Geometría Solar U9 Y U10 PDF
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This document describes solar geometry, including the movement of Earth, causes of seasons, and calculation of the solar altitude and azimuth. It contains concepts like rotation, translation, solstices, and equinoxes, useful for understanding solar phenomena and applications.
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omponente de reflexión interna (CRI) = porción de luz reflejada por las superficies C interiores. t = factor que representa la pérdida de iluminación debido a la transmisión del vidrio. 1 = factor que representa la pérdida de iluminación por obstrucciones debido a los...
omponente de reflexión interna (CRI) = porción de luz reflejada por las superficies C interiores. t = factor que representa la pérdida de iluminación debido a la transmisión del vidrio. 1 = factor que representa la pérdida de iluminación por obstrucciones debido a los K elementos constructivos opacos de la ventana. A vidrio/ A ventana 2 = factor que representa la pérdida de iluminación debido al estado de limpieza K del vidrio. (depende de la posición de la ventana). UNIDAD 9: GEOMETRÍA SOLAR ovimiento de rotación y traslación de la tierra M Rotación→ giro que desarrolla la tierra sobre supropio eje dura 24 horas - El eje se encuentra inclinado 23, 5° sobre el plano de la órbita que describe alrededor del sol - Los extremos de los ejes se llaman polo norte geográfico polo sur geográfico - La rotación produce el efecto del día y de la noche T raslación→ giro de la tierra alrededor del sol.Este dura 365 días cinco horas y 49 nueve minutos - La tierra se encuentra inclinada unos 23, 27° con respecto al plano de la elíptica - Provoca las estaciones→ dependen del grado de inclinación de la tierra → son opuestas, si el hemisferio sur es verano, en el norte será invierno SOLSTICIO Y EQUINOCCIO quinoccio E → suceden cuando los rayos solares llegan directo al Ecuador → El recorrido solar durante estos tiene una duración de 12 horas (el día y la noche duran lo mismo) → En el Ecuador el sol se situará en el?? al mediodía, es decir que el sol se halla en el sur. Para calcular la altura solar, H= 90°- Q(latitud) olsticio S → suceden cuando los rayos solares llegan a los límites máximos que pueden alcanzar verticalmente sobre los trópicos de cáncer y Capricornios. Pueden ser: ❖ Solsticio de verano → el sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, pero al estar más elevado sobre el horizonte provoca que el día dure más de 12 horas. Altura solar, h= 90º -Q +δ (declinación ) ❖ Solsticio de invierno→ el sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, pero al estar menos elevado sobre el horizonte, provoca que el día dure menos de 12 horas. Altura solar, h= 90º- Q- δ Recorrido aparente del Sol B óveda celeste→ el sol realiza un recorrido por unabóveda celeste, del cual somos el centro. → El movimiento del sol depende de la latitud del lugar → El sol hace una curva visible desde el amanecer hasta el ocaso, la curva no es siempre la misma, varía según las posiciones del sol, a lo largo del día y según las épocas del año Bóveda celeste de una locación La posición del sol varía en cada instante, a lo largo del día y del año. El diagrama rectangular o proyección cilíndrica desarrollada analiza puntos del movimiento del sol. Obtención de la proyección cilíndrica desarrollada 1. Dos elementos→ bóveda del cielo local (latitud del lugar) → cilindro que rodea la bóveda, donde se graficar la proyección de esta 2. Con la operación gráfica se trasladan los puntos de interés desde la bóveda al cilindro 3. Por la directriz del cilindro correspondiente al sur se abre y se despliega el mismo generando una gráfica plana que representa el recorrido del sol durante el año en la bóveda del cielo local Rosario → latitud= 32° 35’ sur OCULTAMIENTO bstrucción de una objeto O Interpretación de los datos que proporciona la proyección cilíndrica → Sobre eleje horizontal→ se pueden leer los gradosdel Acimut de las diferentes posiciones que el sol va teniendo a lo largo del año → Sobre el eje vertical (de los ordenadas) podemos leer la altura del sol → altitud El norte está en el Centro 0°, - para la izquierda (este) son valores + - hacia la derecha (oeste) La lectura del Acimut para los puntos cardinales será: norte 0° sur -180° a 180° este 90° oeste -90° noreste 45° noroeste -45° sureste 135° suroeste -135° cimut A → medida angular→ medida en planta desde el norte hasta la perpendicular del sol con el plano de horizonte. → Se expresa en grados ltitud→ medida angular tomada desde el horizontehasta la posición del sol en la A bóveda celeste, luego transferida a la proyección cilíndrica.→ Se expresa en grados 1. P osicionar al sol a lo largo de los meses meses del año y a distintas horas del día 2. Posicionar un punto en determinada fecha del año y hora del día Obteniendo así su Acimut y altitud. Excepto los solsticios, los recorridos se repiten 2 veces al año, antes y después de los equinoccios. epitiendo esta operación puede transferir la posición de múltiples puntos de R interés sobre la gráfica, definiendo el perfil del objeto o construcción que se interpone con los recorridos del sol así hacer una lectura de fechas y horas donde el sol en su recorrido estará oculto detrás del objeto representado. or medio de la superposición del perfil del objeto sobre el cuadrante podemos leer P las curvas y las horas en que el sol está oculto y es visible. ara poder dibujar en el diagrama la posición de puntos de interés sobre el P horizonte, saber: - Acimut en grados leídos en planta - Distancia en metros en planta - Altura leída en corte Obtendremos el ángulo alfa ∝ por trigonometría→ 𝐶.𝑜 𝑝 tg∝ = 𝐶.𝑎𝑑𝑦 = valor de ∝ 𝐶.𝑜 𝑝 tg-1x 𝐶.𝑎𝑑𝑦 = ∝ Ocultamiento de las proyecciones ubicadas en los vanos - Lectura del campo visual desde una fachada: Campo visual → ángulo comprendido entre los ángulos de límites que determinarán las obstrucciones, tanto en vertical como en horizontal. álculo: C → Vano con construcciones como→ aleros, pantallas, columnas, etc. → Se utiliza otra herramienta gráfica, elDiagramade Waldram, éste nos facilita la visualización del ocultamiento de la bóveda, por parte de estas protecciones - Lectura de datos: la altura angular se lee en la escala graduada en vertical, y los límites laterales a izquierda y a derecha desde el 0, en escala horizontal. ombras→ cuadrante solar horizontal latitud 33° S ➔ Está compuesto por curvas las cuales corresponden a los meses meses del año - La primera curva de arriba para abajo corresponde al solsticio de verano - La que le sigue un mes antes y uno después del solsticio de verano - La siguiente dos meses antes y dos meses del solsticio de verano - La línea recta equinoccio de primavera otoño - La siguiente dos meses antes y después del solsticio de invierno - la que sigue es un mes antes y un mes después del solsticio de invierno - la última corresponde al solsticio de invierno ➔ en el otro sentido se logran ver líneas las cuales corresponde a las horas del día→ se restan las horas desde las 12 del mediodía. ejemplo +3 → 3 la tarde, -4 → 8 de la mañana ➔ De cuadrantes se pueden obtener datos del sol y de su insolación sobre los edificios dirección de la sombra proyectada por un objeto, sobre el plano del piso Largo de la sombra proyectada Acimut o ángulo en planta determinando la posición del sol ➔ El punto P en este diagrama es un poste de 2 cm sobre el plano base NIDAD 10: U OCULTAMIENTO SOBRE VANOS VIDRIADOS as transparencias sin protección exterior no son viables en un clima como el L nuestro. Para la obtención del confort interior se recurre a la admisión de sistemas de acondicionamiento artificial. Pero debemos utilizar el acondicionamiento natural, con el cual se obtiene en el interior de los edificios la calidad ambiental que requieren los ocupantes y muy bajo costo. Se trata de limitar el uso de las instalaciones artificiales que para su