Estudio sobre protecciones solares en envolventes, incidencia lumínica y radiación en el interior de los edificios

T abajo in de G ado Au o a: Raquel Jiménez Lupiáñez Di ec o : Jaime Na a o Casas G ado en Fundamen os de la A qui ec u a. ETSAS. [02-07-2015] ESTUDIO SOBRE PROTECCIONES SOLARES EN ENVOLVENTES Incidencia lumínica y adiación en el in e io de los edi icios ÍNDICE ÍNDICE ........................................................................................................ 0 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 2 1.1 Mo i ación ......................................................................................... 2 1.2 Rele ancia y opo unidad ................................................................... 3 1.3 Obje i os gene ales y especí icos ........................................................ 4 2. ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 5 3. METODOLOGÍA .................................................................................... 42 3.1 Ob ención de in o mación écnica ..................................................... 42 3.2 Campaña de mediciones .................................................................. 42 3.3 Simulación in o má ica ..................................................................... 44 3.4 Calib ación del modelo i ual .......................................................... 45 3.5 Aplicación a un caso de es udio ........................................................ 45 3.5.1 Ob ención de in o mación del caso de es udio ............................ 47 3.5.2 Campaña de mediciones ............................................................ 50 3.5.3 Simulación in o má ica ............................................................... 52 3.5.4 Calib ación del modelo i ual .................................................... 56 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................... 59 5. CONCLUSIONES ................................................................................... 70 6. IDEAS PARA AMPLIAR EL TRABAJO DESARROLLADO ............................... 72 7. BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 73 A ículos: ............................................................................................ 73 Lib os: ................................................................................................ 74 Páginas Web: ...................................................................................... 74 ANEXO...................................................................................................... 75 Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 1 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 2 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 1. INTRODUCCIÓN 1.1 Mo i ación El pano ama ac ual es á demandando un cambio en la o ma de hace a qui ec u a; hoy en día buscamos la máxima e iciencia ene gé ica pa a los edi icios, pa a ello lle amos a cabo dis in os p ocedimien os; disminución de las necesidades de consumo de ene gías p ima ias, máxima op imización del endimien o de los apa a os que ins alamos en nues os edi icios, con ol de la ins alación en unción de las necesidades del usua io y del p opio edi icio. ¿Qué ha mo i ado es a búsqueda? Desde el Consejo Eu opeo, y en nues o caso a a és de la Jun a de Andalucía, nos llega la in o mación de una nue a es a egia de c ecimien o in eligen e, sos enible e in eg ado; conocido como Obje i o 20-20-20, la Conseje ía de Empleo (AA.VV., 2012), expone la siguien es in enciones: -Reducción de las emisiones de gases de e ec o in e nade o en un 20% espec o de 1990 con el comp omiso, bajo acue do in e nacional, de ele a el obje i o has a el 30%. -Alcanza el 20% de uen es eno ables en el consumo ene gé ico de la UE en 2020 y un 10% en el sec o del anspo e. -Aumen a la e iciencia ene gé ica con el in de aho a un 20% del consumo ene gé ico de la UE espec o de las p oyecciones pa a el año 2020. Pa a log a a ances en los es aspec os a iba mencionados, las p io idades que ma ca la Unión Eu opea son: -E iciencia ene gé ica -Consolidación e in eg ación del me cado eu opeo de la ene gía -Desa ollo y p omoción de ecnologías ene gé icas -Facili a el acceso a un suminis o compe i i o y segu o de ene gía -Relaciones in e nacionales En es e caso la in es igación se en oca a la p ime a de las p io idades, la e iciencia ene gé ica; la cuál lucha con a el cambio climá ico. Se a on a desde el es udio de p o ecciones pasi as pa a achada, que an necesa ias son en clima ologías con al os ni eles de adiación sola , en los que se gene a una al a demanda ene gé ica po el uso excesi o de las ins alaciones de clima ización; y que po o o lado, si es án mal esuel as po exceso, pueden es a mucha iluminación Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 3 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez na u al a ec ando en es e caso a la demanda ene gé ica, po al a de iluminación na u al, sol en ada con aumen o de consumo eléc ico. Es e ema esul a de g an in e és, pues o que an o la clima ización como la iluminación son de e minan es en el po cen aje de consumo en los edi icios e cia ios. En las i iendas la clima ización, de nue o adquie e g an impo ancia. En conc e o, la cale acción supone casi la mi ad del consumo ene gé ico de una i ienda. Se mues an a con inuación unas g á icas del IDEA, (AA.VV., 2011) pa a hace e e encia a lo comen ado an e io men e: Figu a1: Diag amas de consumo ene gé ico en edi icios e cia ios, 2008; y en i iendas, 2011. (Minis e io de Indus ia, Ene gía y Tu ismo, 2015.) 1.2 Rele ancia y opo unidad An e es e pano ama pa ece un buen momen o pa a da le impo ancia a las acciones pasi as en los edi icios, que nos ayudan a educi la demanda, y a la bajada del consumo de ene gías p ima ias. El es udio e la opo unidad de p o undiza en el análisis de las p o ecciones sola es, como sis ema de con ol sola , pe o a la ez como elemen os de composición de los alzados de los edi icios. En un país como España en el que el ni el de soleamien o y la can idad de ho as sola es son an al os, pa ece que el conocimien o de es os sis emas puede esul a muy bene icioso. El p oblema, como se desa olla á en el abajo, es que exis e aún un amplio desconocimien o del uncionamien o especí ico de es as p o ecciones, lo que da luga en muchas ocasiones al uso de ellos, pe o con esul ados con ap oducen es (aumen os de demanda de iluminación a i icial, o de cale acción pa a las épocas ías); pa a in en a sol en a es a endencia, se ealiza es e abajo de in es igación, con la idea de que pueda se i de guía, o de base in o ma i a sob e la co ec a aplicación de los sis emas de p o ección sola , y sus epe cusiones en el in e io de los espacios. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 4 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 1.3 Obje i os gene ales y especí icos Obje i o gene al: - Es udio de p o ecciones sola es, ipologías, ca ac e ís icas y epe cusión en el in e io de los edi icios. Obje i os especí icos: - Conoce del pano ama ac ual, en cuan o a es udios sob e p o ecciones sola es. - P o undiza en el conocimien o de las pan allas y las mallas me álicas pe o adas. - Es udia la epe cusión de las p o ecciones sola es en la con igu ación de la luz na u al y la adiación en el in e io de los edi icios. - Desa olla un caso p ác ico, sob e un edi icio exis en e con malla pe o ada, pa a analiza la iluminación na u al y adiación en el in e io del mismo. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 5 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 2. ESTADO DEL ARTE En la sociedad ac ual, la cues ión de la sos enibilidad del medio ambien e es á adqui iendo mayo ele ancia polí ica y económica, como ya se ha insinuado. Según Jesús Blanco en (Blanco, 2014), se debe encon a el equilib io co ec o pa a man ene ni eles adecuados de desa ollo sin malgas a los ecu sos disponibles. La búsqueda de es e equilib io, combinado con una mayo demanda de ene gía, es á ma cando el comienzo de una nue a o ma de desa ollo u bano. En el campo de la cons ucción, se ealiza on análisis desde las p ime as e apas del diseño pa a de e mina cómo los edi icios dependen de su en o no y qué bene icios se pueden ob ene de la adap ación de los es os al mismo. Hay muchos ac o es in oluc ados, ales como la luz sola (a a és de la adiación de onda co a), el e eno, el cielo y el ai e (a a és de la adiación de onda la ga) que ac úan como uen es de ene gía, que in luyen en el diseño de edi icios, po lo que los e ec os de es os ac o es deben abo da se adecuadamen e. Po an o, es necesa io desa olla nue as es a egias de diseño, in oduci nue os ma e iales y selecciona ubicaciones y o ien aciones adecuadas, con el obje i o de consegui un uso más e icien e y acional de los ecu sos na u ales. Los es udios ealizados po la Agencia Eu opea de Medio Ambien e (AEMA) descomponen el consumo o al de ene gía de los edi icios en Eu opa po combus ible y po ca ego ía como se mues a en la Figu a 2a. El escena io blue map, desc ibe el papel de la ene gía en la ans o mación del sec o de la cons ucción en el año 2050 en línea con el obje i o gene al de educi la media anual de emisiones de CO2 a la mi ad de los ni eles de 2007. Figu a 2b mues a cómo amplia las polí icas ene gé icas esidenciales a ec a á a algunos usos inales más que o os en po cen aje, pa a el pe íodo 2012-40 de acue do con el Annual Ene gy Ou look (AEO 2014). Figu a 2: a) Consumo de edi icios po ipo de ene gía y escena io; b) Cambio en el epa o del consumo de ene gía, po ipo y usua io. (Blanco, 2014). Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 8 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Es os es udios lle a on a la Comunidad Económica Eu opea (CEE) a publica la Di ec i a 2002/91/CEE del Consejo, buscando es ablece di ec ices que p omue an la e iciencia ene gé ica en el diseño de edi icios, eniendo en cuen a los ac o es climá icos gene ales y locales de cada egión, los equisi os ambien ales pa a la cons ucción de in e io es, y la elación cos e- endimien o. Es as di ec ices incluyen egulaciones de con igu ación pa a el con ol del consumo de ene gía en el sec o de la cons ucción y de la ce i icación de edi icios indi iduales en unción de su consumo de ene gía. En España, la Di ec i a ue anspues a en el Real Dec e o 1.027 / 2007, que a su ez condujo a la elabo ación de los Reglamen os de Ins alaciones Té micas en los Edi icios como un ins umen o egulado cla e. También exis en he amien as de ecnología de la in o mación pa a la ce i icación de edi icios usando un sis ema de e ique ado ene gé ico que mide el consumo anual de ene gía y los g adúa de acue do a un es ánda de e iciencia ene gé ica. Incluye cale acción, e ige ación, iluminación y odos los o os equipos elec ónicos, como o denado es y ascenso es, en e o os. Po o o lado es in e esan e esal a el concep o de en ol en e, ya que es sob e es e, al que amos a e e i nos a lo la go de la in es igación, Xa ie Fe és en (Fe és, 2013) da una in e esan e de inición de en ol en e de un edi icio, como el elemen o que sepa a el in e io del ex e io y además ac úa como in e az en e el edi icio y el medio u bano. Sus unciones más impo an es son p o ege de los agen es climá icos ( ío, calo , llu ia y ien o) de ini el olumen y c ea un ambien e acogedo . Como pa e de es a en ol en e, la achada es an o la ca a pública de un edi icio como un elemen o del medio u bano. Además el mode nismo p omo ió que la apa iencia ex e na de un edi icio e lejase ambién la unción del mismo. Es o, jun o con la c ecien e au onomía de las achadas, las es uc u as de sopo e (mu o co ina) y las c ecien es demandas de lexibilidad; condujo a una mayo a ención a las supe icies ex e io es. El colo y la ex u a de los ma e iales escogidos desempeñan un papel c ucial en la apa iencia isual del edi icio. Vol iendo la mi ada al pasado, Guille mo de la Paz Pé ez expone en (Pé ez, 2012), que en las p ime as concepciones a qui ec ónicas no exis ía la p eocupación po el aspec o climá ico, no se es udiaba la in luencia del mismo a la ho a de diseña el edi icio, de o ma que simplemen e se añadían soluciones pa ciales a los p oblemas, po ejemplo, median e la colocación de un elemen o ex a, no pensado ni p oyec ado desde la idea y sin en ende es e aspec o como un condicionan e más de p oyec o. Las p opues a que se ealizan en la ac ualidad, muchas de ellas, se dejan guia po modas sin ene en cuen a el emplazamien o, de o ma que se ejecu an p oyec os poco adap ados al en o no y sus condiciones, gene ando g andes supe icies ac is aladas donde no es con enien e o ce ando o as que debe ían se más pe meables, gene ando así impo an es inc emen os en las demandas de los edi icios y en el consumo de ecu sos. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 9 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez La a qui ec u a de los 50-60 i ió una si uación simila y supo eacciona ein e p e ando ecu sos pa a la a qui ec u a que supusie an una mejo a en el aspec o climá ico; es a endencia comenza ía a pe de se en los años 70, debido a la ga an ía de ene gía ba a a que p ocu aba el pe óleo p o enien e de la URSS. Es e aspec o, unido a la p e ab icación, daba luga a p oyec os ipo que ayudaban a disminui la demanda de i iendas que se i ía en aquel momen o, pe o que conlle ó soluciones impo adas de climas íos a o os donde las condiciones e an adicalmen e dis in as. Además de la desp eocupación exis en e en aquel momen o po las condiciones ambien ales. Llega on los 90, y a pesa de que la ene gía ya no e a an ba a a y había disminuido la p e ab icación, la in luencia de las endencias a qui ec ónicas de los climas íos siguió p esen e. Es as endencias conlle a on el uso de ce amien os compues os po supe icies ac is aladas, que en los climas cálidos, con un g an núme o de ho as de adiación sola y al as empe a u as; suponen un ac o de aumen o del males a é mico y lumínico, los deslumb amien os y el aumen o de la demanda ene gé ica; y po an o del consumo de ene gía. Las co ecciones de es as ci cuns ancias a pos e io i con la colocación de elemen os de p o ección sola po el in e io ha lle ado a la disminución de la calidad de la iluminación na u al den o de esos espacios, suponiendo de nue o un aumen o ene gé ico po la necesidad de elec icidad pa a alcanza los ni eles de con o lumínico necesa ios. Cabe des aca la si uación de las egiones opicales y sub opicales en las que las es a egias pasi as de adap ación a las condiciones climá icas suponen un aspec o básico de la a qui ec u a. Des aca el con ol sola y el uso de acciones que ga an icen una buena en ilación e iluminación na u al. En los climas cálidos la p incipal es a egia debe se el uso de una p o ección sola que pe mi a un con ol de la en ada de luz y calo en el in e io del edi icio y e i e el gas o de ene gía necesa io pa a con a es a el exceso de ca ga adqui ido. Según Jeong Tai Kim en (Kim, 2010) un disposi i o de p o ección sola es un elemen o esencial pa a de e mina el e ec o de la componen e e lejada del sol di ec o en el compo amien o de la iluminación na u al en el espacio in e io y del endimien o é mico elacionado con la ganancia sola . Se pueden u iliza una g an a iedad de disposi i os de con ol de la luz sola , que pueden se e icaces pa a log a luz na u al donde se necesi e y pa a elimina las zonas con posibilidad de deslumb amien o. Una p ác ica muy común, es que las en anas se p o ejan del sol di ec o median e el uso de pe sianas enecianas que se manejan manualmen e pa a p opo ciona un e ec o de somb eado comple o, independien emen e de la o ien ación de la achada. La mayo ía de la gen e elegi ía pe sianas enecianas debido a su bajo cos e y con eniencia, así como po su endimien o. P o undizando en las enecianas, A hanassios Tzempelikos iene un es udio, (Tzempelikos, 2008), en el que sos iene que son muy u ilizadas debido a su capacidad pa a e leja y ansmi i la luz na u al de mane a e icien e al in e io de los edi icios, así como pa a ga an iza la p i acidad cuando es necesa io. Son simplemen e lamas ho izon ales equidis an es. Debido a la pequeña dimensión del disposi i o, su óp ica y p opiedades é micas, son complejas y dependen de a ios pa áme os: las ca ac e ís icas de la pe siana, el ángulo de inclinación y el ángulo de Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 16 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez El ni el de iluminancia en 1 me o de anchu a del plano de abajo, iene casi el mismo alo pa a odos los pun os, los cuales ienen la misma dis ancia desde la en ana y a lo ancho del plano de abajo. El ni el de iluminación po encima de la no ma IESNA ue conside ado como una can idad excesi a de la luz y que con ibuía nega i amen e a la ca ga de e ige ación en e ano. Los ni eles de iluminancia po debajo de la no ma IESNA necesi an luz a i icial pa a hace cumpli los alo es no males, po lo que aumen a el consumo de ene gía en las o icinas. En consecuencia, la di e encia en e el IESNA y el o al de lumen en el á ea del plano de abajo se conside ó como consumos de ene gía, an o pa a ca ga de e ige ación como pa a la luz a i icial. Después de di idi la can idad exceden e de luz po la e icacia de la luz na u al, el esul ado mos ó que las en anas sin disposi i os de somb eado sob epasan los es ánda es de iluminación en 25 W/m2 en el plano de abajo. Sin emba go, la colocación de disposi i os de somb eado en en anas en es e es udio es buena cuando se u ilizan elemen os e icales. La demanda en es a si uación es sólo del 10,2 W/m2 en el á ea del plano de abajo. Po o a pa e, los disposi i os de somb eado ho izon al necesi an 17,3 W/m2 pa a cumpli con la IESNA. El peo de los casos de colocación de p o ecciones sola es se p odujo con las ho izon ales a 45º; la o icina necesi a 46.7 W/m2 pa a cumpli los es ánda es, en es e ipo de disposi i os de somb eado, el ni el de iluminancia en oda la o icina es aba po debajo de los es ánda es IESNA. Es o signi ica que las ejillas obs uían la luz del día y hacían que la zona de o icinas u ie a que es a iluminada po luz a i icial, lo cual acaba aumen ando la ene gía necesa ia pa a ilumina la o icina. Hussain H. Alzoubi en (Alzoubi, 2010), concluye que exis e una posición óp ima en la que las p o ecciones sola es pueden abaja posi i amen e en é minos de calidad de espacio a qui ec ónico. Las p o ecciones sola es e icales pueden p opo ciona simul áneamen e buena iluminación na u al y mínima ganancia de calo en los espacios. Pa a achadas de o ien ación su , se pueden u iliza pe sianas e icales, ya que son ú iles en el aho o de ene gía. La idea de la colocación de disposi i os de somb eado no debe conduci a un mayo consumo de ene gía en iluminación a i icial. Po el con a io, las p o ecciones sola es deben ayuda a c ea luga es ag adables con en o nos óp imos en é minos de iluminación y ganancia de calo . Los disposi i os de somb eado e ical ambién pueden se muy e icaces en cuan o a p opo ciona buena isión de los ex e io es desde el in e io . Llegados a es e pun o debemos conoce la di e encia en e la colocación del elemen o de somb eado po el ex e io o po el in e io ( ipo pe siana). Ya que en es e abajo nos cen amos en las p o ecciones ex e nas, apoyado del es udio de Jeong Tai Kim, (Kim, 2010), que ha desa ollado un disposi i o expe imen al de somb eado ex e no, en busca de un mejo endimien o del mismo, y la posibilidad de mejo a las is as hacia el ex e io desde el edi icio. Jeong Tai Kim lle ó a cabo una se ie de simulaciones y mediciones pa a e i ica las di e en es en ajas en la iluminación y el consumo de ene gía del edi icio, pe mi iendo una mayo ape u a al ai e lib e, con la colocación de un elemen o de con ol sola . El p og ama de análisis de luz na u al, Radiance p odujo Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 17 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez da os de iluminancia en unción de los ni eles de iluminación. El endimien o del disposi i o expe imen al se adujo a endimien o ene gé ico u ilizando un p og ama de simulación de ene gía en edi icios, Vi ual En i onmen . Cen ándonos en el endimien o de iluminación; se es udió el endimien o de un sis ema de en anas ipo con iluminación na u al (o ien ación su ), la inco po ación de una pe siana ho izon al con encional, un disposi i o de somb eado ex e no ho izon al y un disposi i o de somb eado ex e no inclinado, al mediodía del 21 de ma zo en Seúl, Co ea. Figu a 6: Diseño del sis ema expe imen al de p o ección sola . (Kim, 2010). El análisis pa amé ico de la con igu ación del disposi i o de somb eado ex e no, en el es udio p elimina , mos ó que una p o undidad de 0,8 m e a lo más ap opiado en elación a la iluminación na u al y e ec o de somb eado, y que una pendien e de 20º cons i uía el mejo ángulo pa a la iluminación. El endimien o ue analizado en base a la p o undidad del espacio en la pa e ase a, media y delan e a de la i ienda. En el espacio on al adyacen e a la en ana, el disposi i o de somb eado ex e no en pendien e mos ó el endimien o más deseable en cuan