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secciรณn transversal

planta arquitectรณnica

secciรณn longitudinal


paleta materiales


definiciĂłn de zonas y bloques tĂŠrmicos


Se decidió levantar el edificio con la intención de evitar la transmisión de calor por el terreno natural del sitio. Al mismo tiempo se observa que la mejor orientación es en el sur este, en donde se decidió poner la ventana del dormitorio, y se consideró prudente proteger las fachadas norte y oeste, debido que en esas orientaciones la radiación es más potente. Además para generar sombras en la fachada y proteger las aberturas de los muros, se propone una cubierta voladiza que está encima del techo, la cual está compuesta de diversas capas a pesar de ser muy ligera.

estrategias bioclimáticas preventivas


estrategias de ventilación ventilación cruzada

día / calor

día/ frío

no aplica

noche/ calor

noche / frío


estrategias para la cubierta geometría y orientación para el rechazo día / calor

día/ frío

no aplica

noche/ calor

noche / frío


estrategias de ventilación enfriamiento radiante

día / calor

día/ frío

no aplica

noche/ calor

noche / frío


análisis de consumo y demanda energética

predimensionamiento de sistema fotovoltáico

Aparato

Cantidad

lámpara LED

8

6

Watts

Wh

6

288

1726 x 1.15 1984.9 = M = 7.9A x 30.4 x 5.5 x 0.85 x 0.9 1010.47

refrigerador

1

1

400

400

celular

2

2

5

20

licuadora

1

30 min

300

150

tv led

1

4

92

368

El diseño de la prepropuesta responde a las necediades de ventilación y orientación del eco-glamping. Uno de los principales factores negativos son la constante humedad en el viento y las altas temperaturas que existen en el exterior.

1000

500

Se recomienda proteger de la radiación a las ventanas y puertas, o en su defecto reacomodarlas para lograr el comfort interno del edificio.

total

1726 Wh

microondas

1

30min


configuración del sitio y localización

protección del viento

neblinas / landa de matamoros / querétaro de arteaga 21° 16’ 11” norte 99° 2’ 31” oeste soil type: gravel thermal conductivity: 1,400 w/mk density: 2200 kg/m3 heat capacity: 1900 J/kgK surroundings: garden ground reflectance 20% altitude (sea level) 902 m project noth :90°

sombra horizontal


propuesta materialidades

thermal conductivity: 0.800 w/mk density: 1757 kg/m3 heat capacity: 840 J/kgK thikness: 0.20 m ext. heat transfer coefficient: 24 w/m2k int. heat transfer coefficient: 8 w/m2k thermal bridge effect: 0 w/m2k U-value: 2.4 w/m2k

thermal conductivity: 0.210 w/mk density: 700 kg/m3 heat capacity: 2000 J/kgK

thermal conductivity: 50 w/mk density: 7800 kg/m3 heat capacity: 450 J/kgK

thermal conductivity: 0.240 w/mk density: 1000 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK

thermal conductivity: 0.055w/mk density: 160 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK

thermal conductivity: 1.15 w/mk density: 1800 kg/m3 heat capacity: 1000 J/kgK ext. heat transfer coefficient: 0 w/m2k int. heat transfer coefficient: 0 w/m2k thermal bridge effect: 0 w/m2k U-value: 5.75 w/m2k


sección constructiva

características térmicas aberturas

detalle cubierta lámina de acero

aislante térmico

madera

thermal conductivity: 50 w/mk density: 7800 kg/m3 heat capacity: 450 J/kgK thickness: 0.025 m thermal conductivity: 0.033 w/mk density: 115 kg/m3 heat capacity: 1030J/kgK thickness: 0.025m thermal conductivity: 0.055 w/mk density: 1000 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK thickness: 0.025

En la ventana sur se observa que existe radiación un poco alta en los meses enero, noviembre y dicimbre, pero no se considera un problema de disconfort por calor debido a que son meses con disconfort por frío. Por otro lado el verano se mantiene con una radiación baja, lo cual es muy adecuado para las habitacione. Posiblemente se deba modificar el tamaño de la ventana.


características térmicas aberturas

En la ventana sur este se concentra mayor radiación durante los meses marzo, abril, mayo, junio, julio, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre. Se sugiere diseñar algún protector para esta ventana debido a que existe radiación muy alta en meses con disconfort por calor, pero se debe planear que siga existiendo esa radiación en meses por disconfort por frío.

