VENTILACIÓN NATURAL

1. VENTILACIÓN NATURAL M. en Arq. Francisco Armendáriz Instituto Tecnológico de Chihuahua II Arquitectura

2. OBJETIVOS Que el estudiante comprenda las principios elementales del comportamiento de la ventilación al ser inducida a los espacios habitados. El alumno conocerá dispositivos de ventilación pasiva y sus respectivas formas de aplicación dentro de un proyecto arquitectónico. Sabrá la importancia del uso de un túnel de viento como auxiliar en la toma de decisiones en el proceso de diseño.

3. El aire es un fluido que forma la atmósfera de la Tierra. Es una mezcla gaseosa, que, descontado el vapor de agua que contiene en diversas proporciones, se compone aproximadamente de 21 partes de oxígeno, 78 de nitrógeno y una de argón y otros gases semejantes a este.

4. El viento es una corriente de aire producida por el desigual calentamiento de la Tierra y busca mantener un equilibrio de temperaturas sobre el planeta

5. Su introducción en el proyecto arquitectónico no es fácil ya que sus características propias marcan una imprecisión ineludible en el diseño de un dispositivo.

6. Sin embargo, estando consientes del comportamiento que tiene el viento en un lugar determinado y aplicando el sentido común se puede hacer una aproximación a la situación real.

7. La ventilación es un instrumento que puede auxiliar al confort de las personas siempre y cuando la temperatura, humedad, movimiento y pureza del aire sean las adecuadas.

8. La ventilación natural puede ser forzada por medio de diferencias de presión y por diferencias de temperatura.

9. La mala calidad del aire interior ocurre cuando la ventilación no es lo suficientemente adecuada como para mantener las concentraciones de contaminantes a niveles que no produzcan problemas de salud a los ocupantes.

10. Evans (1957) propuso una tabla de velocidades del viento en espacios interiores y su efecto en los usuarios en la que indica que a una velocidad de 0.5 m/s se siente fresco a temperaturas confortables, pero incomoda a bajas temperaturas.

11. Evans determina que el nivel mínimo domestico para no sentir sofocación es de 0.1 m/s.

12. FUNDAMENTOS Fuente: elaboración propia con base a Rivero (1988: 133). Flujo del viento perpendicular a dos muros de las mismas dimensiones. PLANTA

13. FUNDAMENTOS Fuente: elaboración propia con base a Rivero (1988: 136). Bajo un flujo perpendicular se crea un cambio de dirección del viento con muros de distintas dimensiones. PLANTA

14. FUNDAMENTOS Fuente: elaboración propia con base a Rivero (1988: 136). Flujo del viento con inclinación en relación a un muro. PLANTA

15. Fuente: elaboración propia con base a Olgyay (2002:104). FUNDAMENTOS x No habrá intercambio de aire con el interior si no existe más de una abertura. PLANTA

16. Fuente: elaboración propia con base a Ernest (1991). FUNDAMENTOS a x No habrá intercambio en el interior si el flujo es paralelo a la ventana. PLANTA

17. Fuente: elaboración propia con base a Olgyay (2002:104-105). FUNDAMENTOS Se presentara una mejor aireación interior cuando la ventana de entrada en mas pequeña que la de la salida. a PLANTA

18. FUNDAMENTOS Fuente: elaboración propia con base a Sobin (1966). El flujo tendera a disminuir su velocidad en el interior. ALZADO

19. Fuente: elaboración propia con base a Givoni (1976). FUNDAMENTOS a La aireación interna será mejor si el viento es inducido a 45°. PLANTA

20. Fuente: elaboración propia con base a Givoni (1976). Fuente: elaboración propia con base a Givoni (1976). FUNDAMENTOS a En muros adyacentes es mejor inducir el viento de manera perpendicular. PLANTA

21. Fuente: elaboración propia con base a Givoni (1976). FUNDAMENTOS a Se obtendrá mejor aireación si las ventanas se encuentran en las esquinas de la habitación con muros adyacentes. PLANTA

22. a Fuente: elaboración propia con base a Givoni (1962). FUNDAMENTOS Es factible generar una buena ventilación con aberturas en sólo un muro, atreves de estrategias adecuadas. PLANTA

23. Fuente: elaboración propia con base a Gómez Amador, et. al. (2006). FUNDAMENTOS El aire caliente intentara salir por la parte superior de la abertura. ALZADO

24. Fuente: elaboración propia con base a Rowe (2005: 143). FUNDAMENTOS Entre mas grandes sean los muros, mayor capacidad de captación de viento habrá. a PLANTA

25. Fuente: elaboración propia. FUNDAMENTOS Se pueden presentar cambios de dirección en el flujo del viento. PLANTA

26. VENTILACIÓN INDUCIDA Se puede enfriar un espacio habitado atreves del intercambio de temperatura con el suelo.

27. VENTILACIÓN INDUCIDA De igual manera, se puede calentar el espacio habitado atreves del intercambio de temperatura con el suelo.