o a iluminación. La iluminancia media e a un 20% más que pa a una con igu ación con encional de pe siana ho izon al. Se encon ó un endimien o más signi ica i o en el espacio ase o; la pe siana ho izon al p opo ciona 500 lux y el disposi i o de somb eado ex e no ho izon al p opo ciona 600 lux, mien as que el disposi i o de Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 18 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez somb eado ex e no en pendien e de 20º p oduce 700 lux, que es una excelen e iluminación del espacio ase o. El endimien o de la luz del día en e ano es á ue emen e elacionado con la can idad de ca ga de en iamien o del espacio y po lo an o, el e ec o de somb eado del disposi i o es más impo an e en e ano, como se mues a en la Figu a 7. El endimien o de la luz na u al es ela i amen e más bajo que en o as es aciones, debido a la mayo al i ud del sol, que pod ía se el 50% de la de p ima e a u o oño. Cen ándose en la iluminación en la pa e ase a del espacio, se demues a que el endimien o de la luz na u al en el espacio ase o disminuye en un 40% cuando se adop ó la pe siana ho izon al con encional. Sin emba go, cuando se u ilizó el disposi i o de somb eado ex e no, el ni el de iluminación na u al se a enuó en un 30%. Po lo an o, el disposi i o de somb eado ex e no p oducía un mejo endimien o en e ano que o os disposi i os. Figu a 7: Iluminación na u al con los di e en es sis emas (o ien ación su al medio día). (Kim, 2010). En in ie no, se demos ó que el disposi i o p oducía un mejo endimien o en la iluminación en compa ación con la pe siana ho izon al. En el caso de la pe siana ho izon al, el ni el de iluminación na u al en el espacio medio se ele ó debido a la posición más baja del sol. Al mediodía, la al u a del sol en la península co eana es 30º, lo que signi icaba que la pe siana ho izon al no pudo des ia la pene ación de la luz sola de mane a e icaz. En el caso del disposi i o de somb eado ex e no, se demos ó que el ni el de luz na u al e a mayo que la pe siana ho izon al, p oduciendo 1.000 lux pa a el espacio ase o. Es o con ibuyó al aho o de cale acción y ene gía de iluminación en in ie no. En gene al, cuando se aplica un disposi i o de somb eado; la demanda de e ige ación se a enúa mien as que la demanda de cale acción aumen a. El disposi i o de somb eado ex e no expe imen al p opo ciona una educción del 20% de la ca ga de e ige ación y una educción de la demanda de cale acción de un 12%; sin emba go, pe mi e la pene ación de más luz de la que pe mi i ía la pe siana ho izon al, y pod ía p opo ciona un mayo ni el de iluminancia du an e la empo ada de cale acción. La pe siana eneciana se puede u iliza con lamas inclinadas pa a ob ene más luz na u al, pe o se obs uyen las is as hacia el ex e io . Cuando se inclina la lama 20º en una pe siana eneciana, la cobe u a e ical bloquea ía un 30% de la is a a a és de la en ana. En caso del disposi i o expe imen al, a pesa de que los lis ones Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 19 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez es án inclinados 20º, la cobe u a sólo bloquea el 15% de la is a a a és de la en ana de id io, o a en aja del modelo expe imen al. Pasamos aho a a habla de o o sis ema de p o ección, las pan allas sola es, Ahmed She i las de ine en (She i , 2012) como paneles pe o ados que se colocan en e a las en anas, un ipo de sis ema de somb eado que pe mi e pasa la luz na u al mien as se con ola la can idad que en a, y que ya han demos ado su uncionalidad en edi icios adicionales a lo la go de la his o ia. Es e sis ema su ge de la necesidad de ap o echa la luz óp ima del desie o pa a la iluminación de in e io es sol en ando los p oblemas de incomodidad é mica y de deslumb amien o. Es as pan allas se asemejan a una solución adicional llamada "Mash abeya" o "Rawshan" ( igu a 8), que es aban hechas de celosías de made a pe o adas con dis in as geome ías. Han sido u ilizadas a lo la go de la his o ia pa a p o ege abe u as de edi icios de O ien e Medio, apo ando la p i acidad que equie e la cul u a de las comunidades de la egión. No malmen e colocadas po el ex e io de las en anas, aunque ambién pueden usa se como il o en e espacios y pa a amiza la luz de los pa ios; sin emba go, hay una eno me al a de comp esión de su modo exac o de uncionamien o. Po lo que los es udios que ayudan al conocimien o del e ec o de la geome ía de es as pan allas pa a el aho o ene gé ico son muy bene iciosos, y pueden ayuda a mejo a el endimien o de las mismas. Publicaciones an e io es examina on la po encialidad de e leja la luz a a és de las pan allas "Rawshan", concluyendo que pa a odas las posibles con igu aciones celula es de la pan alla sola , el alo más al o de la con ibución de la luz e lejada se expe imen aba en la zona cen al del espacio es udiado. El ac o de luz na u al oscilaba en e un 10% y un 23% en el cen o, mien as que e a meno del 12% en los la e ales. Además, la luz ue meno en el caso de o mas edondeadas que en las o as o mas p obadas. La luz e lejada e a mayo en la pan alla de g an diáme o, debido a la elación que exis ía de abe u as y pa es sólidas en las pan allas. Figu a 8: A ab Fund aka A ab Founda ion aka A ab O ganiza ions Headqua e s building, diwaniya, mash abiya. Vis a desde el in e io del mash abiya. (Ad en u e, 2015) Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 20 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Figu a 9: Abe u as en pan allas alineadas en Figu a 10: Pan allas sola es Rawshan de di e en es momen os mien as el ángulo cambia di e en es o mas. (She i , 2012) a lo la go del día. (She i , 2012). O as in es igaciones explo a on el uso de algo i mos en la ayuda a la gene ación, el análisis y la ab icación de pan allas sola es. Es o se hizo a a és de la colocación de dos paneles alineados co ando la ayec o ia del sol, cambiando el ma e ial de anslúcido a opaco y jugando con la in e acción de los sólidos y los huecos (Figu a 9). En los p óximos es udios se abaja sob e un modelo simila pa a odos los casos, el es udio de Hanan Sab y, (Sab y, 2014), conside a un ípico salón esidencial localizado en el desie o. Se conside an unas dimensiones es ánda es que pod ían simula cualquie salón de un esidencial común. Se u iliza una e lec i idad del suelo ex e io del 20%. Figu a 10: Pa áme os a qui ec ónicos de la sala de es a es udiada. (Sab y, 2014). Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 21 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Ahmed H She i esal a en (H. She i , 2012) que el diseño de un disposi i o de p o ección pa a iluminación na u al e icaz, debe ene en cuen a muchos aspec os como: geog á ica, ubicación, condiciones climá icas, o ien ación del edi icio, con o isual, ganancia de calo , así como las necesidades socio-cul u ales o la p i acidad. Conc e amen e, Ahmed She i en (She i , 2012) in o ma sob e los esul ados de una in es igación que es udió la in luencia del po cen aje de pe o ación de las pan allas sola es en la ac uación de la luz na u al en un ípico salón esidencial de una localización desé ica. El in e a iden i ica el po cen aje mínimo de pe o ación de la pan alla que p opo ciona a los ni eles adecuados de pa a odo el año, de o ma que sean capaces de consegui una comodidad é mica y e i en deslumb amien os no deseados. El abajo de in es igación se di idió en es e apas, en la p ime a ase se analiza on los ni eles de iluminación de luz na u al en echas y ho as especí icas, demos ando que las pan allas cumplen los equisi os de la mayo ía de los casos. Los ni eles de iluminación en el espacio esidencial examinado ue on sa is ac o ios en el 83% de los casos en la zona ce cana y el 53% en la zona de longi ud media, mien as que en la zona lejana e a posi i o en el 40% de los casos. Con el in de log a mejo es ni eles de iluminación en las zonas media y lejana, se eque ían po cen ajes de pe o ación más al os, conside ando una dis ibución de pe o aciones no uni o me den o de la p opia pan alla. En cuan o a la in luencia de la pan alla en e a la luz na u al, se encon ó que dependía en g an medida de la o ien ación de la en ana y el momen o del día. En la o ien ación Su y Es e a las 9:00 y Oes e a las 15:00, los alo es de iluminancia e an adecuados en la mayo ía de los casos. Es o demos aba que en es as o ien aciones, las pan allas pod ían se ú iles en el suminis o de su icien e luz na u al y al mismo iempo sa is ace las necesidades de con o é mico, ya que la adiación sola puede se con olada con po cen ajes bajos de pe o ación. Sin emba go, en la o ien ación No e, hubo una disminución signi ica i a en la iluminancia debido a la u ilización de es as pan allas. Es o pod ía a ibui se a la ausencia de la exposición sola di ec a sob e la pan alla, que hizo de la misma un disposi i o de egulación, en luga de una he amien a pa a el con ol sola . La segunda e apa se cons uyó sob e los esul ados de la p ime a, y se di igió al endimien o du an e odo el año median e la similación con Dynamic Dayligh Pe o mance Me ics (DDPMs). Se comp obó que el po cen aje anual de “luz na u al disponible” es aba muy elacionado con el po cen aje de pe o ación de la pan alla. Al disminui el po cen aje de pe o ación, el po cen aje de espacios con luz na u al y espacios sob e iluminados disminuía ambién. Al mismo iempo, las zonas pa cialmen e iluminadas aumen a on en po cen ajes simila es independien emen e de la o ien ación. Como esul ado de las e apas de in es igación, se ecomienda u iliza un mínimo de 80% de pe o ación en espacios simila es al caso p obado (espacio pequeño ipo salón esidencial) en la o ien ación Su . En la e ce a e apa, una in es igación inicial sugie e que el uso de pan allas puede educi signi ica i amen e la apa ición de enómenos de deslumb amien o. Además, se sugie e es udia la e iciencia de pan allas sola es con a ios de pe o ación no uni o mes, es os pod ían se ú iles en la mejo a de los ni eles de iluminación en las zonas medias y lejanas de los casos insa is ac o ios. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 22 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez En el es udio (A. She i , 2012), Ahmed She i se cen a en el desa ollo de nue os sis emas de pan allas sola es que con ibuyan al aho o ene gé ico. El documen o es udia el análisis de la pe o ación y elación de p o undidad en las pan allas pa a consegui las con igu aciones más óp imas en una en ana pa a dis in as o ien aciones. Pa ece de g an in e és en es a época es udia la p e ención del sob ecalen amien o, a a és del con ol del ayo sola ansmi ido po la en ana. Po lo que el es udio se ma ca el obje i o de in es iga la in luencia de la p o undidad y los po cen ajes de pe o ación de las pan allas, de o ma que se consiga un descenso de la ene gía necesa ia pa a e ige ación, cale acción e iluminación. En es e caso se op a po la u ilización del so wa e Ene gyPlus. Con el es udio, se obse ó que una en ana no mal sin p o ección enía su pico de consumo en es ancias con o ien ación oes e, suponiendo casi un 45% de la u ilización de ene gía de e ige ación de la i ienda. El no e es la o ien ación con meno consumo de e ige ación. T as es e p ime ace camien o se comen an los esul ados pa a las dis in as con igu aciones de pan allas de p o ección en unción de las o ien aciones. Figu a 11: Ejemplo de las g á icas ob enidas del es udio que mues an el po cen aje de somb eado, en unción de las dis in as elaciones de p o undidad. (A. She i , 2012) En la igu a 11, las celdas oscu as indican los alo es de consumo ene gé ico más bajo. Pa a el oes e, el consumo de ene gía más bajo ue localizado en las pan allas con un po cen aje de pe o ación del 80% y una elación de ancho-p o undo de 1.00. Algo más de ene gía se p ecisa con con igu aciones de PP 80-90% y RP 0.75- 2.00. Pa a la o ien ación su , el mejo esul ado se ob iene con pan allas de PP 90% y RP 1.00. Algo más de ene gía se p ecisa con con igu aciones de PP 80% y RP 0.75- 2.00. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 23 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Pa a la o ien ación es e, el mejo esul ado se ob iene con pan allas de PP 90% y RP 1.00. Algo más de ene gía se p ecisa con con igu aciones de PP 80% y RP 1.25- 1.05. Po úl imo pa a la o ien ación no e, el mejo esul ado se ob iene con pan allas de PP 80% y RP 1.00. Una amplia gama p eciso algo más de ene gía PP 60-98% y RP 0.25-1.25. P o undizando en un caso conc e o, se mues a un ejemplo con elación de p o undidad cons an e de 1.00 en o ien ación oes e ( igu a 12), emos como la ene gía de e ige ación disminuye de o ma g adual pa a PP de 20-80%. Del mismo modo que le ocu e a la ca ga de soleamien o. Des aca que la ca ga de cale acción es insigni ican e y p ác icamen e cons an e. Mien as que la de iluminación disminuye cons an emen e con o me aumen e el PP. Figu a 12: G á ica pa a o ien ación oes e, con RP 1.00. De a iba hacia abajo se mues an alo es de: Luz eléc ica, ene gía sola ansmi ida po la en ana, ene gía pa a e ige ación, ene gía pa a cale acción y adiación sola . (A. She i , 2012). Como esumen se apo an unas g á icas que mues an cada una de las o ien aciones, en unción de una elación de p o undidad conc e a, pa a e cómo a ec a el po cen aje de pe o ación al aho o ene gé ico, igu a 13. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 24 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Figu a 13: Consumo anual de ene gía según po cen ajes de pe o ación y o ien ación. De a iba hacia abajo y de izquie da a de echa: Oes e, Su , No e, Es e. (A. She i , 2012). Pa a oes e, su y es e, los mayo es aho os se dan pa a pe o aciones en e 80- 90% y elaciones de p o undidad 0.5-1.5. Po o o lado el PP de 60% mues a buenos esul ados con pan allas inas RP 0.5, mien as que los PP 98% an mejo con pan allas p o undas RP 1.5. Con el uso de pan allas de p o ección sola , se consiguen aho os de 30, 30, 26 y 7% espec i amen e pa a las o ien aciones O, S, E, N. En algunos casos el uso de pan allas al no e ha llegado a causa e ec o nega i o po excesi o somb eado. Finalmen e, se llega a la conclusión de que debido al cambio en el ángulo de incidencia de la adiación sola , las pan allas más p o undas o ecen más posibilidades de p o ección, ya que po las más delgadas pasa mayo adiación aun con ando con el mismo po cen aje de pe o ación. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 25 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Hace uso de es e sis ema sin un es udio adecuado puede llega a causa inc emen o en el consumo de ene gía, po ejemplo de iluminación, si lo que hacemos es inc emen a la somb a en una en ana disminuyendo la iluminación. Resal a , que en un clima calien e como el del desie o, el uso de pan allas sola es ayuda a educi el consumo ene gé ico. Con inuando con el aho o ene gé ico, Ahmed H. She i en (H. She i , 2012), sos iene que la u ilización de la luz del día como un sus i u o pa a la iluminación a i icial es una de las o mas más e ec i as de implemen a las ene gías eno ables en los edi icios. Un buen diseño de la luz na u al mejo a la calidad de ida y de abajo median e la c eación de un ambien e adecuadamen e iluminado mien as conseguimos además un aho o de ene gía. Es o es especialmen e in e esan e en el caso del desie o, al igual que en la in es igación an e io , un luga que dis u a du an e odo el año de una al a adiación sola , omen a el uso de la luz na u al. También debemos ene en cuen a que en es os climas, la pene ación de luz del día puede llega a se excesi a en algunos espacios (al a ganancia sola y la luz con dis ibución no uni o me) que conduce a la apa ición de enómenos de deslumb amien o, po lo que se p omue e el uso de es as pan allas sola es es udiadas. De odo el abajo de in es igación que exis e sob e pan allas hay muy pocos que se p eocupen po el endimien o de la luz del día, po lo que el p incipal obje i o de Ahmed H. She i , es llega a diseños de pan alla sola es e icien es pa a adap a se a las di e en es o ien aciones. Se es udió el impac o del cambio de ángulo de o ación axial en pan allas sola es y la elación de ape u a de la pan alla en elación con la en ada de iluminación na u al. Del es udio, se selecciona on los diseños que alcanza on ni eles in e io es de luz na u al adecuados (ma cando un alo mínimo y máximo pa a las zonas más iluminadas y o os pa a las á eas pa cialmen e iluminadas), 50% o más de las á eas del espacio es udiado. Figu a 14: Ejemplo de elación de ape u a en algunas de las pan allas sola es es udiadas. (H. She i , 2012). Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 32 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Chapa pe o ada, R4T6. Chapa pe o ada, es ampada, 06003. Malla me álica, 00003. Malla me álica, A401. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 33 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Rejilla me álica, 11016. Figu as 17-22: Modelos y ca ac e ís icas de las chapas, mallas y ejillas analizadas. (Mainini, 2014). T as el es udio, llegan a la conclusión de que el ac o de ape u a de las chapas pe o adas y es ampadas pe mi e conside a las como p o ecciones sola es; sin emba go, el de la malla de ejilla me álica y la ela ecubie a de me al no es un pa áme o adecuado pa a de ini las como sis emas de p o ección sola . Los esul ados de la luz angula y la medición de la ansmisión sola se en ue emen e a ec ados po la geome ía y la elación en e la dimensión de ape u a es ánda y el espeso del panel. Se debe lle a a cabo una e aluación adicional, de acue do con la o ien ación y la posición del sol p e is a, pa a de e mina la posición ( o ación en el plano de achada si exis e) del sis ema de somb eado, maximiza la luz di ec a y educi la ansmi ancia sola , conside ando los eque imien os de luz na u al. Los esul ados de la ansmi ancia sola pa a una ejilla o malla me álica gené ica, si se es udia el sis ema como un disposi i o de somb eado, no a ían excesi amen e en unción de la o ien ación Es e u Oes e. En cuan o a la o ien ación Su , la ansmi ancia sola a ía no ablemen e y alcanza el mínimo du an e los meses de e ano y el máximo du an e los meses de in ie no. La la i ud ambién in luye en los esul ados pa a la o ien ación Su . Los luga es su eños ienen una ansmi ancia sola meno que los del no e. Pa a las mismas condiciones climá icas, se ealiza una p ueba con un id io de baja emisi idad, el esul ado e ela que iene ca gas de en iamien o más al as que las que ienen el id io anspa en e y el sis ema de somb eado. La di e encia en las ca gas de en iamien o puede alcanza has a el 40%. Además, la empe a u a adian e media pe cibida en el caso de las mallas y ejillas, es de 3-4 ° C más al a que en el id io. También se ealiza on es udios pa amé icos sob e la a iación de las ganancias sola es, pa a de ini la dependencia de la e lec ancia sola del ecub imien o del cableado me álico; los esul ados mues an que du an e los meses Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 34 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez de e ano, la incidencia de la e lec ancia sola es mayo que en los meses de in ie no. Con odo lo es udiado pa ece que queda cla a la impo ancia de abaja en es e ámbi o, y las líneas gene ales de conocimien o que se han desa ollado has a el momen o. Después del epaso ealizado sob e las dis in as p o ecciones sola es de o ma gené ica; y la p o undización en el conocimien o del uncionamien o de las pan allas sola es pe o adas y las chapas y mallas pe o as, es necesa io pa a pode ealiza un es udio y un análisis p opio en el abajo, conoce los mé odos de abajo ac uales, los p og amas, las he amien as y los condicionan es. Po es e mo i o se desa olla a con inuación una búsqueda sob e aspec os más écnicos pa a ealiza mediciones y simulaciones i uales. Al in oduci nos en el campo de la simulación en con enien e conoce algo sob e lo que se es á hablando ac ualmen e en es e sen ido; Ca los E. Ochoa sos iene en (Ochoa, 2012) que las simulaciones de iluminación pa a la cons ucción han a anzado ápidamen e en las dos úl imas décadas. En 1995, oda ía había in o mes sob e de iciencias en de la p ecisión, se calculaba con pocos pa áme os, los iempos de cálculo e an la gos, los escena ios simples y exis ía una desconexión gene al en la simulación. Es os aspec os han sido abo dados con o mas más adecuadas de simulación de iluminación en los modelos ac uales. Una excepción es la impo ación y expo ación de los modelos, ema que debe a a se en p óximas in es igaciones Algunos aspec os sob e p edicción de iluminación, aunque oda ía es complejo, se han inco po ado en algunos p oduc os u ilizados po un público más amplio de diseño, como en el p og ama 3D S udio. Es o p opo ciona una di ección in e esan e pa a in eg a el modelado espacial y la simulación de iluminación. Resul a di ícil simula aspec os eales con elemen o sencillos pa a el usua io, po es o muchos de los pa áme os se encuen an muy simpli icados, po ejemplo los p oblemas que equie en en oques dinámicos se esuel en a a és de la di isión en pasos co os y ápidos. Se ha is o a pa i de la