Fecha de consultoría: Abril de 2009. Proyecto arquitectónico: Sergio Garza Arquitectos. Análisis ambiental: Sol-arq > Arturo Ordóñez / ICSA > Miguel Rivera, Oscar Reyes.
1. Objetivo
El objetivo del estudio fue evaluar de manera detallada las condiciones ambientales que se podrían conseguir en una vivienda proyectada en la ciudad de Chihuahua (latitud 28º, longitud -106.1º), mediante un sistema de climatización con suelo radiante (calor y frío), considerando diferentes escenarios de operación.
2. Metodología
Los análisis se llevaron a cabo mediante simulaciones de dinámica de fluidos, empleando para ello el módulo CFD de DesignBuilder. Las simulaciones se centraron en el espacio correspondiente al estar-comedor de la vivienda.
Las condiciones de límite del ámbito CFD se determinaron a partir de una serie de simulaciones desarrolladas previamente con el módulo EnergyPlus del mismo programa, las cuales formaban parte de un estudio para optimizar ambiental y energéticamente la vivienda. Dichas condiciones de límite incluían las temperaturas superficiales interiores.
Para las simulaciones CFD se plantearon los siguientes escenarios de análisis:
INVIERNO
- Opción Inv. 01. Temperatura del suelo = 25ºC
- Opción Inv. 02. Temperatura del suelo = 30ºC
- Opción Inv. 03. Temperatura del suelo = 35ºC
VERANO
- Opción Ver. 01. Temperatura del suelo = 10ºC
- Opción Ver. 02. Temperatura del suelo = 15ºC
- Opción Ver. 03. Temperatura del suelo = 20ºC
Las simulaciones para verano se realizaron para las 14:00 horas de un día típicamente cálido (temperatura exterior de 36.7ºC). Las simulaciones para el invierno se realizaron para las 9:00 horas de un día típicamente frío (temperatura exterior de 3.6ºC).
3. Síntesis de los resultados
De acuerdo a los resultados obtenidos, los cuales se pueden visualizar en las gráficas anexas, en invierno una temperatura del suelo equivalente a 30.0ºC (Opción Inv. 02), e incluso ligeramente menor, resulta suficiente para mantener condiciones de confort óptimas. En este caso se han obtenido temperaturas operativas (promedio de la temperatura del aire y la temperatura radiante) superiores a 21.0ºC, con una distribución adecuada de las mismas. Por otro lado, el suelo funcionando a 25ºC puede no ser suficiente en condiciones extremas, mientras que el suelo funcionando a 35ºC puede generar fácilmente condiciones de disconfort por sobrecalentamiento.
  
Imágenes 01 a la 03. Resultados CFD con suelo radiante en invierno.
En verano una temperatura del suelo equivalente a 20ºC (Opción Ver. 03) puede resultar suficiente para mantener unas condiciones de confort adecuadas, ya que en la zona de ocupación se mantienen temperaturas operativas inferiores a los 26ºC. Considerando algunos días con condiciones más extremas es necesario prever que el sistema pueda proporcionar temperaturas del suelo un poco más bajas. De cualquier manera es importante tomar en cuenta que temperaturas de 15ºC o inferiores pueden producir condensaciones y disconfort local.
  
Imágenes 04 a la 06. Resultados CFD con suelo radiante en verano.
Nota: El presente artículo es de carácter sintético y tiene un cometido meramente informativo. Sol-arq no puede asumir responsabilidad alguna por el uso inadecuado que se dé a la información aquí vertida.
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