Varios Autores
- HABITAR ENTRE LA TRADICIÓN Y LA VANGUARDIA. ARQUITECTURA SOSTENIBLE PARA EL SIGLO XXI.
Doctor Arquitecto Eduardo de Santiago Rodríguez.
Profesor del Departamento de Urbanística y Ordenación del Territorio.
Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Alcalá de Henares. Madrid.
España.
eduardo.desantiago@uah.es
Arquitecto Francisco Javier González González.
Profesor del Departamento de Urbanismo y Ordenación del Territorio.
Escuela Superior de Arte y Arquitectura. Universidad Europea de Madrid.
España.
fjavier.gonzalez@arq.uem.es
Arquitecta Ana Pérez Muinelo.
Profesora de la Escuela de Cine de la Comunidad de Madrid. España.
anamuinelo@yahoo.es
- Zona variable de confort térmico
Chávez del Valle, Francisco Javier
Localización: http://www.tdx.cesca.es/TDX-0531102-111147/
Resumen
Uno de los motivos de este trabajo es hacer una reflexión sobre el concepto
actual de «confort en la arquitectura», sobre la dirección dominante que en este sentido han tomado los diseñadores contemporáneos y sobre las implicaciones sociales y de consumo energético. Actualmente la mayoría de índices de confort que se utilizan son de tipo cuantitativo y sin variabilidad temporal, horaria, diaria y estacional. Desde principios de la década de los ochentas algunos autores han expuesto sus reflexiones sobre la necesidad de incorporar las variantes cualitativas y de variabilidad temporal en los índices de confort. Por lo que este trabajo abordará un tema que esta por definirse y que se discute y se investiga actualmente.
La hipótesis que se plantea en este trabajo es la siguiente: el ambiente térmico dentro de un espacio arquitectónico debe tener variaciones temporales y espaciales parecidas, aunque en diferente escala, a las que se dan en el ambiente exterior. Esto para no generar estrés térmico por una exposición a condiciones demasiado estáticas, evitar contrastes térmicos excesivos entre el interior y el exterior y no perder la capacidad de adaptación o la tolerancia a los cambios en el ambiente.
Además de que nuestra percepción del espacio y del tiempo se basa en buena
parte en la percepción de los cambios de los estímulos. Para lo que es necesario un
modelo de confort térmico que tome en cuenta las condiciones térmicas del exterior
junto con todos los fenómenos y características del edificio y del usuario relacionados
con el ambiente térmico. Con la consecuencia directa de que al ser menores las
exigencias de acondicionamiento, esto representaría un ahorro de energía por este
concepto en el mantenimiento y uso de los edificios. El objetivo central de este trabajo
es sustentar teóricamente la hipótesis planteada, es decir, la necesidad y conveniencia de la variabilidad del ambiente térmico dentro de lo edificios, teniendo como principal referencia la oscilación de la temperatura exterior del aire, como principal indicador del clima exterior, además la circunstancias fisiológicas, físicas e incluso psicológicas del ocupante y algunas de las características del edificio.
Un segundo objetivo es, realizar el planteamiento teórico de un modelo de confort térmico que integre el mayor número posible de las condicionantes del confort térmico, estas condicionantes serán las características del ambiente exterior, las condiciones particulares de los ocupantes y las características del edificio que tengan una influencia directa en ambiente térmico y en la percepción de éste por el ocupante.
Y el tercer objetivo es, diseñar una herramienta informática que permita comprobar de una manera ágil el comportamiento de éste al modificar las variantes que lo integran y sus valores y que a su vez permita aplicar el modelo de confort térmico a la evaluación del ambiente térmico en los edificios. Las conclusiones centrales de este trabajo son sobre la variabilidad del ambiente térmico, de la que mediante el estudio realizado sobre del entorno térmico en la Sala de Ordenadores de la E.T.S.A.B. se observó lo siguiente, primero, que la oscilación de las componentes del entorno térmico: temperatura del aire, temperatura radiante, humedad relativa y velocidad del aire; existe en este tipo de espacios aún cuando no se desean.
Por otra parte, pudo observarse que la aplicación de sistemas mecánicos de
acondicionamiento ambiental no garantiza la obtención de un ambiente que ofrezca
confort térmico a los ocupantes, siendo éste un entorno controlado, en el que la
variación de sus componentes son mínimas y que se encuentran dentro de lo que se
considera confort térmico.
- EL ESTÁNDAR PASSIVHAUS EN CLIMAS EUROPEOS TEMPLADOS
Una revisión de viviendas confortables de baja energía 1
INTRODUCCIÓN
El éxito del “Passivehaus Institute” en el desarrollo e implementación de una
aproximación al diseño energéticamente eficiente de viviendas que garantice
niveles satisfactorios de bienestar en Alemania, conduce de forma natural a
la cuestión de si este concepto es aplicable a otros países y climas.
Esta pregunta es común a dos proyectos recientes financiados bajo el
programa IEE de la Comisión de las Comunidades Europeas (el
`Passive-On’ y proyecto PEP).
El proyecto `Passive-on’ (véase las direcciones de http://www.passive-on.org/en/) trata fundamentalmente sobre la cuestión de la aplicabilidad del diseño propuesto por el “Passivehaus Institute” en la Europa meridional (Portugal, España e Italia), pero también se relaciona con el Reino Unido y Francia como climas templados.
En los climas templados de Europa meridional, la demanda de calefacción
es generalmente más baja que en la Europa del norte, esto no se debe sólo
al menor valor de los grados días de invierno en dichos países sino también
a la mayor cantidad de radiación solar. Este tema se ha tratado en el capítulo
4 donde se define un índice de la severidad del clima que se puede utilizar
como la base para comparar las ventajas de incrementar los niveles de
aislamiento o mejorar los acristalamientos en diversas partes de Europa.
El término pasivo dentro de la expresión ‘Passivhaus’ pueden inducir a
confusión, para evitar esto, los socios del proyecto ‘Passive-On’ (Italia,
Francia, Alemania, España, Portugal y el Reino Unido) han hecho una
distinción entre el estándar ‘Passivhaus’ y las aproximaciones que existen a
lo que se entiende por ‘diseño pasivo’ en cada país (capítulo 1). También,
puesto que el bienestar térmico es tan importante en el concepto de
Passivhaus, se ha realizado una revisión sucinta de la comodidad interior en
el estándar de Passivhaus a lo largo del capítulo 2.
En el capítulo 3 cada equipo participante en el proyecto propone una
vivienda diseñada para resolver el estándar de Passivhaus en términos de
criterios de consumo de energía y de la bienestar térmico. Pese a que cada
oferta se relaciona con el país de origen de los diversos socios, no se debe
entender que dichos diseños son asimismo apropiados para otras
localizaciones en ese país. Las variaciones climáticas dentro de un mismo
país pueden ser significativas, y por lo tanto se debe utilizar lo expresado en
el capítulo 4 para determinar cuando una solución para una localización
puede ser válida para otra.
