Carta psicrométrica

Carta psicrométrica

Carta psicrométrica: ejemplo

• Clima de Temuco

DBT(°C) -5 0 5 10 15 20

Comfort

Psychrometric ChartLocation: Temuco, ChileData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T ool

Carta psicrométrica: ejemplo

20 25 30 35 40 45 50

AH

5

10

15

20

25

30

Comfort

Carta psicrométrica: ejemplo

• Clima de Santiago

DBT(°C) -5 0 5 10 15

Psychrometric ChartLocation: SANTIAGO, CHLData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T oo l

Carta psicrométrica: ejemplo

20 25 30 35 40 45 50

AH

5

10

15

20

25

30

Comfort

Carta psicrométrica: ejemplo

• Clima de Aeropuerto Maiquetia (Vzla)

DBT(°C) -5 0 5 10 15

Psychrometric ChartLocation: CARACAS, VENData Points: 1st January to 31st DecemberWeekday Times: 00:00-24:00 HrsWeekend Times: 00:00-24:00 HrsBarometric Pressure: 101.36 kPa© W eather T ool

Carta psicrométrica: ejemplo

Clima de Aeropuerto Maiquetia (Vzla)

20 25 30 35 40 45 50

AH

5

10

15

20

25

30

Comfort

Carta psicrométrica: estrategias pasivasMediante la carta psicrométrica se pueden plantear posibles estrategias pasivas:

Evaluar las siguientes condiciones en base a la superposición de la data climática en la carta psicrométrica

Se puede aprovechar la irradiación solar en invierno

Se necesita proteger de las temperaturas del exterior (invierno / verano)

Que efecto tienen una ventilación natural

Que pasa si la humedad relativa está fuera de rango de confort

Carta psicrométrica: estrategias pasivasMediante la carta psicrométrica se pueden plantear posibles estrategias pasivas:

Evaluar las siguientes condiciones en base a la superposición de la data climática en psicrométrica

Solo puede hacer algo si se colocan captadores solares (colectores)

Se necesita proteger de las temperaturas del Que impacto tendría colocar aislante en la envolvente

Cual sería el orden de importancia de estrategias pasivas

Cual pudiese ser una buena relación ventana pared

Software: Weather Tool

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10

0

10

20

30

40

°C MONTHLY DIURNAL AVERAGES - San Francisco, California - USA

Weekly SummaryMa ximum T e mpe rature (°C)Location: Temuco, Chile (-38.8°, -72.6°)© W eather T oo l

Hr

2024

Hr

2024

0.0k

0.2k

0.4k

0.6k

0.8k

1.0k

W/ m²

Weekly SummaryMa ximum T e mpe rature (°C)Location: Temuco, Chile (-38.8°, -72.6°)

°C

<051015202530354045+

Wk

48

1216

2024

2832

3640

444852

48

1216

0

10

20

30

Wk

48

1216

2024

2832

3640

444852

48

1216

0

10

20

30