funcionamiento requieren el consumo de combustibles fósiles. De todos modos si dichas instalaciones deberían instalarse se debería recurrir a la adopción de fuentes de energía renovable. El clima y arquitectura ❖ Climas: fríos o cálidos, húmedos o secos, varían con la latitud y la longitud del sitio en estudio ❖ Microclimas: alteraciones de las variables del clima imperante en el lugar, y representan exigencias particulares ❖ Zonas ambientales; 1. Muy cálida→ (de acuerdo a la amplitud térmica se divide en) 2 subzonas 2. Cálida → () 2 subzonas 3. Templada cálida→ () 2 subzonas 4. Templada fría→ () 4 subzonas 5. Fría 6. Muy fría e debe conocer eldepartamentoal que pertenece lalocalidad en cuestión. Se S obtiene la zona y la sub zona bioambiental que le corresponde. Las condiciones de los microclimas prevalecen sobre las generales de la zona. Características y pautas de diseño para diferentes climas ÁLIDO SECO C → durante el día las temperaturas son muy altas y son bajas durante la noche. → hay asoleamiento interno durante el verano con pocas precipitaciones y nubosidad. → Vientos cargados de polvo y poca vegetación. → Dos subzonas : 1. Amplitudes + a 14°C 2. Amplitudes - a 14°C aedificacióndebe tenergran aislación térmicaypocas aberturas, estas deben L estar protegidas de la radiación solar ynoorientarlasal este o al oeste. Adoptar colores claros al exterior.Ventilación cruzada enlos locales para mejorar su confort interior. ÁLIDO HÚMEDO C → temperatura alta, más moderada que la exterior pero constante. → Lluvias frecuentes, humedad alta. → Radiación solar intensa pero más difusa que en el caso anterior. → Se recomienda adoptar plantas estrechas y elevadas para mejorar la acción de las brisas. RÍO F → Inviernos muy fríos. → Casi sin radiación solar, alta nubosidad y pocas horas de sol. → Lluvias sólidas. Las ventanas deben ser reducidas al máximo excepto al norte. → → Debe evaluarse riesgos de condensación superficial e intersticial y entran puentes térmicos. EMPLADO CÁLIDO T → Verano cálidos con temperaturas máximas 30°C y medias 20°C a 26°C → Invierno no muy frío 8°C a 12°C → Clima variable se debe aprovechar la orientación norte → Invierno y verano secos o húmedos, alcanzan temperaturas de climas extremos aunque por poco tiempo → Adoptan muros y techos con aislación térmica para mantener temperaturas aconsejables de confort en el interior → Adoptan colores claros en el exterior y ventilación cruzada en los locales Comportamiento de la radiación solar l sol emite energía radiante a través deondas electromagnéticas.Dicha radiación E al atravesar la atmósfera va asufrir modificacionescuando se encuentra con cuerpos existentesen la misma. Estas ondas se puedenreflejar, cambiando de dirección sin modificar sus características y provocandoradiación solar difusa. Se modifica al cambiar de dirección En la tierra serecibenradiaciones ultravioletas,radiaciones visibles y radiaciones infrarrojas. Laenergía neta que llega,con longitud deonda corta, es la sumatoria de laradiación solar directa y la radiaciónsolar difusa La radiación solar directa difusa y la radiación solar difusa difusa, son deonda larga osvalores de las radiacionesdel sol varían con: L → latitud y altitud del lugar, → con el día y la hora, → está influenciada por las condiciones meteorológicas y el nivel de contaminación del aire RADIACIÓN ENERGÉTICA → flujo de energía recibido por unidad de superficie. Se expresa en W/ m2 Geometría solar Con ella obtenemos larepresentación gráficadelmovimiento aparente del sol → → para obtener estos datos es necesario trabajar con elcuadrante solar horizontal y eldiagrama rectangular, para la latitud 35° sur. → Así se obtiene elrecorrido del soly cuáles sonlosdías y las horas que habrá que resguardara dichas aberturas → Nos permite conocer lassombras arrojadaspor losedificios sobre su entorno Ventajas al proteger desde el exterior las aberturas Las protecciones van a actuar fundamentalmente sobre las radiaciones → infrarrojas