La única diferencia entre los distintos países de Europa no es sólo el clima,
por tanto, entre los distintos diseños propuestos también tienen influencia las
particularidades debidas a la naturaleza del mercado o el coste de la
construcción en cada país. Hemos creído interesante hacer comparaciones
entre el coste de diversos acercamientos del diseño en los diversos países
(capítulo 5). La conclusión general de dicho capítulo es que la inversión
necesaria para alcanzar los estándares ‘Passivhaus’ resulta rentable en
términos del coste del ciclo de vida.
- TAREB Confort
1 ASPECTOS IMPORTANTES
1.1 Confort del usuario
En las encuestas realizadas sobre el confort de los usuarios de edificios con
sistemas solares pasivos, Griffiths encontró que, para ellos, tener una
temperatura adecuada era una de las cosas más importantes en un edificio.
Este resultado coincide con otras muchas encuestas realizadas a lo largo de
varios años. Griffiths también encontró que la calidad del aire interior también
era un requerimiento mencionado frecuentemente por los encuestados. Por
otro lado Croome encontró que la sensación subjetiva de pureza del aire
estaba estrechamente relacionada con la temperatura del mismo. De esta
forma resulta que, dos importantes componentes de la sensación de
comodidad de los usuarios de los edificios están estrechamente relacionados
con la temperatura.
Al mismo tiempo resulta que la insatisfacción con el ambiente térmico está
muy extendida, incluso en edificios con sofisticados sistemas de control. Las
reclamaciones más comunes son las referentes al sobrecalentamiento en
invierno y a las corrientes de aire frío en verano, siempre en edificios dotados
de aire acondicionado. En una encuesta reciente en Sidney sobre edificios de
este tipo se encontró que un 80%de los ocupantes consideraban el edificio
como incómodo desde el punto de vista térmico.
1.2 Consumo de energía
El principal factor que influye en el consumo de energía de un edificio es la
temperatura interior de consigna fijada para la temporada de calefacción o de
refrigeración. Las ganancias o pérdidas de calor del edificio son proporcionales
a la diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior. Un sistema usual
para determinar los requerimientos de calefacción de un edificio consiste en
conocer, a partir de datos climáticos, el valor en “grados- día” de la temporada
de calefacción. Este valor se halla sumando los valores de diferencia de
temperaturas para todos los días en que existe una temperatura exterior
inferior a la interior. En este cálculo se supone una temperatura interior
determinada.
En el Reino Unido, por ejemplo, los grados- día para una temperatura base en el
interior de 18 º C son alrededor de 2000 y para una temperatura de 15,5 son unos
1500. Estos valores representan un descenso del 25% en el consumo de energía en calefacción, para un descenso de temperatura interior de 2,5 grados, o sea de un 10% por cada grado.
Este ahorro proviene de la minoración del salto térmico entre interior y exterior y la
menor temperatura interior significa que la instalación de calefacción se pondrá en
marcha con menor frecuencia a lo largo del año, e incluso que se puede cerrar el
sistema en fechas más tempranas y ponerlo en marcha más tarde.
Pero además del consumo de energía hay otro factor que se debe tener en cuenta, relacionado con la dimensión de los equipos de calefacción o de refrigeración, esta dimensión será menor al disminuir el salto térmico interior – exterior.
Para el caso de un edificio con aire acondicionado se pueden hacer
consideraciones similares, por lo que la reducción del salto térmico
representará una menor carga de refrigeración. Existen dos factores que hacen
que sea muy importante la reducción de las cargas de refrigeración. En primer
lugar la refrigeración utiliza usualmente energía eléctrica, que es muy
ineficiente en su generación y por ello se malgastan grandes cantidades de
energía en la refrigeración de los edificios. En segundo lugar, muchos de los
problemas que obligan a usar aire acondicionado tendrían fácil solución
simplemente mejorando el comportamiento térmico de la envolvente del
edificio.
2 PROCESOS INVOLUCRADOS
La interacción térmica entre el ser humano y su entorno es muy compleja y ha
sido objeto de numerosos estudios. Los procesos internos por los que
producimos calor y respondemos al mismo han sido estudiados por los
fisiólogos, nuestros sentimientos conscientes respecto a nuestro entorno por
los psicólogos y los procesos de transferencia de calor entre el ser humano y
su entorno por los físicos. Pero además existen factores sociales que
determinan como reaccionamos frente al ambiente, lo que corresponde a las
ciencias sociales, mientras que es tarea de los ingenieros ambientales decidir
como pueden satirfacerse nuestras necesidades en los edificios. En cualquier
caso el estudio del confort térmico debe tener en cuenta todos estos puntos de
vista de forma conjunta.
En nuestro caso no se trata de investigar detalladamente los fenómenos
básicos del confort térmico, cosa que ya ha sido tratada adecuadamente en
otros estudios, pero es útil, sin embargo, repasar brevemente los temas más
importantes.
2.1 Fisiología
Producimos energía metabolizando el alimento que ingerimos y gran parte de
dicha energía se convierte en calor. Este “calor metabólico” se produce
continuamente en nuestro cuerpo, aunque en mayor cantidad cuando mayor es
la actividad del mismo.
La actividad muscular está asociada particularmente con la producción de
calor, ya que todas las funciones corporales desprenden calor de alguna forma.
Este calor se transporta por el cuerpo mediante la sangre y, para compensar el
aporte de calor, se producen continuamente pérdidas hacia el entorno a través
de la piel y de las superficies de los pulmones.
Para el funcionamiento correcto de los órganos corporales y en particular para
el del cerebro, la temperatura de los órganos internos (interior o núcleo del
cuerpo) debe mantenerse constante. La localización del mecanismo de control
está en el cerebro y si la temperatura del mismo se aparta de unos límites muy estrictos el cuerpo reaccionará fisiológicamente para restaurar el equilibrio térmico.
Si la temperatura del interior del cuerpo desciende, el cerebro inicia el proceso
de vasoconstricción. Con éste la circulación de la sangre hacia la periferia del
cuerpo se reduce (lo que se nota en los pies y las manos), de esta forma
disminuye la pérdida de calor al bajar la temperatura de la piel y así se reducen
las pérdidas de la periferia. Si continúa bajando la temperatura interna aparece
en primer lugar a un incremento de la tensión de los músculos y después se
empieza a tiritar, para incrementar así la producción de calor metabólica.
Si sube la temperatura interior, la primera linea de defensa es la vasodilatación,
se incrementa el suministro de sangre a la periferia, incrementando la
temperatura de la piel y la cesión de calor al entorno. Incrementos mayores de
la temperatura interna conducen a la sudoración, lo que produce pérdidad de
calor por evaporación del agua de la superficie de la piel. Gran parte del trabajo
realizado por los fisiólogos ha consistido en establecer los límites de la
resistencia del cuerpo al frío y al calor. En la arquitectura estamos
generalmente interesados en la fisiología de los esfuerzos térmicos
moderados.
