Este diagrama nos permite determinar los valores que se deben dar a los parámetros para situarnos en la zona de confort, definida por unos límites de temperatura de termómetro seco y de humedad relativa.
En la figura 1, se ve como cada uno de esos parámetros o elementos correctores se introduce en forma de líneas con diversos valores. Así, la radiación aparece en la parte inferior de la carta, el viento en la parte superior central y derecha, y la evapotranspiración en la superior izquierda.
Respecto a la zona de confort podemos diferenciar dos áreas en función de la humedad, un área central que se corresponde con la zona de confort como tal y otras zonas a ambos lados de esta que representan las que podrían ser confortables con ciertas condiciones. El límite inferior de la zona de confort indica la línea de sombra, de forma que los puntos situados encima precisan sombra y los situados debajo radiación.
Para elaborar la carta de Olgyay o climograma de bienestar adaptado de Torrejón de Ardoz se emplea una base de cálculo en formato excel facilitada por el profesor F. Javier Neila. Se ha creído conveniente elaborar el climograma, dado que al situarse el municipio, objeto del estudio, al norte de Madrid, se presentan variaciones respecto a la carta correspondiente a la capital. A pesar de que esas variaciones no sean muy significativas, se pretende hacer un estudio lo más minucioso y detallado posible a la hora de utilizar los diagramas como herramienta para el cálculo de las estrategias de diseño bioclimático.
Como las condiciones exteriores no son las mismas durante todo el año y, por lo tanto, un factor tan importante como el arropamiento tampoco, se presentan tres climogramas, cada uno de los cuales se corresponde con: verano, invierno y primavera-otoño.
Es importante destacar que esos períodos no se corresponden exactamente con la duración de las estaciones sino que engloban, en el caso del verano los meses más cálidos (mayo, junio, julio y agosto), en el invierno los más fríos (noviembre, diciembre, enero y febrero) y en primavera-otoño los meses de entretiempo (marzo, abril, septiembre y octubre).
Para elaborar los climogramas, se han calculado y obtenido previamente unas tablas de valores de corrección para el mismo. Estos valores modificados son los derivados de la corrección del metabolismo, el arropamiento y la temperatura media radiante. Estas correcciones junto con los valores mensuales de temperaturas secas y humedades relativas nos permiten trazar las líneas correspondientes a cada mes.
Los valores de humedad relativa y temperaturas se introducen en las tablas correspondientes de la base de cálculo ya citada para obtener gráficas y el valor de las humedades relativas por horas. Esto mismo sucede con las temperaturas ya que son muy importantes para elaborar después el diagrama de isopletas partiendo de los valores horarios de ambos parámetros.
En las siguientes tablas se muestran las correcciones de arropamiento, metabolismo y temperatura radiante para una actividad general de vivienda en Torrejón de Ardoz (40ºN).
Para el cálculo de la corrección por actividad se ha supuesto una superficie corporal de 1.81m2 (para una masa de 70Kg y una altura de 1.70m).
En el caso del arropamiento, el valor medio (en clo) que se corresponde con el Nivel 1-ropa ligera es de 0.5 clo. Se ha seleccionado el Nivel 1-ropa ligera, dado que en este caso se calcula la corrección para las condiciones de verano.
En cuanto a la temperatura media radiante, se asume el incremento o disminución de 1ºC en condiciones de verano o invierno, respectivamente, tomando como referencia los meses de entretiempo (primavera-otoño). En este caso, en situación de verano, -1ºC.
Para el cálculo de la corrección por actividad se ha supuesto una superficie corporal de 1.81m2 (para una masa de 70Kg y una altura de 1.70m).
En el caso del arropamiento, el valor medio (en clo) que se corresponde con el Nivel 2-ropa media es de 1 clo. Se ha seleccionado el Nivel 2-ropa media, dado que en este caso se calcula la corrección para las condiciones de invierno. Aunque en Torrejón los inviernos son bastante fríos, se supone el Nivel 3-ropa pesada, de arropamiento, para climas más extremos.
