teorica 6 viento idb 2013

7/28/2019 Teorica 6 Viento IDB 2013

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VIENTO y VENTILACION NATURAL

Centro de Investigacin

Hbitat y Energa

Facultad de Arquitectura,

Diseo y Urbanismo

Universidad de Buenos Aires

D r. A r q. D a n i e l K o z a k


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VIENTO

Alta presin Baja presin

Principio bsico Equilibrio de presiones


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VIENTO

Trmicas

CAUSAS

Las diferencias detemperatura originandiferencias de presiones.El aire se mueve de las zonasde baja temperatura a las dealta temperatura.

DinmicasEl aire tiene inercia comotodos los elementos quetienen peso y masa.


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VIENTO

CALENTAMIENTO DIFERENCIAL Y CONVECCION


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Escala macro o mundial

Movimiento de rotacin dela tierra

Desigual calentamientodel planeta

Distribucindesequilibrada de lasmasas ocenicas yterrestres

Este fenmeno natural esproducto del:


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Espejos de agua y ocano oBRISAS DE MAR

Escala regional

Los vientos sonprovocados por ladiferencia depresin debido a:

Diferencias de altura o VIENTOSDE MONTAA

Desviaciones provocadas por montaas oCADENAS DE Montaas


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Escala regional

VIENTOS PREDOMINANTES ENINVIERNO

VIENTOS PREDOMINANTES ENVERANO


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CALMA VIENTO NORTE VIENTO PAMPERO

Vientos caractersticos de Argentina


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Vientos caractersticos de Argentina

VIENTO SUDESTE VIENTO ZONDA


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Escala Local

Desviaciones del flujo de aire

Definicin de la capa lmite: su altura crece cuando la rugosidadmedia del suelo aumenta


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Escala Local

Variacin de la velocidad del viento segn la rugosidad del suelo

CAMPO ABIERTO ZONA SUBURBANA ZONA URBANA


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Viento - Etapas del proceso de diseo


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Rosa de Viento


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Anlisis del microclima En zonas montaosas

Las concentraciones deflujos tambinaumentan la velocidaden las pendientes altasy sobre barrancasexpuestas al viento

La concentracin deflujos de viento puederesultar enaceleraciones de lavelocidad en valles yespacios entremontaas

Las reas asotavento decadenas montaosaspresentanvelocidadesreducidas de viento,pero a veces secrean lugares convelocidad mselevada en zonadonde desciendenlas masas de aire


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Anlisis del microclima En zonas montaosas

CLIMA DE BARLOVENTO CLIMA DE SOTAVENTO

Sus caractersticas principales son:escasa radiacin solar, pequeasamplitudes trmicas, alta humedadrelativa, gran nubosidad yprecipitaciones.

Las caractersticas principales son: aireseco y clido, cielo despejado, escasaprecipitacin, intensa radiacin solar ygrandes amplitudes trmicas.En Argentina, la mayor parte de la zonacordillerana andina, corresponde a esteclima.


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Anlisis del microclima En valles

Los valles pueden retener el airefro, de menor densidad, quedesciende por las pendientes

Elementos tales como edificios yobras civiles pueden atraparlagos de aire fro que desciendepor las pendientes

Durante el da, la radiacin solar quereciben las pendientes del vallecalienta el aire, cuyo ascenso produceun viento de valle, desde abajo haciaarriba. De noche el descenso de airefro puede crear vientos en el sentidoopuesto. Los valles tambin canalizan los vientosregionales


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Anlisis del microclima En espejos de agua

Durante el da, la tierra se calienta conmayor rapidez que el mar o los grandesespejos de agua, debido a su menorcapacidad trmica. Las corrientesconvectivas de aire ascendente sobre latierra inducen las brisas del mar.

En las ltimas horas de la noche, el mar,que retiene calor, produce corrientesconvectivas y una brisa en el sentidoopuesto desde la tierra hacia el mar.

Las orillas de los grandes espejos de agua con rugosidad reducida, experimentanaltas velocidades de viento.