2.2 Psicofísica
Las acciones inconscientes de termoregulación controladas por el cerebro se
complementan con la sensibilidad térmica de la piel. Este sentido añade
información sobre la temperatura de la piel, advirtiendo de las condiciones que
pueden suponer un peligro.
Nuestras sensaciones de frío o de calor en nuestro entorno provienen en parte
de los sensores de la piel. Esta información se integra con la de la temperatura
interna, de forma que la sensación global puede ser agradable o desagradable
dependiendo de si el efecto global se acerca o se aleja del equilibrio térmico
del cuerpo. De esta forma una misma sensación de frío puede ser agradable si
el cuerpo está sobrecalentado, o desagradable si el cuerpo ya está frío. Al
mismo tiempo sucede que la temperatura de la piel no es uniforme. Igual que
hay variaciones causadas por la regulación sanguínea, existen diferencias entre
distintas partes del cuerpo que reflejan diferencias en la red vascular y en la
grasa subcutánea. Los vestidos tienen también un efecto notable en el nivel y la
distribución de la temperatura de la piel, como era de esperar. De esta forma la
sensación en cada parte concreta de la piel depende del tiempo, del lugar y de
la vestimenta, tanto como de la temperatura del entorno.
La psicofísica estudia la relación entre nuestras sensaciones y los estímulos
que recibimos del mundo físico. Dicha ciencia ha estado investigando las
relaciones entre sensaciones, como la claridad aparente de una superficie, y los
estímulos, como el nivel de iluminación medido; o como la sensación de ruido
y el nivel sonoro del estímulo. La idea base de diversos estudios de campo
sobre el confort térmico proviene de la psicofísica: relacionar la sensación
térmica global con los estímulos del ambiente térmico circundante. (ver Cap. 3)
Sin embargo, la capacidad de conocer como sentimos no implica una relación
unívoca entre el confort y las condiciones físicas que lo afectan. De la misma
forma en que hemos señalado como la sensación placentera de un
determinado estímulo depende de las condiciones fisiológicas del sujeto,
también existe una relatividad en el concepto mismo de sensación térmica, no
solo de índole psicológica, sino también de tipo social. De esta forma somos
incapaces de definir un conjunto de condiciones del entorno que produzcan
unas determinadas sensaciones, únicamente podemos referirnos a una
determinada probabilidad de que se produzcan dichas sensaciones.
2.3 Física
Para el físico el ser humano es un cuerpo calefactado con diversas
características de superficie y que cede calor al entorno a través de tres vías
principales: convección, radiación y evaporación. En algunos casos se pierden
cantidades significativas de calor mediante conducción a superficies con las
que está en contacto, pero esta forma de pérdida es normalmente una vía
secundaria.
2.3.1 Convección
Estamos rodeados de aire con el que intercambiamos energía. Cuando la
temperatura del aire es menor que la de la piel, se produce una pérdida de
calor del cuerpo por convección. Si la temperatura del aire es mayor que la de
la piel, existirá una ganancia de calor. El calor es extraido mediante el
movimiento del aire en contacto con la piel. En condiciones estáticas de frío el
movimiento del aire junto al cuerpo lo causará su calentamiento por la piel,
que hará que suba hacia la cabeza, formando un penacho por encima de la
misma y luego dispersándose. Cualquier movimiento adicional del aire
(viento,…) producirá una mayor refrigeración, al facilitar la evacuación del aire
calentado junto al cuerpo y su substitución por otro aire más frío. Como lo que
nos afecta es el movimiento del aire en relación a la superficie del cuerpo, los
desplazamientos, caminando o no, tendrán también un efecto de incremento
de las pérdidas de calor.
Estos efectos se producen tanto si el cuerpo está vestido como desnudo. En el
primer caso el efecto de refrigeración por convección se produce en la
superficie del vestido. El efecto global incrementa la diferencia de temperatura
entre las capas del vestido refrigerando la piel a su través. Si el movimiento de
aire es notable el tipo de vestido tendrá influencia en su efectividad como
aislante: un material permeable permitirá la penetración del aire frío y reducirá
su efectividad como aislante.
Cuando el aire en contacto con el cuerpo está más caliente que la temperatura
de la piel, todos estos efectos se producen en sentido inverso y se calienta el
cuerpo.
En conclusión, el enfriamiento (o calentamiento) del cuerpo por efecto del aire
depende de la diferencia de temperatura entre el mismo y la piel (o superficie
del vestido), así como del movimiento del aire. El efecto del movimiento del
aire se considera aproximadamente de un descenso de un grado centígrado de
temperatura para 0’3 m/s de velocidad del aire.
2.3.2 Radiación
Todas las superficies del cuerpo emiten radiación, a la vez que las superficies
del entorno radían hacia el mismo. De esta forma se establece un balance entre
ambos flujos, de forma que el cuerpo perderá calor si su entorno está más frío
y lo ganará si está más caliente. Si todas las superficies del entorno están a la
misma temperatura la situación es relativamente simple, pero esto no es así y,
en un caso real se presentan superficies de ventanas más frías, techos más
calientes, radiadores, e incluso radiación solar directa. Normalmente se
determina la temperatura media del entorno en proporción a cada una de las
superficies y las pérdidas (o ganancias) por radiación son aproximadamente
proporcionales a la diferencia de temperatura entre las superficies del vestido y
el entorno.
2.3.3 Evaporación
Cuando el agua se evapora extrae calor (calor latente de evaporación) de su
entorno. La evaporación del agua de la superficie de la piel implica que gran
parte del calor latente se toma de la piel y la refrigera. Este efecto de
refrigeración es muy potente (la evaporación de un gramo por minuto equivale
41 w), siendo utilizado por el cuerpo para refrescarse cuando transpira. No es
el sudor el que nos refresca, sino la evaporación de este sudor al aire.
Conviene recordar que el calor total perdido por evaporación está determinado
por la cantidad de sudor producido y no por el máximo que puede evaporarse
(esto requeriría que el cuerpo estuviese totalmente bañado de sudor). De esta
forma el calor perdido por evaporación viene determinado por el mecanismo de
termoregulación y no por las condiciones físicas. El movimiento del aire tiende
a incrementar la evaporación, como sucedía con las pérdidas convectivas. La
humedad de la piel puede afectar el equilibrio térmico cuando implica que el
cuerpo tiene problemas en evaporar todo el sudor que produce (también puede
ser un problema la molestia causada por la humedad en la piel).
Existe también una pérdida de calor residual por evaporación cuando la
transpiración no es necesaria térmicamente. Ello es debido a la evaporación en
la superficie de los pulmones con la respiración y a la de la humedad residual
siempre presente en la piel. La proporción de pérdidas de calor en los
pulmones depende del la producción metabólica (ya que la intensidad de la
respiración depende de ella) y de la diferencia entre la presión de vapor para la
temperatura del cuerpo (en la práctica casi constante) y la presión en el aire.