que llegan a la tierra con el 44% de la energía emitida. → esta protección también va a entrar la pérdida de calor acumulado en el local durante el día, y que por conducción y convección se va a transmitir a través del vidrio desnudo hacia el exterior. → Se recomienda que en el proyecto de las aberturas se prevea la colocación de tejido mosquiteropara que por las mismas puedan permitirel ingreso de aire al local evitando a la vez el ingreso de mosquitos, murciélagos, etc. rotecciones solares P Pueden ser colocados al exterior al interior o en el vidrio ❖ A leros horizontales→ fijos o móviles - alero horizontal fijo → orientación norte, dimensionado correctamente permite el ingreso solar en los días de invierno y lo detiene durante la época estival. → Se deben evitar materiales que tengan alta capacidad térmica, al igual que los colores oscuros - alero horizontal con elementos móviles→ ese movimiento puede hacerse por apilado, por desplazamiento o por plegado → Debe adoptarse un material liviano que permita ese manipuleo. ❖ P arasoles - paneles→ parasol formado por dos sistemas fijos de aletas cruzadas. → Estas aletas pueden ser de igual o distinta profundidad. → restringen el ingreso del sol en el invierno y con ello su aporte térmico. → No ocultan lo visual del cielo. e recomienda adoptarmateriales livianos con bajaemisividadypoca inercia S térmicainfluyendo también el color en la elección.Puede adoptarse al norte - aletas verticales fijas→ se pueden aplicar en orientación sur - C aletas horizontales y verticales móviles→ pueden cumplir las exigencias de cualquier orientación. → Se pueden construir con perfilería metálica. →Reducen las vistas al exterior y la iluminación natural de los ambientes - e lementos privados cerámicos→ son fijos y pueden servir como para salvar cuando el sol viene desde el frente. → con ellos se evitan las visuales desde el exterior ❖ S ombrillas - cortinas de enrollar→ puede estar completamente abierta o completamente cerrada → no permite entrada de luz ni de sol → permite visión al exterior a través de la separación de dichas tablillas si a ella se le acciona levemente. - c ortina barrio→ ejecución más robusta. → Mantener el cerramiento y la apertura total - c ortina de enrollar de proyección a la veneciana → la guía por donde se deslizan las tablillas está empotrada hacia el exterior a través de un herraje especial girando sobre un eje horizontal ascortinaspueden ser demadera, PVC, chapa o aluminiopre pintado; materiales L que compiten a su favor con el precio de la madera. Pero ellos no logran obtener la calidez que con la madera y su textura se logra - c ortinas americanas apilables exteriores→ cortinas formadas por tablillas de madera de 6 mm de espesor y 5 cm de ancho que se accionan con un cordón con freno que permite orientarlas y que se deslizan por guías metálicas. → Las tablillas se esconden en una caja superior - c ortinas venecianas apilables interiores→ formados por tablillas cuyo ancho varía de dos a 5 cm y el material que se adopta es el aluminio aspersianascomo protección tienen el inconvenienteque si las hojas no se abren L o se corren no se puede ver el exterior - p ersiana corrediza de desplazamiento horizontal→ generalmente se adoptan dos hojas que se pueden colocar por fuera del baño y se despliegan hacia cada lado de los muros vecinos. → pueden colocarse dentro del vano de la ventana limitando la superficie de ventilación e iluminación. → cada hoja está formada por una serie de tablillas ubicadas a 45°. → Estas persianas son de madera. - p ersiana corrediza de desplazamiento vertical→ una sola hoja incluida en el vano de la ventana. → Son de madera y cada hoja está formada por tablillas a 45° - p ersianas batientes→ pueden abrir hasta 90° o bien 180° siempre que tenga un muro contiguo que pueda recibirla. → el material con que se la ejecuta es la madera - P ersianas plegables→ compuesta por una serie de módulos de hojas de pequeñas dimensiones. → Estas se pliegan