En cuanto a la temperatura media radiante, se asume el incremento o disminución de 1ºC en condiciones de invierno o verano, respectivamente, tomando como referencia los meses de entretiempo (primavera-otoño). En este caso, en situación de invierno, 1ºC.
Para el cálculo de la corrección por actividad se ha supuesto, como se ha indicado en los casos anteriores, una superficie corporal de 1.81m2 (para una masa de 70Kg y una altura de 1.70m).
En el caso del arropamiento, el valor medio (en clo) que se corresponde con el Nivel 1-Nivel 2, es decir, un valor intermedio entre los dos anteriores. Por lo tanto un arropamiento con valor de 0.7 clo. Se elige un valor intermedio por ser una situación de entretiempo.
En cuanto a la temperatura media radiante, se asume el incremento o disminución de 1ºC en condiciones de verano o invierno, respectivamente, tomando como referencia los meses de entretiempo (primavera-otoño). Por lo que en este caso no se realiza ninguna corrección en este aspecto.
Estas correcciones varían, para cada uno de los supuestos, la temperatura de la zona de confort, es decir, la altura de dicha área en el climograma.
Bajo estas líneas se presentan los diferentes climogramas, para las diferentes condiciones exteriores, y se extraen las posibles estrategias de acondicionamiento del entorno inmediato a la parcela en la que se ubicará el proyecto. Estos diagramas no nos facilitan tanto estrategias arquitectónicas; sin embargo de cara al urbanismo y al entorno del edificio son de aplicación inmediata.
Se representan los meses más calurosos del año, de abajo a arriba en el diagrama: mayo, junio, julio y agosto. Éstos aparecen trazados a través de puntos que señalan las diferentes temperaturas y humedades relativas para diferentes horas del día: 3:00, 6:00, 9:00, 12:00, 15:00, 18:00, 21:00 y 24:00; siendo las horas centrales las más calurosas del día.
Además de los meses, aparecen señaladas unas zonas que se corresponden con diferentes limitaciones o condiciones para la zona de confort, y otras con distintas estrategias que adoptar para conseguir dicho confort.
Lectura de estrategias a partir del diagrama
La ZONA 1 representa el área de bienestar saludable. Aunque julio y agosto son los meses que más se aproximan, ningún mes aparece en esa zona por lo que en ninguno, a ninguna hora del día alcanza la zona de confort sin limitaciones.
La ZONA 2 y la ZONA 3, situadas a ambos lados de la zona de confort, representan diferentes condiciones dentro del área de bienestar. De esta manera a la izquierda de la zona de confort, se distingue un área de bienestar algo seca para la salud, mientras que a la derecha la condición es algo húmeda para la salud.
La ZONA 4 extiende el área de bienestar hasta sus límites, justificando dicha extensión en porcentaje menor de insatisfechos en tal ambiente.
La ZONA 7 , situada sobre el área de bienestar, representa las áreas donde son necesarias estrategias de ventilación nocturna y elementos constructivos de gran masa térmica para mantener temperaturas más moderadas y alcanzar el bienestar.
La línea de sombra, límite inferior del área de bienestar, como se ha comentado antes, está situada de forma que los puntos situados encima precisan sombra y los situados debajo radiación.
Además, la ZONA 11, nos indica dónde se precisan estrategias por medio de cargas internas.
Con todo ello se pueden afirmar los siguientes puntos y marcar los siguientes objetivos:
- Gran parte de los puntos situados bajo la línea de sombra y por debajo de la zona 11 (cargas internas) se corresponden con horas nocturnas o de madrugada por lo que la radiación solar no es una solución. En estos casos, se emplearán las estrategias propias de la zona 11.
- Para las horas centrales de mayo y las primeras y últimas horas de mañana y tarde, respectivamente, de junio, se buscará la radiación solar y si fuera necesario se completaría la falta de temperatura con instalaciones.
- En las horas centrales de junio, julio y agosto, se perseguirá el incrementar la humedad relativa, al menos en un 15%. En los dos últimos, se emplearán concretamente estrategias de evapotranspiración, por lo que la vegetación juega un papel fundamental.