En la ventana este la radiación se mantiene constante baja, lo cual es muy benéfico para la cocina, existe un mes (julio) en donde es ligeramente alta, pero debido a que ésta ventana contiene una protección adicional, no se recomienda cambiar ni agregar nada.


características térmicas aberturas

En la segunda ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, y como es el caso anterior, existen meses con mucha radiación pero gracias a la protección adicional externa, se puede regular para no tener disonfort por calor en ningún momento del año.

En la ventana nor-oeste, existe un mes en dode está alta la radiación (septiembre), pero debido a que es la ventana del baño, no se considera un elemento que genere disconfort por calor, además de que está protegida por la celosía de carrizo con bambú.


sistemas preestablecidos zona 1 interior

zona 2 baĂąo

zona 1 interior


zona 2 baño

informe de simulación y análisis térmico y energético de la prepropuesta


Key Values

001 New Thermal Block - Key Values

General Project Data Project Name: City Location: Latitude: Longitude: Altitude: Climate Data Source: Evaluation Date:

propuesta final 21° 16' 11" N 99° 2' 31" W 902.00 m 12_NEBLINAS-hour.epw 30/11/2016 05:45:41 p. m.

Building Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: External Envelope Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

44.28 39.05 51.59 85.50 15

Building Shell Performance Data Infiltration at 50Pa: 3.75

m² m² m² m³ % ACH

Heat Transfer Coefficients Building Shell Average: Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.54 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 -2.11 - 3.58

Specific Annual Values Net Heating Energy: Net Cooling Energy: Total Net Energy: Energy Consumption: Fuel Consumption: Primary Energy: Fuel Cost: CO2 Emission:

2.24 170.83 173.07 303.30 200.09 604.61 -53.57

Degree Days Heating (HDD): Cooling (CDD):

627.20 4292.22

[W/m²K]

kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a GBP/m²a kg/m²a

Project Energy Balance Lighting and Equipment 299.1 kWh/a

Added Latent Energy 99.0 kWh/a

Human Heat Gain 1611.6 kWh/a

Service Hot-Water Heating 4724.4 kWh/a

Solar Gain

Supplied Energy per Month

1344.7

87.5 kWh/a

1000

Ventilation

750

Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun.

Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.

46.9 kWh/a

500

Infiltration

250

Transmission

3.4 kWh/a

0 [kWh] 0 250 500

2877.8 kWh/a

Transmission 260.8 kWh/a

Infiltration

42.5 kWh/a

750

Ventilation

1000

Sewage

1250

Emitted Energy per Month

2582.2 kWh/a

Heating

624.6 kWh/a 4724.4 kWh/a

Cooling

6671.6 kWh/a

Thermal Blocks Thermal Block 001 New Thermal Block 002 New Thermal Block

Total:

Zones Assigned 1 1

2

Operation Profile interior baño

Gross Floor Area m² 37.26 7.02

Volume m³ 73.15 12.35

44.28

85.50

Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

37.26 33.44 41.50 73.15 17

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (05:00 Jan. 14): Annual Mean: Max. (18:00 May. 28):

18.00 24.90 32.81

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

0 1640

hrs/a hrs/a

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 2.11 - 3.17

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

87.45 6671.64

kWh kWh

Peak Loads Heating (06:00 Jan. 13): Cooling (20:00 Apr. 01):

0.77 1.50

kW kW

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 3.58 - 3.58

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

0.00 0.00

kWh kWh

Peak Loads Heating (01:00 Jan. 01): Cooling (01:00 Jan. 01):

0.00 0.00

kW kW

002 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

7.02 5.61 10.09 12.35 6

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (10:00 Jan. 14): Annual Mean: Max. (20:00 May. 28):

16.50 29.97 41.83

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

8 6612

hrs/a hrs/a


002 New Thermal Block Energy Balance Lighting and Equipment

Supplied Energy per Week

15.3 10

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

6.1 kWh/a

Added Latent Energy 14.2 kWh/a

Human Heat Gain

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 30.52, Avg: 26.83

13

Internal temperature range

49.2 kWh/a

230.4 kWh/a

0 52 [kWh] 0

Transmission 1.8 kWh/a

Transmission 26.3 kWh/a

10

0

75.0 kWh/a

Infiltration

5

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Ventilation

197.2 kWh/a

24 [Hrs] °C 30

001 New Thermal Block - December 1

Emitted Energy per Week

°C 30

20

10

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

20

Internal result temperature Min: 20.68, Max: 24.06, Avg: 22.34

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

10

Internal temperature range

Internal result temperature Min: 24.66, Max: 25.00, Avg: 24.97

0

Daily Temperature Profile 001 New Thermal Block - March 1

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

Solar Gain

5 1

°C 40

001 New Thermal Block - September 1

0

2

4

6

Internal temperature range

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C

002 New Thermal Block - March 1

40

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

26

Internal result temperature Min: 27.73, Max: 30.83, Avg: 29.46

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

13

Internal temperature range

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 29.29, Avg: 26.30

0

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

001 New Thermal Block - June 1

26

0 13

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs]