una sobre otra. → cierre a través de fallebas. → Material es madera y cada hoja lleva tablillas fijas a 45°. - P ersiana de proyección a la veneciana→ facilitan la visión al exterior y la ventilación del ambiente. → Se ejecutan en madera contabilizas fijas a 45° - P ostigones corredizos o batientes→ son de madera, aunque pueden adoptarse metálicos. → formados por tablillas machihembradas teniendo un bastidor que las contiene. → Suelen tener unas perforaciones - C elosías→ metálicas. Compuestas por una serie de módulos de pequeñas dimensiones que se van plegando una sobre la otra. → El se divide en dos sectores, cada uno tiene hasta 4 y 6 módulos de hoja. → Cierre adoptando fallebas. - T oldos capota→ lona, clara para que la radiación recibida sea reflejada y que su trama permita la ventilación. Mantenimiento alto - T oldos enrollables→ se ejecutan en lona o en vinílico. → Corren paralelo al vidrio al cual protegen - T oldos de proyecciones a la veneciana → mismas características que los mencionados anteriormente. Adopta orientaciones este y oeste - Toldos horizontales móviles→ lona. Complemento de aleros horizontales fijos. ❖ D ifusores→ sombrillas transparentes - Pantallas o Screens → cubren verticalmente el vano de la ventana. → se manipulan desde el interior. → Están guiadas en los extremos. → Color oscuro para que pase lo menos cantidad de radiación directa Consideraciones Complementarias Orientaciones norte y oeste - Invierno durante el día→ el sol bajo ingresa al local que capta y acumula la energía recibida - Invierno a la noche → se emite al local la energía energía acumulada durante el día. Protección exterior de las aberturas para evitar pérdidas por radiación. Proteger la radiación fría interior cercana a los vidrios Orientación norte - Verano durante el día→ sol alto al mediodía. Aleros horizontales para evitar el ingreso directo del sol. Al bajar el sol el rayo llega oblicuo y con alta reflexión. aleros horizontales ➔ Perteneciente al propio sistema constructivo - Fijos y macizos - Voladizo de techos inclinados - Móviles con materiales que permitan su remoción ➔ Perteneciente a un sistema de protección adicionada → con almas fijas o móviles parasoles ➔ Perteneciente al propio sistema constructivo → paneles ➔ Perteneciente a un sistema de protección adicionado - Aletas verticales fijas→ sur - Aletas verticales móviles→ este y oeste - Aletas horizontales fijas y móviles→ norte - Privados cerámicos ➔ Estudiar materiales adoptar y posición respecto a los muros vidriados Orientación este y oeste - Verano durante el día → gran aporte de energía energía. → Prever elementos verticales móviles para reducir el asoleamiento. → Los fijos dificultan el aporte de energía y la visibilidad al exterior. →Ventilación cruzadas Fachadas ventiladas apiel del edificioes la imagen que se le da a laciudad y debe enfatizarse en su L composición, coherencia urbana y prestigio S obre muros→ beneficia el aislamiento térmico del edificio. → Formada por dos capas: una interior aislante y una exterior que actúa como revestimiento y se coloca en una estructura. Separados entre 5 y 8 cm. A través de dicho espacio se e baclini que se genera en el interior durante el invierno y en verano verano se refresca la envolvente. Sobre fachadas vidriadas→ (muros cortina + lanas de vidrio) Sobre vanos vidriados y opacos + lanas de vidrio→ la primera piel recubre los muros opacos de hormigón con una chapa de aluminio. → la segunda piel está conformada por lanas de cristal transparente o translúcido. → Protege del sol y de los grandes vientos propios de la zona. Fachadas textiles nvolventes que pueden cubrir parte o todo el edificio reduciendo la exposición E solar de una fachada acristalada. Se adoptan láminas de poliéster tejido de alta tenacidad, tensadas a una estructura de soporte, logrando así una nueva piel y una nueva imagen de él. lámina de Hypolen coloreada Lámina de neopreno coloreada Sistema de adhesión Poliéster textil de alta tenacidad