Las pérdidas por la piel también dependen de esta diferencia de presiones,
como sucedía con el sudor. Estas contribuciones a las pérdidas de calor del
cuerpo pueden ser una parte substancial del total en situación de reposo (del
orden de un 20 – 30%para una persona sedentaria en condiciones de confort
térmico), particularmente en ambientes fríos o secos.
2.3.4 Vestidos
La indumentaria juega un papel importante en las posibilidades humanas de
sobrevivir fuera de los trópicos, en donde las temperaturas son en general más
próximas a las del cuerpo humano que en otras zonas. En el modelo físico de
transferencia de calor se considera el vestido como una capa de aislamiento
uniforme entre el cuerpo y el entorno, que tiene una temperatura uniforme. Es
evidente que se trata de una aproximación, ya que los vestidos son cualquier
cosa menos uniformes. La cara en particular está generalmente descubierta y el
aislamiento de la ropa varía de un lugar a otro del cuerpo según el tipo de
vestido que se utilice. En la práctica, sin embargo, el modelo parece funcionar
bastante bien y el aislamiento global de la indumentaria puede expresarse
como la suma de las contribuciones de cada pieza del vestuario, como si cada
una de ellas estuviese repartida en el conjunto de toda la superficie del cuerpo.
En este contexto las capas de aire situadas entre diferentes capas de vestidos o
entre los vestidos y el cuerpo se contabilizan como una parte del total.
El aislamiento de los vestidos se expresa generalmente en unidades “clo” (de
clothing = vestido en inglés). Dicha unidad se introdujo para facilitar la
visualización del tipo de vestuario, equivaliendo al aislamiento necesario para
mantener confortable una persona a 21 ºC, aproximadamente equivalente a un
traje convencional masculino de oficina. Además de actuar como aislamiento a
la transferencia de calor seco, el vestido tiene efecto sobre las pérdidas por
evaporación. Por un lado debido a que introduce una resistencia adicional a la
difusión del vapor de agua de la piel al exterior, dependiendo este efecto del
tipo de tejido y su impermeabilidad a la humedad. Por otro lado los vestidos
afectan la evaporación al absorber la humedad en exceso junto a la piel, con lo
que esta humedad es evaporada por la ropa y no por la piel, no siendo por ello
tan efectiva la refrigeración de dicha piel.
La forma real en que los vestidos actuan es a menudo mucho más compleja de
lo que supone el modelo clásico mencionado hasta aquí. En algunos climas
cálido – secos, por ejemplo, los nativos visten pesados vestidos de varias
capas. Su función en este caso es la de mantener separadas de la piel las altas
temperaturas exteriores, favoreciendo las pérdidas de calor por evaporación
cuando el aire seco se hace circular a través del vestido cuando al moverse el
cuerpo. Cuando existe un alto grado de transpiración las pérdidas de calor
pueden así incrementarse, procurando superficies extras donde puede
producirse la evaporación, que refrigera el espacio entre la piel y la capa
interior del vestido.
Otra complicación en el tema del vestido se presenta debido a que su función
no es nunca únicamente térmica. La forma en que vestimos viene determinada
también por nuestras necesidades sociales. Variaciones como la de usar una
chaqueta abierta o cerrada pueden comportar diferencias significativas en su
comportamiento térmico. Fanger y Wyon han sugerido que una silla tapizada
puede contribuir añadiendo entre 0,2 y 0,2 clo, un hecho que no se incluye en
los métodos estandar de evaluación del aislamiento del vestido. La necesidad
de especificar el valor del aislamiento y el de la permeabilidad es un
componente incierto en el modelo físico de los intercambios térmicos
humanos.
2.4 Comportamiento
Antes de introducir las diferentes aproximaciones a los estudios de confort
térmico en el Cap. 3, debemos hacer notar que el comportamiento juega un
importante papel en nuestra interacción térmica con el entorno. En todos los
enfoques presentados hasta aquí hemos asumido que nos situamos en un
entorno determinado y que reaccionamos a éste de forma pasiva. De hecho
existe en realidad una interacción muy activa entre el ser humano y su entorno.
Las consecuencias térmicas son de muy diversos tipos:
• cambios en la indumentaria
• cambios en la posición y en el metabolismo
• movimiento entre diferentes ambientes térmicos haciendo uso de
sistemas de control para cambiar el ambiente existente.
Todas estas interacciones se realizan bajo control consciente y aumentan las
reacciones psicológicas inconscientes que se han comentado anteriormente.
El tiempo también juega un papel en esta interacción. Se identifican cuatro
periodos de tiempo típicos respecto a estos efectos:
• Instantaneos – El cambio de vestido anticipando los cambios térmicos,
como ponerse un abrigo antes de salir al exterior.
• A lo largo del día – Para adaptarnos a variaciones inesperadas en un día
particular: cambios de ropa, cambios de posición o correcciones del
ambiente.
• Día- a – día – Aprendemos de un día a otro como reaccionar a los
cambios de clima.
• A largo término – Cambios de ropa por temporada, diferente utilización
de los edificios, actividades estacionales…
Para describir totalmente la experiencia térmica de las personas se deben tener
en cuenta todos estos cambios. La imagen global debe ser coherente con los
principios físicos y fisiológicos vistos anteriormente, pero cambia con el clima,
el lugar y el tiempo de forma dinámica e interactiva.
3 METODOS EXISTENTES PARA FIJAR ESTANDARES TÉRMICOS
Antes de que existieran sistemas controlables de calefacción y de ventilación,
el cálculo del ambiente térmico dependía básicamente de la experiencia del
calculista. La cantidad de hogares necesarios en un edificio, así como la forma
en que las habitaciones se ventilaban o sombreaban eran parte de la sabiduría
que pasaba de un constructor a otro, convirtiéndose en norma las soluciones
que mejor funcionaban. Con la llegada de los modernos sistemas de aire
acondicionado y calefacción, se convierte en crucial la cuestión de saber que
condiciones deben ser capaces de suministrar los sistemas.
Realizar encuestas sobre el terreno es un primer acercamiento al conocimiento
de que condiciones son confortables. Se permite que las condiciones cambien
libremente y a los usuarios que se vistan y se comporten como lo harían
normalmente. El experimentador comprueba entonces las características físicas
del ambiente y las relaciona con las sensaciones de los usuarios para
establecer la evaluación.
El trabajo experimental también se puede realizar en una cámara climática.
Estas cámaras son laboratorios donde se pueden ajustar las condiciones
ambientales de temperatura del aire y de radiación, la humedad y la velocidad
del aire. Estas cámaras se han utilizado mucho en experimentos controlados,
investigando el efecto de los parámetros físicos de confort. Este tipo de
acercamiento permite tratar cada componente separadamente de la interacción
en el entorno humano.