Internal temperature range

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs]


°C 40

002 New Thermal Block - June 1

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

26

Internal result temperature Min: 30.04, Max: 34.82, Avg: 32.43

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

002 New Thermal Block - September 1

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 30.06, Max: 35.45, Avg: 32.75

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - December 1

20

Internal result temperature Min: 22.25, Max: 24.99, Avg: 23.33

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

24 [Hrs]

Durante la simulación se observarios varios puntos, entre ellos que los valores U de el edificio son adecuados, a excepción del firme, ya que supera los 5 puntos. Se observa ganancia de calor por el Sol, pero el punto crítico e la transmición termica que recive el edificio, ya que es alto en los meses con disconfort por calor. De esta manera al ocupar sistemas mecánicos, se incrementa el uso de aire acondicionado justo en los meses en donde la transmición térmica es más alta. Existe una correcta ventilación dentro del edificio. En la zona 1 de la casa (cocina, comedor, sala y dormitorio) en marzo se mantiene en la zona de confort, en junio está ligeramente caliente por las tardes, igual que en septiembre. En diciembre se mantiene dentro de la zona de confort. En la zona 2 del edificio (baño) en marzo está por encima de la zona de confort, al igual que junio y septiembre, y diciembre está dntro de la zona de confort


propuestas de mejora Se propone principalmente cambiar las ventanas curvas, por unas que si se puedan abatir, lo cual implica cambiar los muros curvos por unos rectos, debido a que es deficiente la ventilación cruzada, además se recomienda añadir otra ventana y proteger aquellas que reciben mayor radiación en meses con disconfort por calor. También se recomienda hacer más gruesos los muros exteriores debido a que la transmición térmica es muy elevada, lo mismo sucede con el firme de concreto. El objetivo es combatir el disconfort por calor y la falta de ventilación generada por la humedad del sitio.

propuesta final


/.propuesta final

planta arquitectónica

En la ventana nor-oeste, existe un mes en dode está alta la radiación (septiembre), pero debido a que es la ventana del baño, no se considera un elemento que genere disconfort por calor, además de que está protegida por la celosía de carrizo con bambú.


/.propuesta final

En la ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, esto se logró gracias a la cubierta voladiza que genera sombra y protege a la ventana, de manera que recibe radiación solo cuando es necesario y nunca existe un momento de disconfort por calor.

En la segunda ventana este, se logró una mejora considerable ya que con la cubierta voladiza se logró que se protegiera un poco la ventana, y aún existen momentos altos de radiación pero mucho menores a la prueba anterior.


/.propuesta final

En la segunda ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, y como es el caso anterior, existen meses con mucha radiación pero gracias a la protección adicional externa, se puede regular para no tener disonfort por calor en ningún momento del año.

En la ventana este la radiación se mantiene constante baja, lo cual es muy benéfico para la cocina, existe un mes (julio) en donde es ligeramente alta, pero debido a que ésta ventana contiene una protección adicional, no se recomienda cambiar ni agregar nada.


Key Values General Project Data Project Name: City Location: Latitude: Longitude: Altitude: Climate Data Source: Evaluation Date:

propuesta final 21° 16' 11" N 99° 2' 31" W 902.00 m 12_NEBLINAS-hour.epw 30/11/2016 08:34:55 p. m.

Building Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: External Envelope Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

39.81 34.80 38.96 75.91 6

Building Shell Performance Data Infiltration at 50Pa: 2.56

m² m² m² m³ % ACH

Heat Transfer Coefficients Building Shell Average: Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.00 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 -2.11 - 3.48

[W/m²K]

Specific Annual Values Net Heating Energy: Net Cooling Energy: Total Net Energy: Energy Consumption: Fuel Consumption: Primary Energy: Fuel Cost: CO2 Emission:

1.95 122.99 124.94 253.92 179.74 479.70 -49.05

kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a GBP/m²a kg/m²a

Degree Days Heating (HDD): Cooling (CDD):

627.20 4292.22

Project Energy Balance Lighting and Equipment 264.3 kWh/a

Added Latent Energy 88.2 kWh/a

Human Heat Gain 1424.9 kWh/a

Service Hot-Water Heating 4168.6 kWh/a

Solar Gain

Supplied Energy per Month

975.6

67.7 kWh/a

750

Ventilation

284.9 kWh/a

500

Infiltration

18.4 kWh/a

250 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun.

informe de simulación y análisis térmico y energético de la prepropuesta

Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.

