Impacto de los cortasoles verticales en la velocidad de viento y la distribución del flujo de aire interior en función de modelos de confort térmico adaptativo

dc.contributor.advisor	Marín Restrepo, Laura	es
dc.contributor.advisor	Arias Jiménez, Nelson Manuel	es
dc.contributor.advisor	T(E) 720.47 B391 2022	es
dc.contributor.author	Bedoya Vásquez, Daniel
dc.contributor.editor	Universidad del Bío-Bío. Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño (Chile)	es
dc.date.accessioned	2023-06-16T21:12:11Z
dc.date.available	2023-06-16T21:12:11Z
dc.date.issued	2022
dc.description	Tesis (Magister en Hábitat Sustentable y Eficiencia Energética) -- Universidad del Bío-Bío. Concepción, 2022.	es
dc.description.abstract	Las ciudades tropicales cuentan durante todo el año con altos niveles de radiación solar sobre las superficies edificadas, lo cual solo se ve condicionado por el factor de nubosidad propio del clima de cada región específica. Debido a esto, la arquitectura tropical ha adoptado un lenguaje propio, empleando dispositivos de sombreado que disminuyen la incidencia directa del sol en vanos y paños vidriados, controlando de esta forma el ingreso de la radiación solar directa en los espacios habitables. Sin embargo, aunque estos dispositivos protegen del impacto del sol, afectan directamente el desempeño de la ventilación natural, que pudiese aplicarse como estrategia pasiva para acondicionar ambientes interiores, especialmente en climas templados húmedos, donde las temperaturas exteriores permiten su aplicación durante todo el año. El objetivo de esta investigación es analizar el impacto de los dispositivos verticales de sombreado exterior en la distribución de la velocidad del viento interior, tomando como contexto de estudio el clima templado húmedo de la ciudad de Medellín, Colombia. La evaluación de desempeño se realizó a partir del modelo de confort térmico adaptativo ASHRAE 55 de 2017, el cual permitió establecer la incidencia de las variables de diseño de los dispositivos de sombra en la ventilación natural resultante y por defecto en el confort térmico interior. Para alcanzar el objetivo, primero se analizaron dispositivos de sombra comerciales, identificando las variaciones de longitud de los cortasoles. A partir de esto, se determinó una relación fija de separación entre cortasoles y longitud del cortasol de 0.5, con el fin de asumir unas condiciones de exposición solar constantes. Se empleó la simulación de CFD para determinar la variación de la velocidad del viento y su distribución al interior del espacio. Estas velocidades se asumieron como un caudal fijo durante todo el año para simular el comportamiento térmico, para su posterior evaluación bajo el modelo de confort térmico adaptativo. Los resultados muestran que para una velocidad exterior de 2.45 m/s, la distribución y las velocidades de viento interior se ven afectadas por la densidad de dispositivos en fachada, a menor separación entre dispositivos, mayor fricción y menor ingreso de viento. El impacto sobre el confort térmico a partir de las velocidades del viento obtenidas se ve afectado por el aumento del rango de temperatura de confort, descrito por el modelo ASHRAE 55 de 2017 (1.2°C para una velocidad de 0.6 m/s), con un aumento de alrededor de 876 horas anuales de confort térmico. Sin embargo, el impacto del caudal de viento obtenido sobre las temperaturas operativas del espacio presenta una baja afectación sobre el confort, alrededor de 87 horas anuales dentro del rango. En función de estos resultados se plantean criterios de diseño arquitectónico, determinando una eficiencia del dispositivo en función del área libre para ventilación natural y un distanciamiento mínimo entre dispositivos de sombreado, generando un atributo adicional al diseño de sombreado exterior como estrategia pasiva de confort térmico.	es
dc.description.abstract-2	Tropical cities have high levels of solar radiation on building facades throughout the year. Consequently, tropical architecture uses shading devices to reduce solar exposure in openings and glazed panels for controlling direct solar radiation into spaces. However, while these devices protect from the sun, they affect the natural ventilation that could be applied as a passive cooling strategy, especially in humid temperate climates where outdoor temperatures favour their use throughout the year. This paper aims to analyse the impact of vertical solar shading on indoor thermal comfort based on its effect on airspeed and airflow distribution in the humid temperate climate of Medellín (6.25°N), Colombia. The evaluation was based on the ASHRAE-55 adaptive thermal comfort model to establish the incidence of shading devices on natural ventilation and therefore, on indoor thermal comfort. First, commercial shading devices were analysed, identifying the variation in their lengths. Based on this, a fixed ratio of 0.5 between the solar shading spacing and its length was determined to adopt similar solar radiation conditions. Five configurations of solar shading spacing/length were defined. Then, CFD simulation was used to establish the airspeed variation and its distribution within a space. Finally, these speeds were assumed as a fixed airflow throughout the year for simulating thermal performance, which was then analysed under the adaptive thermal comfort model. The results show that for an outdoor speed of 2.5 m/s, the airflow distribution and speed are affected by the density of the solar shading, the lower the separation between devices, the higher the friction and the lower the entry of wind. Thermal simulations with the airflow estimated show a slight change in operating temperatures is identified, increasing comfort hours by about 1-2% per year, being higher in the configuration with the longest spacing. Moreover, when considering the effect of air speeds on thermal comfort as described by ASHRAE 55 (1.2°C for a speed of 0.6 m/s) hours in comfort decrease around 9% per year in the configuration with the smallest spacing. Based on these results, an efficiency for the solar shading is suggested in function on the free area for natural ventilation and a minimum spacing between shading devices. This is expected to be useful as an input for solar shading design as a passive strategy in humid temperate climates, considering not only solar protection but also natural ventilation.	en
dc.identifier.uri	http://repobib.ubiobio.cl/jspui/handle/123456789/4005
dc.language.iso	es	es
dc.subject	CORTASOLES VERTICALES	es
dc.subject	VENTILACION NATURAL	es
dc.subject	CLIMA TROPICAL	es
dc.subject	CONFORT TERMICO	es
dc.subject	ADAPTATIVO	es
dc.subject	CFD	es
dc.title	Impacto de los cortasoles verticales en la velocidad de viento y la distribución del flujo de aire interior en función de modelos de confort térmico adaptativo	es
dc.type	Tesis	es