Los dos sistemas pueden denominarse empírico y analítico respectivamente.
3.1 Encuestas empíricas de campo
En las encuestas de campo el método consiste en preguntar a los encuestados
cual es su sensación térmica en una escala subjetiva que va desde “demasiado
frío” hasta “demasiado cálido” (ver más abajo). Esta encuesta se conoce
normalmente como “Voto de confort”. Las variables ambientales se miden al
mismo tiempo que las reacciones subjetivas. El investigador normalmente es
una persona local o alguien interesado en el clima en particular. El interés está
generalmente en encontrar una temperatura o un campo de temperaturas y de
otras variables ambientales que las personas del lugar puedan encontrar
confortables. Como el objetivo es conocer la reacción típica frente a las
condiciones, no se intenta interferir con las costumbres normales o las modas
de vestir, así toda la complejidad de la situación se incluye en las respuestas de
los sujetos experimentales.
VOTO DE CONFORT
La sensació subjetiva de confort térmico del sujeto se ha medido
tradicionalmente utilizando una escala de 7 valores. Al sujeto se le pregunta
sobre su sensación en una escala descriptiva como la de ASHRAEo Bedford:
ASHRAE Bedford
Caliente +3 Excesivamente caliente
Cálido +2 Demasiado caliente
Algo cálido +1 Confortablemente cálido
Neutral 0 Confortable, ni frío ni cálido
Algo frío – 1 Confortablemente fresco
Fresco – 2 Demasiado frío
Frío – 3 Excesivamente frío
El valor resultante se llama Voto de Confort (C).
El primer objetivo es descubrir que combinación de variables ambientales
describe mejor las respuestas subjetivas de los sujetos. Para ello el
investigador realiza un análisis estadístico de los datos. Diversos “índices de
confort” de este tipo se han definido a través del tiempo. Otro tipo de análisis
determina la proporción de personas confortables para cada temperatura (o
combinación de variables) que se calcula. Los resultados obtenidos en un
experimento en particular son específicos del mismo y válidos para, por
ejemplo, el grupo de personas con el que se ha realizado el experimento. El
efecto de la habituación, así como del entorno y del medio social son siempre
parte de la respuesta a la encuesta.
El concepto implícito en estos métodos es de que las personas son capaces de
actuar como instrumentos de medición de su entorno, suposición que se apoya
en las raices de la psicofísica. En efecto, las personas actúan como
instrumentos de medida, no solo de la temperatura, sino de todo el conjunto
de factores ambientales y sociales simultáneamente. Los resultados del sistema
son los específicos de las condiciones medidas, lo que significa que cualquier
fórmula resultante del proceso estadístico debe contemplarse con precaución y
juzgarse en los campos físicos a la vez que en los estadísticos.
Sin embargo los trabajos de campo son la llave para entender el confort
térmico. Cualquier modelo teórico que no explique los resultdos obtenidos en
trabajos de campo con personas reales no deberá servir para fijar estándares
que deban ser utilizados para este mismo grupo de personas.
Para que los trabajos de campo tengan una aplicabilidad general deberíamos
producir leyes generales que resuelvan los resultados individuales. Este es el
camino hacia donde deberíamos movernos.
3.2 Acercamientos analíticos
Resulta una ventaja obvia tener una imagen completa de los diversos factores
térmicos involucrados en las interacciones del ser humano con el entorno.
Distintos autores han trabajado poniendo a punto modelos de las condiciones
físicas y fisiológicas que afectan al confort térmico. El más conocido es el
estudio de Fanger (1970) de la opinión media prevista (Predicted Mean Vote:
PMV). El modelo de Fanger es la base de la internacional ISO Standard 7730.
La premisa básica de Fanger es que el equilibrio entre el calor producido por el
cuerpo y la pérdida de calor es necesario, pero que no es condición suficiente
para el confort térmico. Resulta insuficiente porque se pueden imaginar
situaciones en las que se presenta el equilibrio, pero que resultan
inconfortables en la práctica. Así la determinación de las condiciones de
confort se hace en dos etapas: primero las condiciones para el equilibrio
térmico y después se determina cuales de las condiciones así definidas son
consistentes con el confort.
Fanger propone que la condición de confort térmico para una persona dada es
aquella en que la temperatura y la transpiración de la piel se mueven entre
unos estrechos límites. Obtiene sus datos de experimentos en cámaras
climáticas, en donde la tasa de transpiración y la temperatura de la piel se
miden en personas a diferentes niveles metabólicos que consideran
confortables ellos mismos. Fanger propone que las condiciones óptimas de
confort térmico se expresan con la linea de regresión de la temperatura y
transpiración de la piel para un metabolismo establecido en los experimentos.
Según ello se puede deducir una expresión del confort térmico óptimo del valor
del metabolismo, del aislamiento de los vestidos y de las condiciones del
entorno.
La ecuación final del confort térmico óptimo es bastante compleja y no nos
ocuparemos de ella aquí. Fanger resolvió estas ecuaciones mediante ordenador
y presentó los resultados en forma de diagramas en los que se pueden obtener
las condiciones de confort óptimas conociendo la actividad metabólica y el
aislamiento de los vestidos.
3.2.1 Voto medio previsto (PMV) y Porcentaje previsto de
insatisfechos (PPD).
Fanger amplía la utilidad de su trabajo proponiendo un sistema mediante el
que se puede predecir la sensación térmica. Para ello supone que la sensación
experimentada por una persona es función de la tensión fisiológica que le
causa el entorno. El calculó la carga extra para personas en cámaras
experimentales, recogiendo su sensación (voto) de confort en las mismas. De
esta forma era capaz de predecir el voto de confort resultado de un conjunto
dado de condiciones del entorno, para un aislamiento dado de la ropa y una
actividad metabólica determinada.
Fanger descubrió que el voto previsto era unicamente el valor medio previsible
para un grupo de personas, ampliando el PMV a la predicción de la parte de la
población que resultará insatisfecha respecto a su entorno. La insatisfacción de
una persona queda definida en términos de su voto de confort. El PPDes
definido por Fanger en términos del PMV, añadiendo información sobre la
interacción entre las personas y su entorno respecto a la ya existente en el
PMV. La distribución del PPDse basa en observaciones de los experimentos en
cámaras climáticas y no en medidas de campo.
3.3 Problemas del enfoque analítico.
Hemos eliminado deliberadamente una descripción más detallada del PMV de
Fanger para mantener la sencillez del concepto tratado. Existen sin embargo
una serie de puntos que es recomendable hacer notar.
• los datos subjetivos en que se basa el modelo de Fanger se obtuvieron
exclusivamente de estudios en la cámara climática y en condiciones que
ya se podían considerar estables.
