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AlveolO Proyectos de arquitectura paramétrica 2011 / Jose Ballesteros Paula Montoya / Carmen Mazaira / Álvaro Castro / Roberto Molinos

AlveolO2 : Alejandro Dones - Mar Garrido - Hector Herrero - Lucía Martín Antonio Obrist - Mikela de Tchaves

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Situación nudo SUR M-30

El intercambiador de vehículos se sitúa en el nudo Sur, el encuentro entre la M-30 y la A-4, que conecta Madrid con Andalucía.

Pa

rq ue

tr

4

M-30

A-

Nudo SUR M-30/A-4

El propósito del proyecto consiste en dotar a este lugar de un intercambiador y productor de energía donde los coches de combustión se cambian por coches eléctricos y donde los conductores de coches eléctricos pueden cargar sus baterías y continuar su trayecto. Un proyecto que a su vez intercambia el CO2 de los coches por el oxígeno mediante mecanismos naturales y artificiales que filtran y purifican el aire contaminado. Es decir, un proyecto que se comporta como un alveolo pulmonar, un lugar de intercambio, oxigenación y productor de energía.

en

El parque es un pulmón verde para la ciudad, un lugar oxigenado y silencioso que contrasta con la contaminación del aire y acústica que generan los vehículos que circulan por las vías.

Ti er no

Ga lv án

Nos centramos en la zona delimita por el parque Tierno Galván y una zona ferroviaria de mercaderías.

N

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Preexistencias+objetivos Objetivos

zo

zo

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ox

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ig

ig

en

en

ad

a

ad

a

Preexistencias

zona contaminada

zona oxigenada

Transformación de espacios intersticiales en conectores e intercambiadores con función oxigenadora Zonas oxigenadas Zonas de intervención --> Oxigenación

Zonas contaminadas

Transformación de espacios residuales en parque. Extensión sur del parque Tierno Galván

Conexión peatonal entre Parques a través de alveolos atmosféricos que filtran y purifican el aire

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Función alveolar “Alveolo Pulmonar” El alveolo pulmonar es la unidad básica del sistema respiratorio. Están ubicados en las terminaciones de los bronquiolos y realizan el intercambio de gases entre el aire inspirado y la sangre. Son, básicamente, sacos de aire en los pulmones donde se produce el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono.

Intercambio de gases 2

OC 2

Vaso sanguíneo 2

OC 2

O

OC 2 2

OC

2

OC

2

O 2

2

O

Alveolo pulmonar

O 2

O 2

Tejido alveolar Los alveolos son estructuras huecas, aproximadamente hemisféricas, de 250 mm de diámetro, cuyo contenido aéreo está en permanente renovación y en el espesor de cuyas paredes circula sangre a través de una densa malla capilar.

Función oxigenadora La sangre que circula constantemente por los capilares alveolares extrae el oxígeno del aire alveolar y lo carga de CO2 de manera que es necesario que este aire se renueve constantemente

O

O

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Campos alveolares Construcciones alveolares con vasos de pl谩stico de diferentes medidas y agrupaciones. Instalaciones alveoloares a partir de un mismo material u objeto que, mediante su agrupaci贸n y deformaci贸n crean campos alveolares,ligeros y transpirables. Artista: Tara Donovan

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Arquitectura alveolar Tejido Alveolar

Funci贸n Oxigenadora

Nubes de vapor y agua

Estructura alveolar

Rolex Center. Lausanne SANAA, 2004-2010

Eco Boulevard Vallecas. Ecosistema Urbano, 2004-2005

Rolex Center. Lausanne SANAA, 2004-2010

Water Cube. Beijing PTW Architects, 2004-2007

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Programa

FILTRADOR + PURIFICADOR AIRE

Alveolos Atmosféricos

Conexión peatonal en tejido alveolar Extensión Parque Tierno Galván hacia el sur Coches de Combustión --> Coches Eléctricos

Aparcamiento

INTERCAMBIADOR

Red de servicios

Recarga de baterías de coches eléctricos

Producción Energía Electrica

CAPTADOR SOLAR Envolvente Captadora

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// Intercambiador en el nudo Sur de la M-30

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Implantación + Programa

Márgenes de la M-30 atractores de vehículos Programa: * Aparcamiento-intercambiador para coches eléctricos y de combustión

Espacios intersticiales Programa: * Conectores peatonales (alveolos) entre parques (pulmones. * Recarga rápida de baterías eléctricas en planta baja * Filtradores y purificadores del aire * Productores de energía.

