Comportamiento térmico de la cubierta en un clima cálido húmedo
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2018
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Resumen
Descripción
El eje central de esta tesis es el elemento arquitectónico CUBIERTA contextualizado en regiones con climas cálido húmedo cercanas al Ecuador. El aumento de la población urbana en el mundo se ha reflejado, en estas regiones, en una expansión horizontal de la ciudad, donde la tipología urbana predominante son las edificaciones de baja altura. Este hecho sumado a la alta y constante radiación solar determina que la cubierta es la principal fuente de ganancias de calor en el interior de las viviendas. En las últimas décadas la Región Costa del Ecuador ha experimentado un cambio significativo en el uso de los materiales de cubiertas, con una tendencia general al aumento de las cubiertas pesadas de hormigón en detrimento de las cubiertas ligeras metálicas. Existe una creencia general de que las cubiertas de hormigón, dadas sus características materiales, ofrecen mejores condiciones ambientales que las cubiertas metálicas, y por ende una menor demanda energética. Por lo tanto, el incremento del uso de las cubiertas pesadas de hormigón "parece tener" un propósito térmico. Sin embargo, estas cubiertas tienen un mayor costo de inversión para el usuario, y además, y muy importante, tienen una mayor energía incorporada. En base a lo expuesto, el objetivo general de esta investigación es analizar y comparar el comportamiento térmico de estas dos cubiertas, a través de mediciones y simulaciones, con el fin de responder a la pregunta: ¿QUÉ TIPOLOGÍA DE CUBIERTA OFRECE UN MENOR SOBRECALENTAMIENTO DEL ESPACIO INTERIOR EN EL CLIMA DE ESTA REGIÓN, LA CUBIERTA LIGERA METÁLICA O LA CUBIERTA PESADA DE HORMIGÓN?. Tras las mediciones de las condiciones climáticas de esta región realizadas in situ, se ha determinado que la NUBOSIDAD DEL CIELO juega un papel fundamental en la cantidad y tipo de radiación solar recibida en las cubiertas, así como en la capacidad de enfriamiento del cielo. En consecuencia, la nubosidad del cielo es el factor climático que tiene mayor influencia en desempeño térmico de las cubiertas en esta región. La consideración de dicho aspecto en el análisis energético de las cubiertas ha dado como resultado que variables que en otros climas tienen repercusión en el comportamiento térmico de las cubiertas, como la inclinación, la orientación o la resistencia térmica, puedan llegar a quedar anuladas en este clima. Por otra parte, este análisis resalta la importancia que tienen las propiedades radiativas sobre la reducción de la temperatura superficial interior de las cubiertas analizadas, la emisividad al infrarrojo térmico en el caso de la cubierta ligera metálica y la reflectividad al visible para la cubierta pesada de hormigón. La temperatura superficial interior de la cubierta ligera desciende más que la de la pesada durante el período nocturno pero, a pesar de lo que comúnmente se cree, durante el día la temperatura interior de la cubierta metálica mantiene un desempeño térmico casi igual al de la cubierta de hormigón, dado el incremento de reflectividad al visible y en especial al incremento de emisividad al infrarrojo térmico aportado por el uso de pinturas adecuadas. Por lo tanto una cubierta ligera metálica con valores de emisividad al infrarrojo térmico y reflectividad al visible por arriba de 0.70 tiene un mejor desempeño térmico que la cubierta pesada del hormigón con las mismas propiedades radiativas y con una mayor resistencia térmica.
Palabras clave
Cubierta Metálica, Cubierta De Hormigón, Emisividad, Reflectividad