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Viento - Datos climticos TEMPERATURAS

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

MESES

TEMPERATURASC

MINIMA MEDIA MAXIMA

MINIMA 19,8 20,0 18,4 15,9 13,4 11,1 10,9 12,0 13,9 15,3 17,1 19,1

MEDIA 25,1 24,8 23,3 20,5 18,1 15,5 15,5 17,2 18,3 20,5 22,5 24,6

MAXIMA 32,5 31,1 29,0 25,9 23,2 20,1 20,6 23,2 24,6 26,3 29,1 31,7

ENE FEB MAR ABR MAY J UN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC

HUMEDAD RELATIVA

0,00

50,00

100,00

MESES

%

DEHUMEDAD

RELATIVA MAXIMA MINIMA

RELATIVA71,00 74,00 75,00 76,00 75,00 76,00 73,00 71,00 74,00 72,00 70,00 69,00

MAXIMA 99,65 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,37 100,00 99,18 100,00 99,57 98,26

MINIMA 45,54 50,52 52,74 53,93 53,87 56,09 52,15 48,05 49,30 49,84 46,50 44,92

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

PRECIPITACIONES

0

100

200

300

400

500

MESES

MILIMETROS

PRECIPIT.

PRECIPIT. 156 153 174 137 120 106 104 138 183 209 126 183

ENE FEB MAR ABR MAY J UN J UL AGO SEPT OCT NOV DIC

VELOCIDADES

DE VIENTO

0

5

10

15

20

25

30

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

FRECUENCIA

DE VIENTO

0

50

10

0

15

0

200

250

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

ANUAL

VERANO

INVIERNO


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Proporciones de los espacios entre edificios

BARLOVENTO presin positiva SOTAVENTO presin negativaEspacio reducido.Poco movimiento deaire entre edificios.Buena proteccin enclimas fros, no aptopara ventilacincruzada

Espacio amplio. PocoBuena ventilacincruzada en edificio asotavento.Apropiado paraclimas clido -hmedos


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Efectos del viento y su impacto a escala peatonal

Desvan el viento haciael nivel del suelo,Produciendovelocidades excesivasy condicionesdesagradables(Gandemer)

EDIFICIOS ALTOS

Se produce una fuerteaceleracin yremolinos

ESQUINAS

Fuerte aceleraciny remolinos

GALERIAS O PASAJES


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Efectos del viento y su impacto a escala peatonal

La ubicacin de torreso edificios en forma depantalla con espaciosreducidos entre si,produce zonas deaceleracin de viento

PANTALLA

La ubicacin deedificios altos frentea otros bajos,combina el remolino abarlovento de unocon el sotavento delotro, generandomayores velocidadesentre los edificios

EFECTO WISE

Evita velocidades deviento a nivelpeatonal, pero eltecho del mismo noser apropiado paraser utilizado comoespacio exterior(Houlderg)

PODIO O BASAMENTO


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Efectos del viento alrededor de edificios

Si la direccin delviento coincide con elde la calle, se produceun incremento en lavelocidad del flujo.(Gandemer)

EFECTO TUNEL

Las filas de edificiosde mas de 25m dealtura, tienden aencauzar el vientodetrs de las mismas.(Gandemer)

EFECTO BARRERA

Cuando la direccindel viento es normal ala fachada se produceuna zona de calma.Depende de lasproporciones yalturas de losedificios. (Smith)

CALMA


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Efectos del viento alrededor de edificios

Edificios altos conforma convergente.Este efecto se acentacuando las callesforman toberas rectaso curvas.

EFECTO VENTURI

Se produce en espacioscirculares o de plantapoligonal. El mximoefecto se producecuando la direccin delviento se ubica entre 0y 45 del eje de laabertura.

EFECTO PATIO

Cuando la distanciad entre edificios esinferior a la altura delos mismos, seproduce un giro 90en la direccin delviento.