28. CHIMENEA SOLAR En días calmos y calientes este tipo de chimenea puede proporcionar la ventilación natural. En su forma más simple, una chimenea solar consiste en una chimenea pintada de negro. Durante el día la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente en la chimenea.La succión creada en la base de la chimenea se puede utilizar para ventilar y para refrescar el edificio.Los elementos básicos del diseño de una chimenea solar son: El área del colector solar: Esta superficie se puede situar en la parte superior de la chimenea o puede incluir el eje del tiro entero. El eje principal de la ventilación: La localización, la altura, la sección representativa y las características térmicas de esta estructura son también muy importantes.Los orificios de entrada y salida: Las dimensiones, localización así como aspectos aerodinámicos de estos elementos son también significativos en el rendimiento. La orientación, el tipo de pintura, el aislamiento y las características térmicas de este elemento son cruciales para captar, conservar y utilizar la energía solar.

29. Casa La Armonía, Colima Arq. Gabriel Gómez Azpeitia

31. MURO TROMBE Se basa en la captación solar directa y la circulación de aire que se produce por la diferencia de temperaturas.

32. TORRES DE VIENTO Al descender hacia el interior, el aire es enfriado y distribuido por todos los espacios de la construcción. Torres de Ventilación (“Bagdires”) Ciudad de Yazd, Irán.

33. INVESTIGACIONES Aarón García Tesis de Maestría: Comportamiento de la Celosía de la Tradición Constructiva del Trópico Subhúmedo como Dispositivo de Control Ambiental Universidad de Colima La celosía hecha a base de adobe permitía una mejor ventilación cuando las velocidades del viento eran bajas. Por otro lado, cuando las velocidades de viento eran altas, tendía a disminuir dicho comportamiento. De igual forma, la celosía de adobe tuvo un mejor desempeño en cuanto a la cantidad de radiación absorbida.

35. INVESTIGACIONES Francisco Armendáriz Tesis de Maestría: Comportamiento de la Ventilación en un Sistema de Ventana Concentradora Universidad de Colima En el diseño de los cuatro dispositivos se realizaron adaptaciones en las ventanas con diferente cantidad de planos concentradores. Se define como plano concentrador a un elemento recto con una inclinación de 45° colocado de manera vertical u horizontal que se extiende hasta alcanzar una reducción de la dimensiones del interior de la ventana con relación al exterior un 25%. El motivo por el cual se decidió girar a 45° los planos concentradores es que a esa inclinación se optimiza el efecto Venturi, evitando tener mayores turbulencias dentro del dispositivo.

36. FÓRMULAS DESARROLLADAS Para calcular un flujo Q en una abertura, Olgyay propone la siguiente fórmula: Q=rVASen θ Donde: Q.-Cantidad de aire (m3/s). r.- Relación entre área de entrada y área de salida (en caso de ser iguales r.- 0.5971108). V.- Velocidad del viento. A.- Área de la abertura de entrada. Θ.- Angulo de incidencia del viento.

37. FÓRMULAS DESARROLLADAS Szokolay (1990) propone una fórmula para evaluar la eficiencia de la ventilación al ser inducida en los espacios habitados. Aclara que esta fórmula tiene un límite de confiabilidad de hasta 3 m/s. dT.- 6V-V2 Donde: dT.- Grados de sensación de disminución de la temperatura. V.- Velocidad del viento.

38. En el dispositivo con un plano concentrador se registró una velocidad del viento promedio de 1.06 m/s en el área de entrada y 1.33 m/s en el área de salida. Esto equivale a un incremento promedio de un 25% en el área de salida con relación al área de entrada en la velocidad del viento.

39. Reducción neta en la sensación de Temperatura por efecto del Dispositivo con un Plano Concentrador. Fuente: elaboración propia con base a la fórmula de Szokolay (1990) y los datos obtenidos del monitoreo.

40. En el dispositivo con dos planos concentradores la velocidad promedio en el área de entrada fue de 0.94 m/s y en el área de salida el promedio fue de 1.28 m/s. Por lo tanto, el incremento promedio de la velocidad del viento fue de un 37% en el área de salida con relación al área de entrada.

41. Reducción neta en la sensación de Temperatura por efecto del Dispositivo con dos Planos Concentradores. Fuente: elaboración propia con base a la fórmula de Szokolay (1990) y los datos obtenidos del monitoreo.

42. En el dispositivo con cuatro planos concentradores la velocidad promedio en el área de entrada fue de 0.90 m/s y en el área de salida el promedio fue de 1.40 m/s. Es decir, se registró un incremento promedio en la velocidad del viento de un 56% en la relación de las áreas de entrada y salida.

43. Reducción neta en la sensación de Temperatura por efecto del Dispositivo con cuatro Planos Concentradores. Fuente: elaboración propia con base a la fórmula de Szokolay (1990) y los datos obtenidos del monitoreo.

44. TÚNELES DE VIENTO

45. TÚNELES DE VIENTO