• La predicción de las condiciones para el confort óptimo, PMV o PPD,
requiere el conocimiento del aislamiento de la ropa y del grado de
actividad.
• Los valores de aislamiento de la ropa utilizados se obtienen a partir de
tablas en las que el valor del CLO proviene de descripciones de piezas o
conjuntos de vestidos. Los valores de aislamiento de la ropa se han
obtenido de experiementos utilizando maniquís calefaccionados (ver
apéndice C).
• de forma similar el valor del metabolismo se obtiene de tablas of
actividades en las que se da el valor correspondiente (ver apéndice D).
Para el diseñador ambiental estas características del modelo de Fanger suponen una
serie de problemas.
• Debe conocer la ropa que llevarán puesta los usuarios del edificio.
• Debe saber que tipo de actividades se realizarán, lo que representa un
problema adicional en edificios en los que se realizan diversas
actividades en un mismo espacio.
• Debe asumir que las condiciones en el edificio se acercarán a las de la
situación estática en la cámara climática.
Todos estos factores tienden a decantar al diseñador hacia edificios con
importantes instalaciones que generen condiciones interiores muy controladas,
apropiadas a las normas de vestido y actividad asumidas.
Todo ello convierte el método en muy poco útil para su aplicación en edificios
que no dispongan de instalaciones de calefacción y ventilación mecánicas, o de
aire acondicionado.
La temperatura en un edificio de funcionamiento libre cambiará continuamente
en el tiempo, particularmente si los usuarios pueden controlarla, aunque sea
en parte. Así pues, a la dificultad de prever el vestido y la actividad, se añade el
hecho de que aplicamos un modelo estático a una situación que es
intrínsicamente variable.
3.4 Diferencias entre los resultados de investigaciones empíricas y analíticas.
Se ha encontrado un problema adicional en el modelo de Fanger. Algunos
experimentos de campo recientes, en los que la ropa y las actividades estaban
descritos para los sujetos en el momento de la encuesta, han mostrado valores
medios del PMV bastante diferentes de los previstos, en forma de
sobrestimación de la molestia del entorno. Esto significaría que muchos
edificios calefactados según los estándares aceptados podrían estar
sobrecalentados y los refrigerados sobreenfriados. Estas evidencias se basan
en pocos casos, pero arrojan serias dudas sobre la fiabilidad del método, que
se utiliza normalmente en la industria internacional de la calefacción y del
acondicionamiento del aire para fijar las temperaturas interiores.
4 EL ENFOQUE ADAPTATIVO
4.1 El mecanismo de adaptación
El enfoque adaptativo del confort térmico no parte de considerar el intercambio
de calor entre el cuerpo y el entorno, sino de observar que existen una serie de
acciones que el ser humano puede realizar para alcanzar el confort térmico. El
centro de la regulación térmica radica en la temperatura del cerebro y desde
allí se controla el equilibrio entre el mismo y el entorno, mediante acciones que
tienden a mantener esta temperatura entre límites muy estrictos. Si se presenta
un cambio de cualquier tipo, que cause una desviación de la temperatura de
estos estrechos límites, se pone en marcha una actuación que intenta
reestablecerla dentro de dichos límites.
Los tipos de acción que se pueden emprender son:
Sub- topic I. Modificar la generación interna de calor: puede
conseguirse inconscientemente aumentando la tensión
muscular o, en situaciones extremas tiritando, o
conscientemente, incrementando la actividad para
combatir el frío o reposando en una siesta para combatir
el calor.
Sub- topic II. Modificar las pérdidas de calor del cuerpo: de forma
inconsciente a través de la vasoregulación o de la
transpiración: conscientemente con acciones como
cambio de vestidos, abrazándose o tomando una bebida
fría.
Sub- topic III. Modificar el entorno térmico: encendiendo un fuego,
abriendo una ventana o, a largo término, aislando un
forjado o cambiando el emplazamiento de una vivienda.
Sub- topic IV. Seleccionando una situación diferente: dentro de una
habitación acercándose al fuego o aprovechando la
corriente de aire de una ventana, entre habitaciones de la
misma casa a diferentes temperaturas o cambiando de
casa o visitando a un amigo.
Hasta aquí todo esto son ejemplos de actuaciones que se pueden llevar a cabo
y, si tenemos siempre la libertad de llevar a cabo estas acciones (u otras muchas
que se podrían contemplar), la falta de confort térmico no tiene porqué ser un
problema.
De hecho existen diversas constricciones que limitan nuestra capacidad para
llevar a cabo las acciones que limitan nuestra molestia térmica, como el clima,
el costo y la moda. Las situaciones en las que no tenemos control directo sobre
el entorno (como en el caso de una gran oficina en la que el ingeniero térmico
fija la temperatura para todo el mundo), pueden incrementar la sensación de
disconfort. Por otro lado muchas de las acciones que podrían mejorar nuestro
confort tienen un límite temporal claro, como construir una nueva casa,
cambiarse el vestido, visitar a un amigo, etc., que necesitan tiempo para
poderse realizar. Además muchas acciones están limitadas en su capacidad
operativa, como incorporar una prenda de vestir, que solo puede compensar
un cambio de temperatura limitado.
La consecuencia del principio adaptativo es que, disponiendo de tiempo
suficiente, las personas pueden encontrar formas de adaptarse a cualquier
temperatura, de forma que no se genere una situación de exceso térmico o de
hipotermia. El disconfort se producirá cuando las temperaturas:
Sub- topic I. cambian demasiado rápido para la capacidad de
adaptación
Sub- topic II. están fuera de los límites aceptables
Sub- topic III. son imprevistas
Sub- topic IV. están fuera del control individual
4.2 Evidencia de la adaptación
Siendo complejos los procesos individuales de adaptación, la forma de
producirse es la propia de un sistema de retroacción (retroalimentación)
cibernético. Debido a ello los resultados pueden verse de una forma simple.
Consideremos el efecto de la adaptación a la temperatura de confort. Con
tiempo suficiente las personas adoptarán medidas para adaptarse a la media
de temperaturas que experimentan (debe notarse que una parte de la
adaptación se expresa con la misma temperatura y otra parte en los cambios
efectuados por las personas). De esta forma cabe esperar que la temperatura
de confort sea cercana a la temperatura media que las personas experimentan.
Utilizando los resultados de trabajos de campo Humphreys (1981) nos muestra
que esto es aproximadamente lo que sucede en casos reales. Los resultados de
este seguimiento se muestran en la figura 1.
Figure 1 Relacion entre temperatura de confort (Tc) y temperatura media experimentada (Tm)
Los puntos en la figura 1 representan cada uno un caso de seguimiento de
confort térmico. En cada caso Humphreys calcula la temperatura de confort
predecida, contrastándola con la temperatura media experimentada por las
personas encuestadas. La pendiente de la linea de regresión en la fig 4.1 es
unitaria. Existe un desplazamiento de 2 K en la linea de edificios de
funcionamiento libre. El motivo de ello se explica dificilmente y puede reflejar
una peculiaridad de los datos o una preferencia por encontrarse ligeramente
más calientes en dichos edificios, o posiblemente una mezcla de ambos
motivos. Humphreys comenta este hecho en su trabajo. De todas formas la
relación entre la temperatura media de confort y la temperatura media
experimentada se evidencia claramente.