Se representan los meses más fríos del año, de arriba a abajo en el diagrama: noviembre, diciembre, enero y febrero. Éstos aparecen trazados a través de puntos que señalan las diferentes temperaturas y humedades relativas para diferentes horas del día: 3:00, 6:00, 9:00, 12:00, 15:00, 18:00, 21:00 y 24:00; siendo las primeras y últimas horas del día las más frías.
Además de los meses, aparecen señaladas las zonas ya explicadas en el climograma anterior.
Estos meses son muy fríos, con temperaturas medias entre los 4ºC y los 6ºC, y bastante húmedos con valores medios entorno al 75% de humedad relativa.
Por lo anterior expuesto y dada la posición de los meses en el diagrama, se puede afirmar:
- Todos los meses se encuentran bajo la línea de sombra, por lo que todos ellos precisan de radiación solar para calentarse, durante todo el día.
- Durante la noche predominarán las estrategias activas de puesta en marcha de instalaciones.
- Para las horas centrales del día se diseñarán estrategias pasivas que concentren el calor e incluso, aumenten las temperaturas.
Se representan los meses con las temperaturas más moderadas del año, de abajo a arriba en el diagrama: marzo, abril, octubre y septiembre. Éstos aparecen trazados a través de puntos que señalan las diferentes temperaturas y humedades relativas para diferentes horas del día: 3:00, 6:00, 9:00, 12:00, 15:00, 18:00, 21:00 y 24:00; siendo las horas centrales del día las más cálidas.
Los meses de marzo, abril y octubre son similares, aunque entre ellos se presente un aumento de temperatura de 2ºC y 3ºC de media respectivamente.
El mes de septiembre, sin embargo, presenta temperaturas máximas elevadas, muy semejantes a las del mes de junio.
Con todo ello se pueden marcar los siguientes objetivos:
- Aumentar la humedad relativa del ambiente en las horas más calurosas del mes de septiembre para alcanzar el estado de confort.
- Calentar el ambiente con la ayuda de la radiación solar en el resto de horas del mes de septiembre, y durante todo el día para los meses de octubre, marzo y abril.
- Si fuera necesario, como en las horas más cálidas de los días de octubre, se emplearán estrategias por medio de cargas internas.
CONCLUSIONES DIAGRAMAS DE BIENESTAR ADAPTADO
Se elabora un resumen de las estrategias por meses y tramos horarios (cuando éstas varíen) para facilitar la lectura de las mismas a la hora de diseñar los sistemas constructivos que definirán el diseño.
– Enero:
+ Radiación TODO EL DÍA
– Febrero
+ Radiación TODO EL DÍA
– Marzo
+ Radiación TODO EL DÍA
– Abril
+ HORAS CENTRALES: Cargas internas
+ RESTO DEL DÍA: Radiación
– Mayo
+ HORAS CENTRALES: Cargas internas
+ RESTO DEL DÍA: Radiación
– Junio
+ 9:00-12:00: Cargas internas
+ 12:00-21:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 21:00- 9:00: Radiación
– Julio
+ 5:00- 7:00: Radiación
+ 7:00-12:00: Cargas internas
+ 12:00-15:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 15:00-18:00: Aumentar humedad: evapotranspiración
+ 18:00-22:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 22:00- 5:00: Cargas internas
– Agosto
+ 5:00- 7:00: Radiación
+ 7:00-12:00: Cargas internas
+ 12:00-15:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 15:00-18:00: Aumentar humedad: evapotranspiración
+ 18:00-22:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 22:00- 5:00: Cargas internas
– Septiembre
+ 9:00-12:00: Cargas internas
+ 12:00-21:00: Aumentar humedad del ambiente
+ 21:00- 9:00: Radiación
– Octubre
+ 14:00-19:00: Cargas internas
+ RESTO DEL DÍA: Radiación
– Noviembre
+ Radiación TODO EL DÍA
– Diciembre
+ Radiación TODO EL DÍA
Destacan de todas las estrategias, la necesidad de radiación durante prácticamente todo el año y la de aumentar la humedad en los meses más cálidos, al tratarse de una ciudad con veranos con un clima cálido-seco.
ECO-NOMIC ARCHITECTURE 