Caso de Estudio: Simulación Energética de Edificio con Atrio Acristalado en el Altiplano Mexicano

El Edificio Gubernamental en Pachuca, Hidalgo que es objeto de este Caso de Estudio fue seleccionado dado su gran interés y potencial en implementar estrategias de acondicionamiento térmico pasivo. Se realizó un estudio preliminar de Simulación Energética por Computadora y Analisis CFD, con el fin de cuantificar y predecir los flujos de calor y de aire por el interior del edificio, así como identificar las posibles mejoras a implementar y reducir su consumo energético y costos de operación anuales.

Este edificio de oficinas actualmente en operación, presenta problemas de sobrecalentamiento y una alta demanda de energía para climatización.

La principal causa de este sobrecalentamiento es la superficie acristalada que constituye gran parte de los cerramientos del edificio, así como la carencia de ventanas operables o rejillas que posibiliten la ventilación natural. Otra característica destacable es el atrio frontal acristalado orientado al sureste.

Analisis CFD: estratificación del aire en el atrio

El clima en la ciudad de Pachuca, debido a su altitud, de 2400 msnm, presenta grandes oscilaciones entre el día y la noche. Las temperaturas exteriores máximas no sobrepasan los 30°C de promedio en el mes más cálido (mayo).

Obtenido el balance energético de pérdidas y ganancias de calor, se detectan qué estrategias se podrían implementar para mejorar su comportamiento térmico y reducir su demanda de energía para climatización.

Presentación Resumen de los Resultados del Caso de Estudio

Confort Acústico como parte esencial de la Calidad Ambiental Interior

Además de la calidad del aire, que consiste en la proporción adecuada de oxígeno y CO2, y del contenido de vapor adecuado, para una calidad ambiental óptima, es necesario lograr el confort térmico, visual y acústico. El confort visual, según mencionábamos en otro artículo, depende del nivel de iluminación y del acceso a la luz natural. El confort térmico tiene varios parámetros ambientales y personales que podemos medir y evaluar para una sensación térmica neutra, como veremos en otro post; pero hoy me gustaría mencionar el confort acústico, que consiste en la ausencia de ruidos y en unos niveles sonoros aceptables para la actividad que se está desarrollando. En determinados ambientes donde hay mucha aglomeración de personas hablando, también es importante cuidar el tiempo de reverberación, que básicamente depende de la rugosidad y porosidad de las superficies de los acabados (suelo, techo, paredes) con el fin de que el sonido no se amplifique y se convierta en ruido ambiental. Esto ocurre en muchas cafeterías y en algunas aulas o salas de trabajo colaborativo, en colegios y en oficinas.

Algunas normativas, como la Norma Mexicana de Edificación Sustentable (NMX-AA-164-SCFI-2013), prestan mucha atención al confort acústico. Además de referir a la NOM-011-STPS-2001 (actualizada en 2017), fija unos niveles sonoros máximos según el tiempo de exposición al mismo.

En general “el diseño acústico de la edificación debe generar condiciones acústicas que no excedan de 65 decibeles de valor promedio y de 0.5 segundos de tiempo de reverberación”. Además, regula la emisión de ruido en ciertos edificios (como discotecas o salas de fiestas) hacia el exterior, que debe ser ≤ 70 dBA entre las 10 y las 22 horas, ≤ 60 dBA entre las 22 y las 10 horas.

El Código Técnico de la Edificación de España (CTE) cuenta con un Documento Básico de Habitabilidad que aborda el tema de Protección frente al Ruido. Su objetivo es reducir la transmisión del ruido aéreo, del ruido de impactos y del ruido y vibraciones de las instalaciones propias del edificio, así como limitar el ruido reverberante dentro de los espacios habitados (https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/proteccionRuido/DccHR.pdf).

Hoy en día los smartphones son una valiosa herramienta que nos puede ayudar a medir los niveles sonoros a los que estamos sometidos en nuestras actividades rutinarias. Hay aplicaciones gratuitas que se pueden descargar para este fin.