806.9 kWh/a

Heating

0 [kWh] 0

Transmission

2006.1 kWh/a

Transmission 199.8 kWh/a

250

Infiltration

500

Ventilation

750

Sewage

15.3 kWh/a 466.4 kWh/a 4168.6 kWh/a

Cooling

Emitted Energy per Month

4279.5 kWh/a

Thermal Blocks Thermal Block 001 New Thermal Block 002 New Thermal Block

Total:

Zones Assigned 1 1

2

Operation Profile interior baño

Gross Floor Area m² 32.44 7.36

Volume m³ 64.28 11.63

39.81

75.91


/.propuesta final 002 New Thermal Block Energy Balance Lighting and Equipment

001 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio: Internal Temperature Min. (02:00 Jan. 13): Annual Mean: Max. (19:00 May. 28): Unmet Load Hours Heating: Cooling:

32.44 29.51 29.08 64.28 7 18.00 24.37 26.14 0 3

m² m² m² m³ % °C °C °C hrs/a hrs/a

5.8 kWh/a

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings: Annual Supplies Heating: Cooling: Peak Loads Heating (06:00 Jan. 13): Cooling (16:00 Apr. 07):

U value 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 2.11 - 3.13 67.73 4279.54 0.39 1.50

[W/m²K]

7.36 5.29 9.88 11.63 4

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (06:00 Jan. 16): Annual Mean: Max. (20:00 May. 28):

15.05 24.35 29.64

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

100 3465

hrs/a hrs/a

13.4 kWh/a

9

Human Heat Gain 46.3 kWh/a

Solar Gain

5

104.1 kWh/a

2.5

kWh kWh

1

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

kW kW

0 52 [kWh] 0

Ventilation 0.0 kWh/a

Infiltration

0.0 kWh/a

Transmission 147.9 kWh/a

2.5

Infiltration

5

Ventilation

0.1 kWh/a

22.9 kWh/a

7.5

002 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

Added Latent Energy

Supplied Energy per Week

Emitted Energy per Week

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 3.48 - 3.48

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

0.00 0.00

Peak Loads Heating (01:00 Jan. 01): Cooling (01:00 Jan. 01):

0.00 0.00

Daily Temperature Profile °C

001 New Thermal Block - March 1

30

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

kWh kWh

20

Internal result temperature Min: 24.47, Max: 25.00, Avg: 24.95

kW kW

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

001 New Thermal Block - June 1

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 25.00, Avg: 25.00

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

24 [Hrs]


/.propuesta final °C

001 New Thermal Block - September 1

40

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 25.01, Avg: 25.00

13

Internal temperature range

°C

002 New Thermal Block - June 1

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

0

2

4

Internal result temperature Min: 21.05, Max: 23.39, Avg: 22.33

10

Internal temperature range

8

10

12

14

16

18

20

22

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

0

2

4

Internal result temperature Min: 23.12, Max: 24.14, Avg: 23.71

10

Internal temperature range

8

10

12

14

16

18

20

22

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs]

13

Internal temperature range

24 [Hrs]

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 22.34, Max: 23.21, Avg: 22.77

13

Internal temperature range

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - December 1

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

20

6

0 0

Internal result temperature Min: 23.40, Max: 24.23, Avg: 23.81

0

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - March 1

26

°C 40

002 New Thermal Block - September 1

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

20

6

0 0

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

0

24 [Hrs] °C 30

001 New Thermal Block - December 1

40

20

Internal result temperature Min: 18.99, Max: 20.11, Avg: 19.53

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

24 [Hrs]


En el segundo análisis se puede observar una gran mejoría respecto a la radiación en las ventanas y las sombras generadas en las fachadas. También bajó la intensidad de la transferencia térmica ya que se decidió ensanchar los muros y aumentar el espesor del firme. Un factor importante fue el uso de materiales resistentes al calor, ya que el tipo de clima exige resistencia a las altas temperaturas y sobre todo a la humedad. Además el uso de estrategias bioclimáticas que fueron escenciales para optimizar el confort interno del edificio.

Book final  
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