viernes, 18 de octubre de 2013

Cálculo de un patrón de sombra

Tras la utilización del programa CE3X para la certificación de edificios existentes vamos encontrando las mejores metodologías, dentro de las limitaciones existentes,  para simular de forma más fehaciente la configuración del inmueble, sus instalaciones y las sombras que les afectan.

Aplicar los patrones de sombras es una etapa compleja en la introducción de valores en el programa, sobre todo si dichas sombras no corresponden a un patrón rectangular. En los edificios nos encontramos generalmente con terrazas, balcones, voladizos, galerías,… que complican la configuración de los patrones que afectan a la envolvente o huecos del inmueble.

Hemos podido ver varios artículos en diferentes portales desarrollando el cálculo de patrones de sombras a este tipo de elementos en las edificaciones, abriendo unos debates interesantes sobre las metodologías y consideraciones tomadas, para adecuarse a la realidad lo más posible, a través de un programa que gestiona certificaciones simplificadas.

Tras nuestra experiencia en certificaciones de edificios existentes, vamos, a través de nuestro blog, abrir un debate sobre la metodología que más se puede aproximar a la realidad, aplicando dos ejemplos de terraza, para ver cómo puede afectar las referencias que se pueden tomar en el cálculo de la altitud (ß) de los voladizos que componen dicha terraza.

En estos ejemplos vamos a centrarnos en el cálculo del voladizo de dicha terraza, considerando que no tiene paños laterales. En otros post iremos subiendo otros cálculos de sombras de obstáculos en las edificaciones.
Hemos escogido dos terrazas reales, que hemos ya certificado, con dimensiones diferentes para observar como las dos metodologías difieren o coinciden según las características de la terraza y cuál de las dos puede ajustarse más al cálculo de un patrón de sombra de un voladizo.

Nosotros, generalmente, determinamos una fachada exclusivamente en la cual se encuentra dicha terraza, para simplificar después los cálculos y la aplicación de los patrones solamente a la fachada afectada por dicho voladizo. Esto es, dividimos tantas fachadas haya en una orientación igual del inmueble como diferentes configuraciones de sombras puedan existir, determinadas por obstáculos propios del inmueble a certificar, generalmente ocasionados por voladizos de terrazas o balcones. Los demás patrones externos, principalmente ocasionados por edificios cercanos al inmueble, son característicos de toda la fachada de una misma orientación.

EJEMPLO UNO:

Esta terraza tiene un voladizo de 3 metros de largo y 1,5 metros de ancho. Los puntos de referencia son 1,2, 3 y 4.
Α nos indicará el Acimut de los diferentes puntos. El punto 1 y 4 será 90º.

Para ello:

Planta de voladizo

Respecto a la altitud de los diferentes puntos vamos a calcularlo de dos formas diferentes para observar las diferencias:


PUNTO MEDIO ENTRE LOS PUNTOS 2 Y 3:

1-      Vamos a tomar la mitad de la altura de la terraza a 1,25 m.
2-      El punto de referencia medio del voladizo entre el punto 2 y 3.
3-      La altitud del punto 1 y 4 son 90º.
4-      La altitud del punto 2 y 3 es:

Perfil del voladizo

Introduciendo los datos en el patrón de sombras se obtiene:



DIAGONALES A LOS PUNTOS 2 Y 3:

1-      Vamos a tomar la mitad de la altura de la terraza a 1,25 m.
2-      Se calcula la distancia entre el punto medio de la altura y el punto 2 y 3.

Planta del voladizo

1-      La altitud del punto 1 y 4 son 90º.
2-      La altitud del punto 2 y 3 es:





Introduciendo los datos en el patrón de sombras se obtiene:




Superponiendo ambos resultados estamos viendo que hay diferencias:


¿Qué forma de calcular es la correcta?

En este ejemplo es difícil observar  las diferencias por las características casi simétricas de la terraza por lo cual no se puede ver la forma de cálculo más correcta.

En el siguiente ejemplo podremos ver cómo, en una terraza larga y estrecha como las dos formas de cálculo difieren mucho y condicionan la sombra sobre dicha fachada.


EJEMPLO DOS:

Esta terraza tiene un voladizo de 14 metros de largo y 0,5 metros de ancho. Los puntos de referencia son 1, 2, 3 y 4.

 Α nos indicará el Acimut de los diferentes puntos. El punto 1 y 4 será 90º.

Para ello: 

Planta del voladizo


Respecto a la altitud de los diferentes puntos vamos a calcularlo de las dos formas diferentes como en el anterior caso:


PUNTO MEDIO ENTRE LOS PUNTOS 2 Y 3:

1-      Vamos a tomar la mitad de la altura de la terraza a 1,25 m.
2-      El punto de referencia medio del voladizo entre el punto 2 y 3.
3-      La altitud del punto 1 y 4 son 90º.
4-      La altitud del punto 2 y 3 es:


Perfil del voladizo

Introduciendo los datos en el patrón de sombras se obtiene:



DIAGONALES A LOS PUNTOS 2 Y 3:


Planta del voladizo

1-     Vamos a tomar la mitad de la altura de la terraza a 1,25 m.
2-   Se calcula la distancia entre el punto medio de la altura y el punto 2 y 3.





3-      La altitud del punto 1 y 4 son 90º.
4-      La altitud del punto 2 y 3 es:



Introduciendo los datos en el patrón de sombras se obtiene:

Superponiendo ambos resultados estamos viendo que hay diferencias:


Superponiendo los dos patrones vemos la gran diferencia entre una forma de cálculo basada en el punto medio del voladizo y la otra, obteniéndolo con la diagonal que une el punto medio de referencia con los puntos externos del voladizo. Las diferencias de obtención de la altitud del voladizo pueden ocasionar patrones erróneos en los certificados energéticos.

Vuelvo a preguntar, ¿cuál es el cálculo correcto?

Con estos resultados y viendo las características del voladizo, podemos decir que una terraza con un voladizo estrecho, la sombra que ejerce sobre la fachada será también correspondiente a la anchura de la misma, y en estaciones donde el sol se encuentre bajo, ni siquiera (según la altura del inmueble) ejerce sombra, por lo que el voladizo no puede en invierno tapar prácticamente toda la fachada con un voladizo de medio metro (ejemplo 2), haciendo más sombra que un voladizo de un metro y medio (ejemplo 1).

Creemos por tanto que el cálculo de la altitud se debe tomar el punto medio de la longitud del voladizo.

Esperamos vuestras opiniones y aportaciones.