Con la función de filtrado e intercambio de gases, coches contaminantes por eléctricos y la conexión de parques (pulmones) mediantes conectores alveolares, las vías se límpian y se reduce el nivel de contaminación.

Los alveolos se sitúan en los espacios entre vías. Su dimensión y forma final vienen determinadas por la evaluación solar y la evaluación de las conexiones entre alveolos, obteniendo un rendimiento solar óptimo y las conexiones más rápidas entre ellos.

Obtención de espacios alveolares en membrana elástica

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Organización Alveolar Definiciones Alveolos Intercambiadores

Intercambiador de coches de combustión por coches eléctricos

Definición: Aparcamiento automático para el intercambio de coches de combustión por coches eléctricos.

Conexión petatonal entre el parque Tierno Galván con su extensión en el lado sur

Alveolos Atmosféricos Definción: - Conexión peatonal entre el parque Tierno Galván y su extensión Sur. - Captadores de energía solar y productores de energía eléctrica para consumo propio. - Filtradores del aire contaminado.

Superficie libre entre vías

Concexiones Alveolares Definción:

N Organización Alveolar E: 1/1.500

- Conexiones peatonales entre alveolos y salvando distancias entre vías.


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Organización Alveolar (2) + Parámetros Parámetros Alveolos Intercambiadores

Estaciones de carga de baterías eléctricas + Depósitos de Agua + Alveolos de Servicio + Autolavado de Coches

Parámetros a evaluar: -

Superficie en planta Altura Capacidad para coches Radiación Solar

Alveolos Atmosféricos Parámetros a evaluar: -

Superficie libre entre vías Distancia entre alveolos Altura Inclinación Radiación Solar Contaminación del aire

Concexiones Alveolares Parámetros a evaluar:

N Organización Alveolar Nivel 0 E: 1/1.500

- Distancia entre alveolos - Perpendicularidad a las vías


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Definición GRASSHOPPER

Definción del Proyecto Grasshopper Introducimos los parámetros mencionados anteriormente para la definición de Grasshopper del Intercambiador Alveolar.

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Organización Alveolar (2) + Parámetros

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Definición Alveolar Nivel 2

Captador de Radiación Solar + Filtro Aire Contaminado

Suministro Energía Eléctica + Depósito de agua

Evaluación

Captador El nivel superior del alveolo varía en altura, inclinación y orientación dependiendo de las condiciones atmosféricas de cada alveolo.

Nivel 1 Microclima Alveolar El recorrido peatonal entre parques y aparcamientos se realiza a través de alveolos atmosféricos. Éstos filtran y purifican el aire contaminado y crean microclimas según las condiciones de su ubicación.

Nivel 0 Recarga Batería Eléctrica La energía que se produce en los niveles 1+2 es reconducida al nivel 0 para la recarga de baterías de los coches eléctricos. En este nivel también hay depósitos de agua pluvial que abastecen los alveolos atmosféricos.

de

cada uno de los alveolos dependiendo de las características térmicas del entorno. Éstas determinan la altura, inclinación y orientación óptimas. La piel captadora (tejido alveolar) produce energía eléctrica para cargar las baterías de los coches eléctricos.

A través del nivel 1 se filtra y purifica el aire a través de mecanismos naturales y artificiales

El nivel 1 tiene una altura variable que va de 3m a 5m.

El nivel 2 tiene una altura variable que va de 3m a 6m y su orientación varía dependiendo de las características termodinámicas de cada alveolo.

Orientación norte para alveolos de microclima frío. Mayor superficie captadora solar.