Existen otras muchas demostraciones de como colaboran mecanismos
retroactivos o de adaptación en estas relaciones entre vestidos y temperaturas,
temperaturas interiores y exteriores, etc.
4.3 Fijando estandares de confort usando el modelo adaptivo.
Los estándares de confort basados en modelos adaptativos resultan algo más
complejos que una simple temperatura como objetivo. El estándar precisará
recoger en su formulación las interacciones entre la reacción individual y el
entorno. Algunos conceptos, como predictibilidad, constricción, variación y
control, se deberán integrar en el estándar.
Empezaremos con la “temperatura de confort”, que definiremos como aquella
en la que existe una probabilidad menor de disconfort, o aquella en la que es
más probable la satisfacción respecto al entorno. El valor de la temperatura de
confort variará como mínimo según el clima y la estación de año. Para el caso
de edificios de funcionamiento libre el valor de la temperatura de confort
puede deducirse de un gráfico como el de la figura 2. Humphreys encontró que
la mejor predicción de la temperatura de confort a partir de la temperatura
exterior era la media entre las medias mínimas y máximas mensuales.
Figura 2 Temperatura de Confort (o Neutral) como funcion de la temperatura
exterior (según Humphreys 1981)
En un edificio cuyo funcionamiento no es libre, la temperatura de confort se
decide según factores sociales y económicos y solo ligeramente según las
zonas climáticas.
El hecho de que la gente en Europa y en América tengan diferentes
temperaturas de confort en grupos globalmente comparables ilustra este
hecho. Por ello en estas circunstancias la temperatura de confort requiere
investigar la población local. Este tipo de variaciones se presentan, no solo
entre diferentes poblaciones, sino también en la misma población entre
diferentes grupos sociales o económicos. Dichas variaciones de la temperatura
de confort son muy difíciles de controlar y probablemente nos lleven a
expresar la necesidad de prever variabilidad y posibilidades de control, de
forma que las personas puedan elegir ellos mismos.
La temperatura de confort no es la única que las personas pueden considerar
confortable. Existen variaciones posibles alrededor de dicha temperatura sin
que causen disconfort a las personas. La magnitud de la variación posible
depende del tiempo de adaptación. Es por ello que, cuando mayor sea la
adaptación, más facilmente podrá cambiar después sin que el disconfort se
incremente significativamente. Así podemos encontrar que ±2K es el máximo
posible de variación diaria, con un máximo semanal de variación, por ejemplo,
de ±5K. Las implicaciones de unos estándares de temperatura tan dinámicos
pueden conducir a un cambio en la forma en que los calculistas investigan los
edifcios. Las carácterísticas térmicas dinámicas de los edificios de
funcionamiento libre, así como las características de situaciones estáticas
deben incorporarse en los procesos de cálculo.
Otro factor importante de aclarar es la variabilidad de temperatura (y de otros
factores) dentro de un local. Un modelo que explique las necesidades de
confort térmico debe tener en cuenta la variación de las condiciones dentro del
espacio y las posibilidades de los ocupantes de aprovechar dicha variabilidad.
En condiciones en las que la gente puede cambiar de posición, esta variabilidad
puede ser un factor clave en la comodidad de los usuarios.
Figura 3 Temperaturas medias exteriores en Peshawar, Pakistan, con la temperatura
interior de confort (Tc)
La utilización de los resultados de estudios de campo sobre confort térmico
puede permitir al calculista predecir el método más apropiado de refrigeración
pasiva en un edificio. Nicol (1994) sugirió que la superposición de la
temperatura de confort (derivada de la temperatura exterior) en un gráfico de
temperatura exterior (fig 3) manifiesta la relación entre temperatura interior y
exterior. A partir de aquí se puede deducir la capacidad del edificio para
proporcionar confort térmico.
4.4 Investigación necesaria
Antes de que se puedan formular este tipo de estándares de temperatura hay
que investigar en diversos frentes:
El modelo adaptativo es muy empírico y gran parte de sus fundamentos son
especulativos y basados en suposiciones. Para poder confirmar las ideas
implícitas en el mismo y en vista a la generalización científica de sus conceptos
debe desarrollarse una investigación más amplia.
Los modelos físicos actuales están relacionados con el modelo estático de
intercambio de calor. Algunos avances recientes en el desarrollo de modelos
térmicos dinámicos, tanto para el cuerpo (modelos fisiológicos) como para el
ambiente térmico (simulación dinámica de edificios), abren el camino hacia un
análisis más racional, que puede generar un modelo analítico que prevea
situaciones reales en los espacios arquitectónicos.
El calibrado de un modelo así requiere un amplio trabajo en este campo, en
particular en los aspectos psicológicos del modelo. No existe alternativa a este
acercamiento empírico. Los estudios de campo y los resultados que nos
presentan son la clave para la comprensión global de problema de confort
térmico.
5 Calidad del aire interior
++++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Falta
++++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
6 Confort acústico
6.1 Criterios acústicos
Para especificar los niveles de ruido de fondo permitidos puede determinarse
según el rendimiento acústico, como la posibilidad de llevar a cabo una
conversación, o según el confort acústico, cuando el ruido es simplemente
molesto o impide conciliar el sueño.
1 El nivel de ruido, o más específicamente el nivel de presión sonora en
un espacio está determinado por la potencia acústica que penetra en el
mismo, sea desde el exterior o sea desde el mismo espacio (por
ejemplo instalaciones de aire acondicionado, teléfono o voces
humanas), y por la cantidad de material absorbente presente en el
espacio (que con el tamaño del espacio determina su reverberación).
2 Dentro de un espacio determinado consideramos dos campos sonoros:
el campo de sonido directo y el campo reverberante o de sonido difuso.
El primero es el del sonido que proviene directamente de la fuente
sonora y que es direccional. El otro es el sonido que, reflejado por
todas las superficies, resulta de carácter difuso. Si no existen
superficies reflectantes solo existe el primero y se denomina situación
de campo libre.
6.2 Ruido de fondo
Éste puede especificarse en términos de un LAeq (el equivalente a una presión
sonora contínua “A”) o en términos de noise rating NR (coeficiente de ruido) o
de noise criteria (criterio de ruido). El primero es más apropiado para ruidos
variables, como el ruido de tráfico, mientras que el último es más apropiado
para ruidos constantes, como el del aire acondicionado.