li e a u a que ha a ado el ema, que la exac i ud en e lo medido y lo simulado es muy baja, se man iene en o no al 20%. Adqui i mediciones iables de e lec i idad del en o no es muy complejo, así como ep oduci las condiciones de cielo del en o no. En odo es e p oceso de mejo a, es muy impo an e la mane a en como los usua ios in oducen los da os, y es o a su ez es cla e pa a el ipo de esul ados que se ob ienen. Pa a mejo a es e aspec o se án necesa ias unciones que con emplen la e lexión y la ansmi ancia. Cabe des aca la impo ancia de la simulación de iluminación en las imágenes HDR (imágenes de al o endimien o, ende ), aunque es un p oceso muy complejo ya que conlle a la simulación de la iluminación del edi ico comple o. Pocos modelos de simulación de iluminación se pueden usa de o ma iable y como sopo e del p oceso de diseño en a qui ec u a, son necesa ias más in es igaciones pa a llega a soluciones ealmen e iables que in eg en en el p oceso de cons ucción oda la simulación; y a anza en es os aspec os equie e impo an es in e siones de iempo, Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 35 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez dine o y ecu sos humanos, el bene icio debe se palpable, pa a no con e i se en inicia i as de in es igación es ancadas. Se in oducen a con inuación, algunos c i e ios básicos pa a la ealización de mediciones; según And ea Pa ini, en (Pa ini, 2002), la Comisión In e nacional de Iluminación, designó el año 1991, como el año in e nacional de la edición de la luz na u al, es ableciendo es ca ego ías de medición: la básica, la gene al y la de In es igación. En las dos p ime as, las p incipales can idades medidas son iluminancia y adiación, mien as que en la In es igación, se ealiza una ecolección con inua de la dis ibución de luminancia de cielo, de iluminancia, adiación y o os da os me eo ológicos. Po o o lado cabe des aca los dis in os ipos de cielo que se conside a: cielo cubie o, cielo pa cialmen e despejado, y el cielo cla o, apa ecen dis in as de iniciones según CIBSE, Es anda ización B i ánica, IESNA, o Es anda ización No eame icana. En cualquie caso, se mues a una de inición pa a cada uno que, según And ea Pa ini ald ía en odos los casos. El cielo cubie o, un cielo de luminancias uni o memen e dis ibuidas, o cielo in o me, supone una capa de nubes blancas de espeso cons an e; po an o su dis ibución de luminancias es cons an e. Figu a 23: Dis ibución de luminancia de un cielo uni o me (Pa ini, 2002). El cielo pa cialmen e despejado, es más di ícil de p edeci , po la g an a iabilidad que p esen a; po lo que no exis e un modelo especí ico simple. El cielo cla o implica una bó eda celes e donde el sol no es á obs uido po las nubes. Su elación de luminancias es de 1 en el ho izon e a 0.5 en ceni . Figu a 24: Dis ibución de luminancia de un cielo cla o (Pa ini, 2002). Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 36 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Se de inen a con inuación los é minos cla es pa a en ende los aspec os que se es án abajando, basados en la Guía Técnica del (Comi é Español de la Iluminación e Ins i u o pa a la Di e si icación y Aho o de la Ene gía, 2005) y en la esis And ea Pa ini, (Pa ini, 2002). Se en iende po adiación sola , la adiación elec omagné ica p oceden e del sol; mien as que, po adiación sola di ec a en endemos la pa e de adiación sola ex a e es e que alcanza la supe icie de la ie a en o ma de haz colimado, después de la a enuación selec i a po la a mós e a. La adiación di usa del cielo, es la pa e de la adiación sola que alcanza la supe icie de la ie a como esul ado de se di ac ada po las moléculas de ai e, pa ículas de ae osoles, de nubes u o as pa ículas. Como combinación de la adicación sola di ec a y la di usa del cielo, se ob iene la adiación sola global. La luz sola po o o lado, es la pa e isible de la adiación sola di ec a. La luz del cielo es la pa e isible de la adiación di usa del cielo. Y la luz na u al o luz día, es la pa e isible de la adiación sola global. La luz na u al di usa, es aquella que iene ap oximadamen e la misma in ensidad en odas di ecciones, p o enien e de la bó eda celes e sin conside a el sol. Se llama luz sola di ec a a la po ción de luz na u al que incide en un luga especí ico, p o enien e di ec amen e desde el sol. Mien as que po luz sola indi ec a se en iende como, la que llega a un espacio de e minado po e lexión gene almen e en mu os, suelos o cubie as. La luminancia es la elación en e, un lujo luminoso ansmi ido po un haz elemen al que pasa po un pun o dado y se p opaga en un ángulo sólido que con iene a la di ección dada, y el á ea de una sección de ese haz que con iene el pun o dado, “luz p oceden e de los obje os”. Y la iluminancia, con iene el lujo luminoso inciden e sob e un elemen o de la supe icie que con iene el pun o, po el á ea de ese elemen o. Una ez acla ados los concep os, buscamos e e encias sob e cómo ealiza la medición, el p o ocolo de Mo ad R. A i , (A i , 1997), es ablece algunos aspec os básicos, en es e caso se esumen aquellos que pueden ene mayo in e és en es e es udio: - P esen ación de la medición: Debe inclui una semana de medición en el espacio seleccionado, en ho izon al. Debe ealiza se ce cano al 21 de Junio, 21 de Diciemb e y 21 de Sep iemb e o Ma zo. Con segu idad la medición iene que ealiza se al menos en las es aciones de e ano e in ie no; además de un día adicional con cielo nublado. La medición en e ical se ealiza á pa a espacios en edi icios del ipo Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 37 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez museo, clases, salas de p oyección…La medición se ealiza á con la luz apagada; además debe á medi se de noche con la luz encendida. A lo la go de una semana se oma án da os de iluminación ho izon al en el ex e io . Un mes de moni o ización sob e el consumo eléc ico en el in e io del espacio, pa a e ano y pa a in ie no - Selección de los pun os de medición (o icina p i ada o simila ): Con una en ana la e al, no debe de habe más de dos pun os de medición po zona de iluminación na u al, (suelen exis i 3; la ce cana a la en ana, la in e media y la lejana) Al menos uno de los pun os debe ealiza se a la al u a del plano de abajo, sob e 75cm. Los pun os ce canos a los la e ales, deben sepa a se al menos 1 me os de las pa edes, y medi se a la al u a del plano de abajo. - Medición de iluminación: Las medidas de iluminación del espacio seleccionado, deben ealiza se du an e pe íodos de 3 a 7 días consecu i os, sob e las echas an es comen adas. Las mediciones se oma án cada dos ho as; empezando a las 8:00, has a las 18:00, más una a las 20:00; o empezando a las 9:00, has a las 15:00, más una a las 19:00. Las condiciones de cielo deben queda e e enciadas. Y en odos los casos debe medi se iluminación global in e io y ex e io . Al a a se de una medición eal en la que las condiciones son dinámicas, y más en el caso de la exis encia de ocupan es que puedan dis o siona la medición, se ecomienda que las mediciones du en ap oximadamen e 4 minu os. Una ez empezamos a in oduci el conocimien o pa a el desa ollo de un modelo i ual, debemos sabe que al hace compa aciones en e los medidos eales, y los ob enidos de las simulaciones; exis en di e encias, que deben asumi se y calib a se en el modelo, debidas a dis in os ipos de e o es. Exis e un ex o de Ano hai Thanacha eonki , (Thanacha eonki , 2010), donde se habla de sis emas de en anas compues as, cuyos esul ados sob e los e o es o di e encias en e los modelos i uales y los eales, es e a ículo expone que los sis emas de en anas compues as (CFS) son sis emas de iluminación na u al a anzados que es án hoy en día disponibles pa a la a qui ec u a, a pesa de que algunos de ellos es án oda ía en la e apa de desa ollo. Los CFS ienen di e en es obje i os: edi igi la luz na u al hacia una habi ación a in de op imiza el ambien e luminoso, omen a el lujo de luz na u al en el plano de abajo y mejo a el con o isual educiendo los iesgos de deslumb amien o. Po an o, es necesa io que los in es igado es y los a qui ec os engan he amien as de diseño p ecisas pa a pode e alua adecuadamen e la ac uación de los CFS con luz na u al. En es os casos, los modelos ísicos y i uales son ex emadamen e ú iles, y más conc e amen e cuando se usan CFS. Los modelos juegan un papel impo an e en la oma de decisiones a lo la go de las di e en es e apas del desa ollo del p oyec o, desde el diseño esquemá ico has a la p esen ación del p oyec o Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 38 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez a qui ec ónico. Tan o los modelos ísicos (más p ima ios) como los i uales, suponen un apoyo impo an e en la e aluación de la ac uación de los CFS con luz na u al. Sin emba go, algunos es udios ecien es han mos ado que exis e una endencia de sob ees imación de los modelos i uales, en e a los eales. El obje i o del es udio de Ano hai Thanacha eonki , es hace una lis a y analiza cómo los modelos ísicos y i uales o ecen una e aluación de la ac uación con luz na u al, dis in a a las de los edi icios eales eniendo en cuen a los CFS. Pa a ello, se de e mina on y compa a on cuidadosamen e an o el ac o de luz na u al (pa a cielo nublado) como el a io de iluminancia (pa a cielo despejado/in e medio), e aluados en el edi icio eal y en los modelos co espondien es. Pa a log a que los modelos ep oduje an de mane a p ecisa el en o no de iluminación co espondien e se iden i ica on las p incipales causas de los e o es en la e aluación del endimien o de la iluminación na u al y su impac o en la exac i ud cuan i icada del modelo. De o ma esumida se mues an las conclusiones ob enidas que más pueden a ec a a la ho a de la compa a i a en e modelos ísicos, i uales y edi icios eales. (PDF, ac o de luz pa cial, pe mi e una mejo simulación del cielo a i icial). (CIE, Commission In e na ionale de l’Eclai age, 2003) -Caso 1: Modelo ísico a escala, con cielo eal. Di e encia: modelado. Fuen es de e o es: P opiedades geomé icas, p opiedades o omé icas, senso es o omé icos, escala del sis ema. -Caso 2: Modelo ísico a escala, con cielo simulado, cielo es ánda CIE Di e encia: modelado, alo es de luminancia del cielo, simulación de luz na u al. Fuen es de e o es: P opiedades geomé icas, p opiedades o omé icas, senso es o omé icos, escala del sis ema, dis ibución de luminancia del cielo, de inición del cielo. -Caso 3: Modelo ísico a escala, con cielo simulado, cielo mé odo PDF. Di e encia: modelado, alo es de luminancia del cielo, simulación de luz na u al. Fuen es de e o es: P opiedades geomé icas, p opiedades o omé icas, senso es o omé icos, escala del sis ema, dis ibución de luminancia del cielo, de inición del cielo. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 39 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez -Caso 4: Modelo i ual, con cielo es ánda (simulación GenSky). Di e encia: modelado, alo es de luminancia del cielo, simulación de luz na u al. Fuen es de e o es: P opiedades geomé icas, p opiedades o omé icas, p opiedades del sis ema, dis ibución de luminancia del cielo, ipo de cielo. -Caso 5: Modelo i ual, con cielo simulado, cielo mé odo PDF. Di e encia: modelado, alo es de luminancia del cielo, simulación de luz na u al. Fuen es de e o es: P opiedades geomé icas, p opiedades o omé icas, p opiedades del sis ema, dis ibución de luminancia del cielo, de inición del cielo. Además de eso, se lle ó a cabo un análisis de sensibilidad de algunas de las p incipales uen es de e o con el in p opo ciona di ec ices a los diseñado es. El análisis ealizado pe mi e esboza algunas suge encias y pau as pa a segui a la ho a de diseña . Además ha sido comple ado con los obse ado en el es udio de Diego I. Iba a, (Iba a, 2009). -De alles en el modelado: Además de la escala, en los modelos, ya sean ísicos o i uales, hay de alles impo an es de ep oduci , aunque sean de pequeña escala, no malmen e es os úl imos suelen ob ia se debido a la limi ación de iempo y la di icul ad de modelado que iene, sin emba go pueden lle a a impo an es e o es. Po es e mo i o se ecomienda implemen a con los ma cos en las en anas o los pa eluces. Son elemen os que pueden edi igi la luz o p oduci somb as. Realiza los mu os con sus espeso es eales es un ac o ambién condicionan e, no deja los como planos. Y po supues o, la inco po ación de los elemen os del en o no - Ma e iales del modelo: La selección inco ec a de ma e iales puede lle a a impo an es e o es en los modelos ísicos. Las p opiedades o omé icas supe iciales de los ma e iales son de g an impo ancia, es impo an e asegu a la e lec ancia p ecisa de las supe icies, especialmen e en los espacios in e io es donde la luz debe e leja se. Con cielo nublado los esul ados aún empeo an, ya que la componen e de adiación di ec a es más débil. Los ma e iales deben in oduci se siemp e conocido el alo más ce cano a la ealidad (Radiance, e pe mi e de o ma sencilla in oduci el alo de e lec ancia del ma e ial). Los e o es causados po e lec ancia son especialmen e ecuen es, en el ondo de la sala en los modelos i uales. - Ma e iales del ac is alamien o: Al se el medio po el cuál en a la luz en el edi ico, las en anas juegan un papel muy impo an e. No solo deben se exac os los de alles y las dimensiones, sino Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 40 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez el ma e ial de ac is alamien o, especialmen e en un modelo ísico que es cons uido. Si la en ana iene una ansmi ancia inadecuada, se gene an impo an es e o es en el modelo. Es impo an e pa a los dobles y iples ac is alamien os a escala, busca la o ma de ep esen a ese espeso que el id io e mina adqui iendo. En los i uales es os de alles son más áciles de simula , pe o no deben se ol idados. - Simulación de la luz na u al: Las condiciones de cielo eal, son la opción más ecomendable, ac ible pa a los modelos ísicos, no en los i uales; pe o, hay que eco da que las condiciones del cielo eal son dinámicas, po lo que equie en un mayo núme o de mediciones. Pa a e i a las di icul ades dinámicas del cielo na u al, es posible simula uno a i icial, aunque los e o es end án como consecuencia de las subdi isiones (necesa ias pa a de ini el elemen o, a más subdi isiones mejo de inición, mayo es iempos de cálculo), nunca alcanzan la de inición del cielo eal, y dan una dis ibución de luminancia con inua. En los modelos i uales, pa a la simulación de la luz del día se usa la no ma CIE, en gene al los p og amas ac uales u ilizan simulado es pa a luz na u al, que son bas an e iables. Pasamos al apa ado de p og amas pa a las simulaciones. El a ículo de Ch is oph F. Reinha , (Reinha , 2001), discu e la iabilidad pa a la simulación de luz dinámica na u al, del mé odo p esen ado po Reinha y He kel; si es e, es capaz de modela la dinámica en pequeños pasos de la dis ibución de la luz in e io a g an escala en una o icina, basada en adiación di ec a e indi ec a. El mé odo se conoce como DAYSIM. DAYSIM es una he amien a de simulación de luz de día basada en Radiance, que u iliza los coe icien es de luz na u al de acue do al modelo de cielo iluminado de T egenza y de Pe ez. Radiance es un azado de ayos, que u iliza un cielo nublado es ánda , y ealiza una simulación de o ma es á ica. Es e p og ama ha sido desa ollado po G eg Wa d, en Labo a o io Nacional Law ence Be kely. Aunque ha sido desa ollado o iginalmen e pa a condiciones sencillas de cielo, exis en a ios in en os pa a p edeci iluminancias in e io es en múl iples condiciones de cielo. Se ha demos ado que DAYSIM, supe a a o os mé odos de simulación en iempos y p ecisiones; po eso es e es udio se cen a en con as a la alidez de los esul ados con espec o a la ealidad, eniendo de base la geome ía del edi icio es udiado, las p opiedades de los ma e iales de las dis in as supe icies y la adiación di ec a y di usa. An e io men e se había p esen ado una alidación de RADIANCE-based pa a simulaciones de iluminación in e io , en el que u ilizó da os eales de cielos pa a desc ibi la dis ibución de la luminancia del hemis e io celes e incluyendo el sol. La simulación mues an lo bien que el algo i mo de azado de ayos Radiance puede modela iluminancias in e io es en condiciones de cielo pe ec amen e con oladas. A con inuación se mues an los esul ados ob enidos po ámbi os: - Modos de asignación: Cuando el pun o de in e és es á elacionado con la iluminación sola di ec a, p oduce simulaciones iables de la dinámica de co os pe iodos de iempo, de Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 41 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez iluminancias in e io es bajo condiciones de cielo a bi a ias. El es de somb a sólo se debe u iliza cuando se in es iga la apa ición de deslumb amien o debido a la luz sola di ec a. - P ecisión en iluminancias in e io es: Se ha encon ado que la p ecisión depende muy lige amen e de la con igu ación de la pe siana o de la condición de cielo. - De alles del en o no: La calidad de los esul ados de la simulación de luz depende de mane a decisi a de si los de alles del paisaje ci cundan e se modelan adecuadamen e. La necesidad de modela cuidadosamen e el paisaje ci cundan e se da igualmen e pa a las simulaciones de luz dinámicas y es á icas. - Modelo de cielo: Un análisis mues as que los e o es de simulación son causados a pa es ap oximadamen e iguales po los e o es del modelo de cielo y el e ec o combinado del mé odo de coe icien e de luz del día, el algo i mo de azado de ayos y el modelo de CAD. - Au onomía de la luz del día e iluminación a i icial Los esul ados del es udio sugie en que la au onomía anual luz del día, se puede p edeci con ela i a p ecisión a pa i de unos pocos pun os. La demanda de iluminación a i icial se puede p edeci con una p ecisión simila bajo las mismas hipó esis. Todos es os pun os mencionados sugie en que los mé odos dinámicos, de simulación de luz na u al basados en Radiance, que u ilizan el concep o de coe icien es de luz son capaces de modela de o ma e icien e y con p ecisión los elemen os de iluminación na u al complicados. Los es ue zos de plani icación ex a po el a qui ec o o ingenie o pa a ejecu a una simulación de la luz del día dinámica, en luga de lle a a cabo un cálculo simple del ac o de luz na u al, son limi ados una ez que se iene in oducido el modelo en el p og ama. El es ue zo adicional se compensa con in o mación adicional sob e la si uación de iluminación en el in e io del u u o edi icio, como la p edicción de la au onomía de luz del día y la de ección de deslumb amien o di ec o y las a iaciones de iluminancia inquie an es. Pa a ap o echa al máximo el pode de es e ipo de he amien as de simulación en el p oceso de diseño, es imp escindible con a con los da os de en ada de i adiación di ec a y di usa a co o plazo. Es os aspec os, an o los eó icos de e olución de las p o ecciones sola es y sus con igu aciones, como los más écnicos de mediciones y simulaciones ecopilados, pe mi i án el desa ollo del caso de es udio que se p opone en el siguien e apa ado. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 48 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez - Pa iciones in e io es: Espeso inal 15 cm. Acabado a ambos lados de placa de yeso con acabado en inilo c ema cla o. - Vid ios: Espeso inal 26mm, compues o po luna in e io emplado de 10mm, cáma a de 6mm y id io lamina s adip 5+5. Ca pin e ía de haya apo izada. - Ca pin e ías: Aluminio Technal anodizado inoxidable. - Suelo *: Má mol se pegean e i aliano de 40x60 cm y 2cm de espeso . Colo c ema e eado. Coe icien e de abso ción,(% en peso) 0.32, (% en olumen) 0.73 - Techos: Falso echo con inúo de placas de yeso p e ab icado, acabado con pin u a blanca. - Pue as: Hoja modelo Sandwich, maciza de polies i eno, acabada en es a i icado de al a p esión de 3mm. Colo made a cla a. - Espeso o al desde also echo has a sole ía e minada de plan a supe io , 83 cm. - Lamas ho izon ales: lamas me álicas de ace o inoxidable. *La in o mación sob e el coe icien e de abso ción se ecoge en la icha écnica ob enida de (AA.VV, 2015). A con inuación se p esen a la planime ía aco ada con la que desa olla á el modelo. Alzado Su oes e: Figu a 30: Alzado aco ado Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 49 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Plan a gene al, plano de achada y elemen os del en o no: Figu a 31: plan a gene al aco ada. En la pa e in e io se mues a la línea de alzado, en e e encia a los elemen os del en o no Plan as de habi aciones: Figu a 32: Plan as de habi aciones donde se ealiza án las mediciones aco adas. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 50 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 3.5.2 Campaña de mediciones En es e apa ado se mues an los aspec os a medi in si u en la isi a, pa a e cómo a ec an la malla y el id io colocado, en el in e io de las habi aciones. De las es ca ego ías de medición en es e caso pa a el abajo que se es á lle ando a cabo, se op a po la básica; po es o, se medi á iluminancia y adiación. Además a la ho a de ealiza las mediciones, se op a po ealiza las en un día de cielo cla o, ya que es el más ep esen a i o den o de una campaña comple a de medición. En la igu a 33 se mues a una imagen del día de la medición (17-06-2015), se ap ecia ese cielo cla o. Figu a 33: Fo o omada in si u, el día de la medición (17-05-15) a las 14:15. Todo el p oceso de medición expues o en el es ado de la cues ión y en la me odología, no puede lle a se a cabo po la b e edad empo al pa a el desa ollo del abajo, po lo que se ealiza una sola isi a, la cual se p og ama pa a que al menos coincida con una de las echas en las que deben lle a se a cabo las mediciones, Junio, ce ca del 21 y en un día cla o. Una ez con los da os p e ios y el conocimien o de los ins umen o; se ealiza la isi a el día 17 de Junio de 2.015. Las medidas se oman en los pun os ma cados en el plano a con inuación, a las dis ancias ma cadas y a la al u a es ablecida de 80cm desde el suelo. Ambos medido es (luxúme o y adióme o) se colocan pa alelos y o ien ados hacia a iba, (midiendo en Z posi i o), ga an izando que no hay obs áculos en e las en anas y los medido es, pa a que los da os no queden des i uados. Se ha decidido medi en 4 zonas dis in as, una de ellas pa a pode ob ene da os conc e os de la malla, y las o as 3 en habi aciones, una po cada plan a po a a se de los espacios más ep esen a i os de es e edi icio de ca ác e hospi ala io (se in en a den o de la disponibilidad del edi icio medi en habi aciones de la misma e ical): - Plan a p ime a: Medición ex e io ue a de la malla, medición ex e io den o de la malla, medición in e io con malla y id io. - Plan a segunda: Medición in e io en habi ación 111, según malla es ipulada. - Plan a e ce a: Medición in e io en habi ación 215, según malla es ipulada. - Plan a cua a: Medición in e io en habi ación 316, según malla es ipulada, y po ex e io e in e io del id io. *plano en la siguien e página. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 51 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 52 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 3.5.3 Simulación in o má ica Siguiendo la me odología expues a, u ilizamos Eco ec pa a ealiza el modelo en 3D, en el que se incluyen: las es habi aciones en las que se ealizan las mediciones, la achada su comple a con la malla, los edi icios del en o no ce cano y la p o ección sola ho izon al adicional que apa ece en plan a cua a ( igu a 35). Figu a 34: Vis a del modelo ex aída desde Eco ec. Figu a 35: De alle lamas inclinadas 30º en pla a cua a. Ob enida de Eco ec. Además Eco ec, ambién nos p opo cionada análisis de soleamien o, con el uso de la p oyección es e eog á ica, y lo oda emos en Daysim pa a calcula , con el apoyo de Radiance. Pasos a segui en Eco ec: 1º: In oducción de los da os climá icos, con igu ación de los mismos. Se abaja con el a chi o climá ico de Se illa. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 53 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 2º: In oducción de los ma e iales. A la ho a de in oduci el modelo en Eco ec se han asimilado los ma e iales eales en el p og ama con las siguien es ca ac e ís icas: Techo Pue as Suelo G a a Suelo e aza U-Valo (W/m2K) 5,16 3,31 2,56 2,56 2,56 Admisión (W/m2K) 4,96 0,87 4,2 4,2 4,2 Abso ción sola (0-1) 0,248 0,406 0,47 0,25 0,73 T anspa encia (0-1) 0 0 0 0 0 Colo ( e lec .) In e . y Ex e . R:0,835 R:0,66 R:0,58 R:0,824 R:0,294 Especula idad 0 0 0 0 0 Lama Pa edes S. En o no Hie ba Tejas U-Valo (W/m2K) 5,55 1,72 2,56 2,56 3,1 Admisión (W/m2K) 5,55 4,22 4,2 4,2 3,1 Abso ción sola (0-1) 0,19 0,27 0,47 0,82 0,576 T anspa encia (0-1) 0 0 0 0 0 Colo ( e lec .) In e . y Ex e . R:0,898 R:0,808 R:0,588 R:0,200 R:0,471 Especula idad 0 0 0 0 0 Tabla1: Con igu ación de ma e iales pa a Eco ec. El ma e ial echo, aplicado a los echos in e io es de las habi aciones. El ma e ial pue a, aplicado a la pue a de acceso a las habi aciones y a las in e io es de acceso a los baños. El ma e ial suelo, aplicado a los suelos in e io es de las habi aciones. El ma e ial g a a, aplicado al plano de suelo ex e io del que nace la malla. El ma e ial suelo e aza, aplicado al plano de suelo ex e io de la e aza de la cua a plan a. El ma e ial lama, aplicado a las lamas sob e la e aza de la plan a cua a. El ma e ial pa edes, aplicado a pa amen os e icales in e io es y ex e io es, de achada y de en o no. El ma e ial S. En o no, aplicado al suelo del en o no. El ma e ial Hie ba, aplicado a los elemen os del en o no que es án cubie os po ege ación. El ma e ial eja, aplicado a las cubie as del en o no. Vid io U-Valo (W/m2K) 1,50 Admisión (W/m2K) 60,00 Coe . Ganancia sola (0-1) 0,39 T anspa encia (0-1) 0,27 índice de e acción id io 1,74 Colo ( e lec .) In e . y Ex e . R:0,502 Especula idad 0 Tabla 2: Con igu ación de id io pa a Eco ec. El ma e ial id io, aplicado a los id ios de las habi aciones. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 54 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Malla medición Malla come cial Malla lama Malla ex o U-Valo (W/m2K) 5,55 5,55 5,55 5,55 Admisión (W/m2K) 5,55 5,55 5,55 5,55 Abso ción sola (0-1) 0,19 0,19 0,19 0,19 T anspa encia (0-1) 0,068 0,621 0 0,46 Colo ( e lec .) In e . y Ex e . R:0,898 R:0,898 R:0,898 R:0,898 Especula idad 0 0 0 0 Tabla 3: Con igu aciones de la malla pa a Eco ec. El ma e ial malla, iene dis in as con igu aciones, ya que se á necesa io ealiza dis in os cálculos pa a pode calib a el modelo, como se especi ica á en el siguien e apa ado. 3º: In oducción del plano guía como o ma o .dx ( igu as 31 y 32). 4º: Le an amien o del modelo, con ayuda del es o de planime ía ( igu as 28 y 30). 5º: Aplicación de los ma e iales en el modelo, a las dis in as supe icies, según lo es ablecido an e io men e en el paso 2. 6º: C eación de las mallas pa a ealiza los cálculos en los in e io es de las habi aciones, las de inimos con las ilas y columnas coinciden es con las ealizadas en la medición, sepa adas 1m de la pa ed y a 0.80m del suelo 7º: Con igu amos en Eco ec las p e e encias gene ales, pa a que la biblio eca gene al de ma e iales po de ec o sea la de Daysim; y el di ec o io de expo ación de ma e iales, sea en la ca pe a de ma e iales den o de Daysim en el o denado . Figu a 36: Ac ualización de la lib e ía de ma e iales y el di ec o io de Daysim Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 55 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 8º: P ocedemos a la expo ación conla con igu ación mos ada en la igu a 37. Figu a 37: Pan alla de expo ación a Daysim. 9º: Una ez en Daysim, inculamos de nue o el a chi o climá ico, en es e caso como se ha con igu ado el en o no con ma e iales, dejamos el alo de e lec ancia del suelo po de ec o en 0.2. Po o o lado ijamos un pe íodo de medición cada 30 minu os, pa a ob ene las ho as ce canas a las que se midió in si u, al como se mues a en la igu a 38. Figu a 38: Pan alla de con igu ación de Daysim. 10º: Después de es a con igu ación ealiza emos dos cálculos pa a cada ejilla, es deci en cada habi ación, al y como se hizo en la a ea de campo; uno de iluminación (lux) y o o de adiación (W/m2). El cálculo se ealiza con la escena de complejidad 2 ( igu a 39), pa a que los esul ados sean un poco más inos. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 56 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Figu a 39: Da os de la escena de complejidad 2. Después de odos los pasos necesa ios, an o en Eco ec (modelado); como en Daysim (cálculo), solo es a da le al bo ón de calcula y espe a los da os, los cuáles se ob ienen en un documen o de ex o como alo es empo ales (cada 30min), an o de iluminación (lux) como de adiación (W/m2). Es os da os deben il a se y p ocesa se, pa a ob ene conclusiones y pode analiza los. 3.5.4 Calib ación del modelo i ual Pa a ealiza la calib ación, se lle a a cabo el cálculo en la habi ación 111, que es la que se encuen a más cen ada y a ec ada al 100% po la malla. Es e cálculo se ealiza de 4 o mas dis in as, en las que lo que a ía es la con igu ación de la malla; pues o que es el ma e ial más di ícil de simula , y el más impo an e pa a el es udio. De modo que los da os usados son los expues os en las ablas 1 y 2, más los de la abla 3 que son los que se a ían en cada una de los 4 cálculos. Cuando se ob iene la in o mación del cálculo en cada uno de los modelos, debe busca se el día y la ho a en que se ealizó la medición pa a ealiza la compa a i a. El p ime cálculo, se ealiza con los da os de la malla según la medición ealizada in si u; de la que se ob u o un alo medido ue a de la malla de 993 W/m2, y po el in e io de la malla de 68 W/m2, si calculamos la elación en e ambos da os: - (68/993)*100= 0.6 % Ob enemos que el momen o de la medición la malla abajaba como si u iese un po cen aje de pe o ación del 6%. Es e es el da o con el que se calcula. En la abla 4 emos como en compa ación con los da os medidos in si u, la di e encia es muy g ande, no puede usa se una medición pun ual como guía pa a de e mina el pa áme o de ape u a de la malla. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 57 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez El segundo cálculo, se ealiza con los da os come ciales, acili ados po el ab ican e, el cual e leja un po cen aje de pe o ación del 62.1%. Es e cálculo da alo es más ap oximados, pe o el e o sigue siendo demasiado g ande, queda cla o que el po cen aje de pe o ación eal solo se e ía e lejado si e sol incidiese pe pendicula men e a la malla, al ene dis in as inclinaciones y ángulos, la epe cusión de la mala a ía. Resul ados en la abla 4. El e ce cálculo, se ealiza asimilando la malla a unas lamas. Según las dimensiones acili adas po el ab ican e, se ob iene el ángulo que elaciona la el diáme o de las a illas, con la sepa ación e ical en e ellas, y se escala pa a que enga una dimensión asequible pa a el modelo. Figu a 40: Modelo de Eco ec con la malla simulada como lamas. La a illa iene un diáme o de 3mm, y exis e una sepa ación en e ellas de 74mm; se ob iene un ángulo de 11,45º. Man eniendo es a elación se escala el modelo; se colocan lamas de anchu a 6cm, cada 29.6 cm. De nue o los esul ados ob enidos no son álidos, la di e encia es aún mayo en es a asimilación, en pa e puede debe se a la al a de elemen os e icales, que aumen a ían el po cen aje opaco en la achada. Puede conclui se, que la asimilación de es e ipo de mallas a lamas no esul a posible. Resul ados en la abla 4. El cua o cálculo, se ealiza calib ando la malla según el documen o de And ea G. Mainini, (Mainini, 2014), que como ya se explicó en la li e a u a, hacía un es udio sob e es a malla, una con las mismas dimensiones; pe o sin emba go, es ablecía un po cen aje de pe o ación del 46%. Al abaja con es e da o, al in los alo es son mucho más ce canos a lo medido in si u, en ocasiones coinciden es; po lo an o, es a con igu ación de malla es la que inalmen e se oma á pa a la ealización del es o de cálculos. Resul ados en la abla 4 Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 64 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez - Ma zo: Figu a 48: Soleamien o en Ma zo. De izquie da a de echa: 10:30, 13:30 y 16:30, ho a local. La c uz ma ca la posición ap oximada del cabece o de la cama. En la igu a 48 se ap ecia como la mancha sola ya no alcanza la zona media de la habi ación, en las e apas in e medias del año la pene ación exis e pe o no esul a á moles a pa a el pacien e, y el aumen o de empe a u a que pueda supone , aún en es a época no debe se moles o. Habi ación 215: - Junio: Figu a 49: Soleamien o en Junio. De izquie da a de echa: 10:30, 13:30 y 16:30, ho a local. La c uz ma ca la posición ap oximada del cabece o de la cama. En la igu a 49, la si uación se epi e con espec o a la habi ación 111. - Diciemb e: Figu a 50: Soleamien o en Diciemb e. De izquie da a de echa: 10:30, 13:30 y 16:30, ho a local. La c uz ma ca la posición ap oximada del cabece o de la cama. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 65 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez En la igu a 50, la si uación se epi e con espec o a la habi ación 111. - Ma zo: Figu a 51: Soleamien o en Ma zo. De izquie da a de echa: 10:30, 13:30 y 16:30, ho a local. La c uz ma ca la posición ap oximada del cabece o de la cama. En la igu a 51, la si uación se epi e con espec o a la habi ación 111. La habi ación 316 ambién ue es udiada, pe o los esul ados son simila es, y como la malla no a ec a en es e caso, no a a desa olla se. - Repe cusión anual: Una ez ex apolados los da os a lo la go del año, se in oducen en una hoja de cálculo y se il an, ealizando las medianas po meses de los alo es, an o de iluminación como de adiación, y se ealizan unas g á icas en las que e emos la e olución anual de cada uno de los seis pun os es udiados pa a las dos habi aciones con malla 111 y 215, y ha emos una compa a i a en la 111(la más cen ada den o del alzado, odeada de malla) de la si uación si no se hubiese colocado la malla. Figu a 52: Pun os de medición po habi aciones. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 66 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez - Habi ación 111, con malla. G á ica 1: E olución anual de iluminación (lux), en la habi ación 111 con malla. - Habi ación 111, sin malla. G á ica 2: E olución anual de iluminación (lux), en la habi ación 111 sin malla. Como emos en las g á icas el ango sin malla, pa a los alo es de iluminación se amplía conside ablemen e. Mien as que con malla el ango a de un mínimo ondando los 300lux a un máximo sob e 1500lux; sin malla es o se amplía del mínimo sob e los 700lux al máximo de 4200lux. Po lo an o en iluminación: los mínimos se educen en un 57% ap ox.; y los máximo en un 64% ap ox, cuando se u iliza la mala. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 67 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez - Habi ación 111, con malla. G á ica 3: E olución anual de adiación (W/m2), en la habi ación 111 con malla. - Habi ación 111, sin malla. G á ica 4: E olución anual de adiación (W/m2), en la habi ación 111 sin malla. Un esul ado simila al an e io . Con malla el ango a de 3 a 19 W/m2 ap oximadamen e; y sin malla, de 8 a 50 W/m2. Po lo an o en adiación: los mínimos se educen en un 62% ap ox.; y los máximo en un 62% ambién, cuando se u iliza la malla. Como e a de espe a la malla es á educiendo los alo es de adiación e iluminación en el in e io de los espacios, amizando la luz. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 68 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Habi ación 215, con malla. G á ica 5: E olución anual de iluminación (lux) en la habi ación 215 con malla. G á ica 6: E olución anual de adiación (W/m2), en la habi ación 215 con malla Los alo es en es a habi ación son más ele ados que en la habi ación de la plan a in e io a pesa de ene la malla, segu amen e el hecho de que la malla e mine sob e los huecos de es a habi ación a ec a, y en las épocas de e ano donde el sol es á más inclinado, los alo es aumen an. Además es os cambios se es án p oduciendo pa a los pun os si uados más ce canos a la en ana, en los in e medios y los p o undos los máximos y mínimos son muy simila es a los de la habi ación. W/m2 Lux Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 69 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez Habi ación 316, con malla. G á ica 7: E olución anual de iluminación (lux) en la habi ación 316 con malla. G á ica 8: E olución anual de adiación (W/m2), en la habi ación 316 con malla Los alo es en es a habi ación son los más bajos de los es, como ya se ha explicado, en ella la malla no es á ac uando, pe o si el sis ema de lamas colocadas en ho izon al sob e los din eles de las en anas. Además hay que esal a que la dimensión de la habi ación es dis in a, po lo que cambia la dis ibución de los pun os, solo exis en dos líneas de medición igu a 52. Vemos que en las g á icas, las líneas se dis ibuyen de o ma más homogénea, no exis en esos picos de e ano que emos en las habi aciones con mallas. W/m2 Lux Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 70 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 5. CONCLUSIONES Después del análisis de esul ados ob enidos se an a comen a po apa ados las conclusiones ob enidas. - En p ime luga hace e e encia a la iabilidad de los a chi os climá icos con los que el p og ama Eco ec y Daysim abajan, pues como se ha is o en los esul ados, los da os en el día de la medición, coinciden de o ma muy ce cana con lo mos ado en el a chi o climá ico. - En segundo luga , menciona el modelado, se ha simulado la malla de cua o o mas dis in as, y emos que po sus ca ac e ís icas, se hace di ícil ep esen a la en un modelo i ual. Los da os de mediciones, hab ía que ealiza un es udio mucho más comple o con mediciones p olongadas en el iempo y ob ene medias pa a sabe a qué po cen aje de pe o ación pod ía asimila se una malla en unción de su po cen aje eal, po que como ya imos el po cen aje eal, ampoco dio esul ados muy ce canos a los ob enidos in si u. Y la asimilación a un sis ema de lamas, ambién p obado en el abajo, en unción de la elación de espeso de las a illas y sepa ación en e ellas, no es ampoco una buena de simulación de es e ipo de mallas. - En e ce luga , las ca as es e eog á icas han mos ado, como a ni el de soleamien o in e io , de mancha sola ; la malla no es á ealizando ningún e ec o, los esul ados con y sin malla son iguales. Puede se debido, al como se expuso en la li e a u a, con el es udio de (And ea G. Mainini, 2014), a que el ac o de ape u a de la malla no pe mi e conside a la como p o ección sola , - En el apa ado del soleamien o in e io , se mues a que a pesa de que la malla no es é a ec ando, las condiciones de las habi aciones son acep ables, pues en los meses más íos (cuan do el sol iene un ángulo más ho izon al), la pene ación es mayo , llegando a solea casi oda la habi ación. En los meses in e medios, es a mancha sola a disminuyendo, no a ec ando a la zona de las camas, quedándose en la banda más ce cana a la en ana. Y pa a los meses más calu osos de e ano la pene ación es casi nula (el ángulo sola ayuda, ya que es más e ical). Es os esul ados se ob ienen casi po igual en ambas habi aciones, pues o que su posición es muy ce cana an o en ho izon al como en e ical en el alzado del edi icio, y po que su elación con la malla, que si es dis in a, no es á a ec ando. - Con los esul ados de la epe cusión a lo la go del año, se ob ienen a ias conclusiones; po un lado emos la di e encia que exis e en e las habi aciones 111 y 215, con espec o a la 316, en cuando a homogeneidad. En las dos p ime as que ienen malla, se ap ecia cla amen e una es a i icación en las es bandas en las que se ha medido; mien as que la e ce a de ellas, cuya p o ección son las lamas, no la malla, la habi ación iene una e olución más cons an e y con olada, en la que odos los pun os a ían de o ma simila a lo la go del año. Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 71 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez - La es a i icación de las dos habi aciones con mallas además de es a muy de inida, podemos des aca como los pun os más ce canos a la en ana se dispa an espec o al es o, en los meses de in ie no cuando el sol es á más ho izon al. La malla po su geome ía da esul ados dis in os en unción de la época, pues o que al ene an poco espeso , cuando el so pie de e icalidad, la a a iesa sin se casi des iado. - Como se ha mos ado en la compa a i a de la habi ación 111, con y sin malla los ni eles de adiación e iluminación se en educidos, la mayo ía de las eces en más del 50%. Al ene menos adiación la empe a u a se á algo meno que si no exis iese. La malla, es á ac uando como un il o, pe o no como un elemen o de con ol sola . Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 72 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 6. IDEAS PARA AMPLIAR EL TRABAJO DESARROLLADO Es e abajo, se ha cen ado en el es udio de una malla usada como p o ección sola , se ha es udiado su o ma de simulación y los esul ados de iluminación y adiación en el in e io de un edi icio hospi ala io. Un abajo que p o undice en la o ma en la que simula es e ipo de sis emas pa a que aquellos que quie an aplica los, sepan su e dade a epe cusión en el edi icio, se ía de g an in e és. Se han compa ado esul ados con y sin malla, se ía in e esan e compa a es os esul ados con los ni eles ecomendados pa a es e ipo de edi icios y e en qué medida debe de comple a se con iluminación a i icial, o que exceso de iluminación na u al exis e. Po o o lado, y pues o que es as malas se es án ex endiendo an o, se ía in e esan e un es udio que se cen ase en como comple a es os sis emas pa a un co ec o uncionamien o del edi icio. Cuáles son los sis emas que pueden aplica se pa a man ene la apa iencia deseada ob eniendo e dade o con ol sola . Escuela écnica supe io de a qui ec u a, Se illa. T abajo Fin de G ado 73 Es udio sob e P o ecciones Sola es en En ol en es Raquel Jiménez Lupiáñez 7. 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