Orientación sur para alveolos de microclima cálido. Mayor entrada de luz en el interior.

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Definición Alveolar (2) 2) MECANISMOS

DATOS CLIMÁTICOS

DEFINICIÓN ALVEOLAR

Vegetación - Enredaderas y Redes trepadoras vegetales. - Mallas de sombras - Sistemas de riego por aspersión - Especies vegetales

Alveolo floral Temperatura: 5º-25º Humedad: 40-70% Alveolo Verde Temperatura: 15º-25º Humedad: 50-80% Alveolo Selvático Temperatura: 20º-30º Humedad: 50-80%

Orientación: Sur-Oeste Inclinación: 45º-65º Altura N1(hN1): de 3m a 5m Altura N2(hN2): de 3m a 5m Porcentaje de Reducción de la cubierta: 35-60% Tamaños S-M-L: S · Floral M · Verde L · Selvático

Aire - Ventiladores - Efecto Venturi - Mecanismos hinchables

Alveolo Ventoso Temperatura: 15º-27º Humedad: 40-80%

Orientación: Inclinación: Altura N1(hN1): Altura N2(hN2): Porc. Reduc.:

Norte 25º-40º de 3m a 4m de 3m a 5m 25-40%

- Ventiladores - Aspersores - Surtidores de agua - Proyectores de Pompas de jabón

Alveolo Nube Temperatura: 15º-35º Humedad: 80-100% Alveolo Burbuja Temperatura: 15º-25º Humedad: 60-100%

Orientación: Inclinación: Altura N1(hN1): Altura N2(hN2): Porc. Reduc.:

Norte* 50º-75º de 3m a 3,5m de 3 a 5m 30-70%

Alveolo Charco Temperatura: 12º-27º Humedad: 70-90%

Orientación: Inclinación: Altura N1(hN1): Altura N2(hN2): Porc. Reduc.:

Aire + Agua

Agua - Surtidores de agua - Suelo con relieve con zonas inundables

Tamaños S-M-L: S · Burbuja M · Nube Todas No 3m 3m 0-30%


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Ubicación Alveolar Criterios de Ubicación: Alveolo Vegetal Niveles de contaminación

Alveolo Aire

Alveolo Agua

Nivel Contaminación

ALTO

MEDIO

BAJO

Nivel Radiación

ALTO

MEDIO

BAJO

Niveles de radiación w/m2 w/m2

Alveolos Vegetales Alveolos Aire Alveolos Agua

Alveolo Vegetal

Se sitúan en las zonas con máxima contaminación debido a la función filtradora de la vegetación y de radiación solar por su necesidad del sol para la fotosíntesis.

Alveolo Aire

Se sitúan en las zonas con niveles medios de radiación y contaminación ya que después del alveolo vegetal es el de mayor función filtradora a través de mecanismos artificiales.

Alveolo Agua

Encuentran su posición en zonas de baja radiación y contaminación debido a su menor implicación filtradora y captadora.


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Ubicaci贸n Alveolar (2)

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Alveolos Termodinámicos Alveolo Vegetal - Enredaderas y Redes trepadoras vegetales. Mecanismo natural de absorción de CO2 y obtención de O2

Alveolo Agua

- Suelo con relieve con depresiones inundables

- Mecanismos de riego por aspersión

Alveolo Aire+Agua - Ventiladores filtradores del aire contaminado.

- Aspersores y proyectores de pompas de jabón

- Surtidores de agua + Aspersores

- Apertura en planta que permite el paso del aire contaminado proveniente del nivel inferior para filtrarlo a través de mecanismos naturales y artificiales

Piel captadora + filtradora

- Depósito de agua pluvial. Ésta es bombeada hasta el nivel 1 para el funcionamiento de aspersores, proyectores de pompas de jabón y ventiladores integrados en el suelo

- Piel captadora solar. Placas fotovoltaicas hexagonales que se orientan al sol para su óptima captación. Los paneles orientados a norte son fijos y su composición permite el filtrado del aire contamidado