Percepción LAeq NR
Muy silencioso 25-
35
20-
25
Silencioso
35-
45
30-
35
Algo ruidoso 45-
55
40-
45
Ruidoso
55-
65
50-
55
Valores típicos de ruido de fondo
6.3 Fuente urbanas de ruido
Pueden especificarse en términos de un LAeq (el equivalente a una presión
sonora contínua “A”) o en términos de noise rating NR (coeficiente de ruido) o
de noise criteria (criterio de ruido). El primero es más apropiado para ruidos
variables, como el ruido de tráfico, mientras que el último es más apropiado
para ruidos constantes, como el del aire acondicionado.
• Ruido de tráfico rodado
• Ruido de aviones
• Ruido de trenes multimedia Wave files
• Ruido de construcción
• Ruido industrial y comercial
• Ruido de los vecinos
6.3.1 Ruido de tráfico
6.4 Reverberación multimedia calculator
La propiedad absorbente al sonido de un material se define en términos de
coeficiente de absorción sonora (α): fraccion de la energía sonora incidente no
reflejada por la superficie.
El área absorbente de un espacio se calcula sumando todas las áreas
absorbente de todos los materiales:
1
2
A=¿¿ …n S n
donde:
A
Área absorbente
α1, α2 …αn
Coeficientes de absorción sonora de las diferentes superficies del espacio
S1, S2 … Sn
el área superficial de cada material
También se puede expresar como
A=Σn
=1
m
S nn
El tiempo de reverberación de un espacio se puede obtener con la fórmula de
Sabine:
T=0.16 V
A
donde
T
Tiempo de reverberación
A
Área de absorción (definida antes)
0.16
Constante empírica
V
Volumen del espacio
Tipo de
espacio
Tiempos de
reverberació
n
Capítulo 2 Energía Confort y Edificios
20
TAREB Confort
Salas de estar 0.5s
Oficinas 0.3- 0.5s
Teatros 1s
Salas de
concierto
2s
Tiempos de reverberación típicos
6.5 Utilizando la absorción para reducir el ruido en unlocal
El nivel de ruido reverberante se puede reducir en un espacio mediante la
introducción de un absorbente de sonido.
1 La reducción del nivel de ruido reverberante depende de la relación
entre la nueva área de absorción (después de sumar el nuevo material
absorbente) al área original de absorción
2 La reducción del nivel de presión sonora será Lp=1 0log
An ew
Aold
6.6 Niveles
6.7 Niveles de sonido en locales
El nivel de presión sonora resultante es la suma del de campo directo con el
campo reverberante
Lp=L w10log
Q
4r 2 4
R
donde
Lp
es el nivel de presión sonora
Lw
es el nivel de potencia sonora
r
es la distancia desde la fuente de sonido
Q
es la directividad de la fuente (Q=1 en un campo libre y 2 si la fuente está
sobre una superficie de alta reflexión)
R
Capítulo 2 Energía Confort y Edificios
21
TAREB Confort
es la constante del local
S
1−
6.8 El aislamiento acústico de los cerramientos de edificios
El aislamiento acústico de los cerramientos de los edificios viene determinada,
casi siempre, por la superficie acristalada.
Una ventana en la fachada de un edificio procura una atenuación de unos 6 dB
sea cual sea el acristalamiento.
El aislamiento acústico de un material cualquiera es función de su masa
principalmente, afectado a ciertas frecuencias por resonancias y ondas de
flexión. El aislamiento se incrementa en 4- 5 dB al doblarse la masa o doblarse
la frecuencia, por ello todos los materiales ofrecen mejor aislamiento a
frecuencias más altas.
En lugar de doblar la masa se obtiene mejor aislamiento utilizando dos capas
separadas de material, como se hace en los dobles acristalamientos. En
principio el aislamiento de las dos capas se podría sumar. Por ejemplo.- dos
capas de vidrio simple de 20 dB de aislamiento cada una darían 25 dB puestas
juntas y 40 dB puestas separadas. De todas formas el comportamiento real no
es tan simple y en la práctica no aislan tanto. Se pueden producir resonancias
complejas en la cámara de aire y, en la práctica, el mejor tipo de doble ventana
a escoger depende también del tipo de espectro sonoro del que se pretende
proteger (tráfico, aviones o trenes).
6.9 Ruido y ventilación natural
Los sistemas de ventilación natural, sea doméstica mediante rejillas o las
grandes oberturas de edificios de carácter comercial (o entradas de aire
asociadas a sistemas de extracción por chimeneas), dejan siempre pasar el
ruido.
1. Las pequeñas perforaciones asociadas con rejillas de ventilación tienen
un aislamiento razonable a las bajas frecuencias, pero las altas
frecuencias pasan a su través. En general el aislamiento de una ventana
de doble acristalamiento puede quedar reducido al de un
acristalamiento simple (28 dBA) pero con un peor rendimiento en las
altas frecuencias
2. Se pueden diseñar atenuadores para producir un aislamiento similar al
de un vidrio simple en el caso de grandes aberturas de entrada de aire.
Se precisa un diseño cuidadoso para no reducir excesivamente el área
libre de paso de aire, lo que supondría una mayor pérdida de carga y un
empeoramiento de la ventilación.
6.10 Privacidad acustica
1 En oficinas de planta libre la privacidad acústica requiere un nivel de
ruido de fondo de NR=40 o LAeq=45dB
2 Para oficinas compartimentadas la situación es más compleja. El
mínimo nivel de ruido de fondo se determina por el aislamiento de la
separaciones. Este valor es frecuentemente bastante bajo en un espacio
de oficina flexible, debido a la transmisión a través del cielo raso. La
privacidad resulta indicada mejor en términos de nivel de ruido de
fondo + aislamiento.
Audibilidad dBA NR
Inteligible 70 65
No inteligible 80- 90 75- 85
Inaudible >90 >85
Sonido percibido por ocupantes ruido de fondo más aislamiento.
REFERENCIAS
Este artículo es una versión condensada del libro Thermal comfort: a handbook
of field studies toward an adaptive model by Fergus Nicol, publicado por la
School of Architecture, University of East London.
Humphreys MA 1981: The dependence of comfortable temperatures upon
indoor and outdoor temperatures, in Bioengineering, Physiology and Comfort
ed Cena and Clarke, Elsevier, Amsterdam.
Nicol, Jamy, Sykes, Humphreys, Roaf and Hancock, 1993 A survey of thermal
comfort in Pakistan toward new indoor temperature standards , School of
Architecture, Oxford Brookes University.
Humphreys, M.A. and Nicol, J.F. (1998) Understanding the Adaptive Approach
to Thermal Comfort, ASHRAETransactions 104 (1) pp 991- 1004
Nicol J.F. and Humphreys M.A. (2002) Adaptive thermal comfort and
sustainable thermal standards for buildings Energy and Buildings 34(6) pp
563- 572
Fanger, P.O (1970) Thermal comfort. Danish Technical Press
Capítulo 2 Energía Confort de Edificios