EFECTO DECOMPENSACION


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Diseo de espacios exteriores: uso de vegetacin

PROTECCION A DISTINTAS ESCLAS

CANALIZACION DEL VIENTO

REDUCCION DE VELOCIDAD POR TAMIZ

DESVIACION DEL FLUJO DE AIRE


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Diseo de espacios exteriores: uso de vegetacin

Diseo de espacios exteriores


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Proteccin en sendas peatonales

Proteccin en bici-sendas

Proteccin en calles

Proteccin en patios de acceso


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Diseo de espacios exteriores


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Forma y proporcin del edificio

Planta cuadrada Planta rectangularla efectividad de la ventilacin cruzada est enfuncin de la direccin del viento

Ensayos en tnel de viento sobre formas y aberturas

Ubicacin de las aberturas


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Entrada baja/ salida bajaen caras opuestas Entrada baja/ salida altaen caras opuestas


Entrada central/ salidacentral, en caras opuestas

Entrada alta/ salida alta,en caras opuestas



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Entrada central/salida porlado adyacente

Entrada desplazada/salida por lado adyacente Proteccin frente a las aberturas

Proteccin frente a las aberturas


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Tamao y diseo de las aberturas

Entrada amplia/salida amplia

Entrada amplia/salida reducida

Entrada reducida/salida amplia

Entrada amplia/salida amplia en dos plantas

Tamao y diseo de las aberturas


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Entrada constante / salida variable Parasoles y deflectores de viento

Simulaciones en CFD


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Eleccin del recorte delmodelo a simular

Simplificacin del modelo

Realizacin del modelo en3 dimensionesGeneracin de losclculos

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Conclusiones5

Simulaciones en CFD


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Documentacin del modelo

Esquema del modelo simplificado

Ensayos en Tnel de Viento


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Anlisis y sntesis del modelo

Confeccin de la matriz detrabajo

Realizacin de la maqueta

Bateria de ensayos conregistro fotografico y grfico

1234

Conclusiones5

Ensayos


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en Tnel de Viento

Axonomtrica del Tnelde viento y Heliodn enel Laboratorio deEstudios Bioambientalesdel CIHE

Recomendaciones y pautas de diseo


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Diseo deaberturasPreveer el uso de

deflectores en

caso necesario

Proporciones de areasReducir la profundidad

de los locales y

promover mayores

anchos en la dimensin

de los locales

Ubicacin deaberturas deantrada de airepreviendo

parasoles para

garantizar su

apertura normal

Aberturas desalidas de aireFundamental

para garantizar

el movimiento de

aire

Diseo deaberturasQue ofrezcan

alternativas en

su uso

Uso de patios y conductos (no muyextensos)

Commerzbank, Frankfurt, Alemania

Foster and Partners


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Commerzbank, Frankfurt, AlemaniaFoster and Partners


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Casa Tropical, Arnhem, AustraliaGlenn Murcutt


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Croquis de estudio

Ensayos en Tnel de Viento


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Estudios sobre unaescuela en Misionesde los arqtos.Sotto y Rivarola

ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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Primeros esquemas ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIAFacultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo

Planta general ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESTIGACION HABITAT Y ENERGIA

Facultad de Arquitectura, Diseo y Urbanismo

Viviendaguardaparques,

estacionamiento y

depsito

Residencia

investigadores en

biodiversidad y

pasantes tesistas,con comedor-

estar

Vivienda director,con laboratorio

Tnel de viento de baja velocidad ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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Simulacin de viento congradiente de capa limite y flujo turbulento

Viento en espacios exteriores

Presin de viento sobre fachadas

Ingreso de brisa en interiores

Calibracin de simulaciones numricas



Sol y Sombra ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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INVIERNO 13:00 hsVERANO 13:00 hs

INVIERNO 14:00 hsVERANO 14:00 hs



SIMULACION EN CFD

Ventilacin cruzada ESTACION DE BIOSFERA YABOTI


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ENSAYOS EN TUNEL DE VIENTO

SIMULACION EN CFD

CIHE - FADU - UBACENTRO DE INVESaaaaaaTIGACION HABITAT Y ENERGIA



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CENTRO DE INTERPRETACIONMONTE LOAYZA

Golfo San Jorge, Santa Cruz


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Estudios de viento


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Estudios de viento


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Estimacin de sombras de viento:

direccin sudoeste

Estimacin de sombras de viento:

direccin oeste

teorica 6 viento idb 2013

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