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Envolvente Captadora + Filtradora Envolvente Alveolar Captadora

Emvolvente Alveolar Captación Solar + Filtrado

Subtestructura para envolvente alveolar

La envolvente de los alveolos atmosféricos está compuesta por paneles hexagonales con misión captadora y filtradora. En la orientación SUR, los paneles son fotovoltaicos. La arista superior de cada panel es el contacto con la subestructura y permite el giro del mismo para orientarse al sol y obtener la mayor superficie captadora según el momento del día y la estación del año. Filtradora En la orientación NORTE, los paneles son filtradores. Su composición material permite el fitrado del aire contaminado que pasa a través de ellos. A diferencia de los paneles captadores, éstos se mantienen fijados a la subestructura sin permitir movimiento alguno.

Estructura Portantes

Paneles Captadores Orientables

Paneles Filtradores Fijos

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Envolvente Captadora+Filtradora Panles Filtradores - Posición Fija Orientación Norte - Paneles hexagonales filtradores de aire contaminado a través del paso del aire por la superficie del panel.

Envolvente Alveolar Composición de los paneles:

Filtradora + Captadora

Paneles Captadores- Posición Móvil Los paneles orientados a Sur, se orientan para obtener una mayor captación solar y por lo tanto un mayor rendimiento energético.

Posición de los paneles:

Orientación Sur Invierno - Paneles hexagonales captadores solares con menor inclinación en invierno.

Orientación Sur Verano - Paneles hexagonales captadores solares con mayor inclinación en verano.

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Alveolos Intercambiadores PROTOTIPO FINAL Evaluación Inclinación Paneles Grado de inclinación de los paneles para su óptima captación solar

2011

proyectos de arquitectura parametrica

ficha de resultados ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

Invierno 6,3º Verano 22,92º VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 2,94 2 Superficietotalenvolvente(m ) 302,12 DATOSDEVERANO Superficieensombra(m2) 31,71 2

Superficieensol(m ) INVIERNO

270,41 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 82981,25 DATOSDEINVIERNO 2 Superficieensombra(m )

36,22 2

Superficieensol(m ) 265,90 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 70017,46

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Evaluación Solar

Alveolos Intercambiadores Tangentes a las vías más extremas se sitúan los Alveolos Intercambiadores de coches de combustión por coches eléctricos. Su funcionamiento es automático y consiste en una estructura de almacenaje de vehículos a modo de estanterías. El coche de combustión es dirigido a través de una plataforma móvil, desplazado y elevado hasta ser colocado en un estante libre.

Esquema en planta del sistema automatizado: Datos Proyecto Nº de coches aparcados: 3.120 Altura Alveolos: 27 m. (11 niveles) Altura Nivel 0: 3,5m. Altura Nivel Nivel 1-11: 2,30m.

Coches eléctricos Plataforma móvil Coches de combustión

Nivel 1 - Nivel 11 Almacenaje Una estructura a modo de estantería para coches sirve para almacenarlos en el interior del alveolo, reduciendo el tiempo de aparcado y optimizando el número de cohes aparcados. Los coches son recogidos por una plataforma móvil que los desplaza y eleva hasta colocarlos en una estantería libre.

Nivel 0 Nivel de acceso El coche de combustión llega al alveolo intercambiador, se aparca y se obtiene en su lugar un coche eléctrico con el que continuar el trayecto por el centro de Madrid, reduciendo los niveles de contaminación.

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Vista general del conjunto

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Evaluaci贸n Solar

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Evaluaci贸n Solar

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Evaluación Solar

Evaluación 1 Datos Proyecto

2011

proyectos de arquitectura parametrica -Alveolos Atmosféricos

ficha de resultados ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

Nº: 9 Altura: de 12 a 17m

-Alveolos Intercambiadores: Nº: 4 Altura:

12m

VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 2,24 2 Superficietotalenvolvente(m ) 41426,30 DATOSDEVERANO

-Conexiones Alveolares: Nº: 12

Superficieensombra(m2) 19422,36 2

Superficieensol(m ) INVIERNO

21787,52 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 5632208,34 DATOSDEINVIERNO 2

Superficieensombra(m ) 22970,03 2

Superficieensol(m ) 18239,86 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 3691530,47


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Evaluación Solar

Evaluación 2 Datos Proyecto

2011

proyectos de arquitectura parametrica -Alveolos Atmosféricos

ficha de resultados ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

Nº: 11 Altura: de 12 a 17m

-Alveolos Intercambiadores: Nº: 4 Altura: 12m

VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 2,41 2 Superficietotalenvolvente(m ) 65067,07 DATOSDEVERANO

-Conexiones Alveolares: Nº: 16

Superficieensombra(m2) 32170,88 2

Superficieensol(m ) INVIERNO

32873,73 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 9133663,01 DATOSDEINVIERNO 2

Superficieensombra(m ) 36810,75 2

Superficieensol(m ) 28233,86 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 5827061,74

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Evaluación Solar

Evaluación 3 Datos Proyecto

ficha de resultados ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

Nº: 14 Altura: de 12 a 17m

-Alveolos Intercambiadores: Nº: 4 Altura: 12m

2011

proyectos de arquitectura parametrica

-Alveolos Atmosféricos

VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 2,88 2 Superficietotalenvolvente(m ) 89664,46 DATOSDEVERANO

-Conexiones Alveolares: Nº: 20

Superficieensombra(m2) 44574,95 2

Superficieensol(m ) INVIERNO

45037,09 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 12467239,51 DATOSDEINVIERNO 2

Superficieensombra(m ) 52952,81 2

Superficieensol(m ) 36659,23 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 7875926,91

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Evaluación Solar

Evaluación 4 Datos Proyecto

ficha de resultados ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

Nº: 14 Altura: de 12 a 17m

-Alveolos Intercambiadores: Nº: 4 Altura: 81m

2011

proyectos de arquitectura parametrica

-Alveolos Atmosféricos

VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 3,06 2 Superficietotalenvolvente(m ) 191847,31 DATOSDEVERANO

-Conexiones Alveolares: Nº: 20

Superficieensombra(m2) 97515,92 2

Superficieensol(m ) INVIERNO

94003,97 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 19785424,11 DATOSDEINVIERNO 2 Superficieensombra(m )

110499,45 2

Superficieensol(m ) 81020,44 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 14432668,64

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Evaluación Solar PROTOTIPO FINAL Evaluación 5 Datos Proyecto

2011

proyectos de arquitectura parametrica

-Alveolos Atmosféricos

ficha de resultados

Nº: 14 Altura: de 12 a 17m

ensayosderadiacion OBJETIVOVERANO obtenerlamaximaexposicionalsolytambienunprocedimientodinamicoparaobtenerlamaximasombra obtenerlamaximacantidaddeenergia OBJETIVOINVIERNO obtenerlamaximaexposicionalsolsobrelaenvolventedeledificio

-Alveolos Intercambiadores: Nº: 4 Altura: 27m

VERANO

(Consideramossuperficieensombralaquetieneunairradiancia<20W/m2) DATOSDELEDIFICIO Ͳ1

compacidad(V/Am ) [C>2=Buena] 3,03 2 Superficietotalenvolvente(m ) 107365,95 DATOSDEVERANO

-Conexiones Alveolares: Nº: 20

Superficieensombra(m2)

-Superficie Total:

53474,09 2

Superficieensol(m )

7.264 m2 PROTOTIPO FINAL: Con Alveolos Intercambiadores de 27m de altura, los alveolos atmosféricos siguen recibiendo radiación solar. Con estos parámetros obtenemos un buen nivel de radiación solar en los alveolos atmosféricos para un mayor nº de coches aparcados.

INVIERNO

53792,55 Radiacionsobrepanelessolaresel31dejulio(W) 13602127,57 DATOSDEINVIERNO 2 Superficieensombra(m )

62507,92 2

Superficieensol(m ) 44758,73 Radiaciontotalsobreeledificioel12defebrero(W) 8880793,79

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