Techo plantado como dispositivo de climatización pasiva en el trópico.

Resumen

Se determina el comportamiento térmico de un prototipo experimental de techo plantado, que pueda ser instalado sobre sistemas de cubiertas inclinadas en láminas onduladas de fibrocemento, ampliamente utilizas en nuestro medio. La investigación demostró las ventajas del uso de los techos plantados como dispositivos de enfriamiento pasivo, en las condiciones climáticas y meteorológicas específicas de la ciudad de Cali, donde la cubierta representa la mayor fuente de ganancia térmica. Durante la fase experimental, se construyeron un módulo testigo y dos módulos de prueba sobre los cuales se instalaron los prototipos y se registraron periódicamente los valores de temperatura superficial de la envolvente, y de temperatura y humedad relativa del aire exterior e interior. Utilizando un método comparativo, se pudo establecer y cuantificar el efecto positivo del prototipo sobre el comportamiento térmico de la envolvente en las condiciones locales, demostrando su utilidad.

Palabras clave:

Confort térmico Enfriamiento pasivo Sostenibilidad Transferencia de calor Techos verdes

Citas

Akbari, H., Menon, S. y Rosenfeld, A. (2009). Global cooling: increasing world-wide urban albedos to offset CO 2. Climatic Change, 94 (3), 275-286. doi: https://doi.org/10.1007/s10584-008-9515-9

Alexandri, E. y Jones, P. (2008). Temperature decreases in an urban canyon due to green walls ygreen roofs in diverse climates. Building and Environment, 43 (4), 480-493. doi: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.10.055

Ayata, T., Tabares-Velasco, P. C. y Srebric, J. (2011). An investigation of sensible heat fluxes at a green roof in a laboratory setup. Building and Environment, 46 (9), 1851-1861. doi: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.03.006

Bansal, N., Hauser, G. y Minke, G. (1994). Passive building design, a Handbook of Natural Climatic Control. Elsevier Science B. V.

Bell, H. y Spolek, G. (2009). Measured energy performance of greenroofs. Paper presented at the Seventh Annual International Greening Rooftops for Sustainable Communities Conference, Atlanta, GA.

Fajardo Velazco, L. F. (2005). Desempeño costo-beneficio de dos sistemas pasivos de climatización en cubiertas para climas cálidos-subhúmedos (Tesis de maestría). Universidad de Colima, México. Recuperado de http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/resumen.phpID=1566

Feng, C., Meng, Q. y Zhang, Y. (2010). Theoretical and experimental analysis of the energy balance of extensive green roofs. Energy and buildings, 42 (6), 959-965. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.12.014

Gamboa, J. D., Rosillo, M. E., Herrera, C. A., López Bernal, O. e Iglesias García, V. (2011). Confort ambiental en vivienda de interés social en Cali. Cali: Programa Editorial Universidad del Valle.

Gameros González, G. (2007). Agua encapsulada como amortiguador térmico sobre losas de concreto (Tesis de maestría). Universidad de Colima, México. Recuperado de http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/resumen.phpID=1679

González García, S. I. (2011). Estudio experimental del comportamiento térmico de sistemas pasivos de enfriamiento cálido-húmedo (Tesis de maestría). Universidad Internacional de Andalucía, España. Recuperado de http://dspace.unia.es/bitstream/handle/10334/778/0152_Gonzalez.pdfsequence=3

Haro Carbajal, E. T. (2009). Comportamiento de dos tipos de cubiertas vegetales, como dispositivos de climatización para climas cálido sub-húmedos. Universidad de Colima, México. Recuperado de http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/resumen.phpID=1736

Hodo-Abalo, S., Banna, M. y Zeghmati, B. (2012). Performance analysis of a planted roof as a passive cooling technique in hot-humid tropics. Renewable Energy, 39 (1), 140-148. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.07.029

Humphreys, M. A. y Nicol, J. F. (2002). The validity of ISO-PMV for predicting comfort votes in every-day thermal environments. Energy and buildings, 34 (6), 667-684. doi: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(02)00018-X

Jim, C. Y. y He, H. (2010). Coupling heat flux dynamics with meteorological conditions in the green roof ecosystem. Ecological Engineering, 36 (8), 1052-1063. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2010.04.018

Kotsiris, G., Androutsopoulos, A., Polychroni, E. y Nektarios, P. A. (2012). Dynamic U-value estimation and energy simulation for green roofs. Energy and buildings, 45, 240-249. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.11.005

Lazzarin, R. M., Castellotti, F. y Busato, F. (2005). Experimental measurements and numerical modelling of a green roof. Energy and Buildings, 37 (12), 1260-1267. doi: 10.1016/j.enbuild.2005.02.001

Mentens, J., Raes, D. y Hermy, M. (2006). Green roofs as a tool for solving the rainwater runoff problem in the urbanized 21st century? Landscape and urban planning, 77 (3), 217-226. doi: https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2005.02.010

Morales, G. C. B. y Cruz, E. M. G. (2003). Confort térmico en el trópico húmedo: experiencias de campo en viviendas naturalmente ventiladas. Ambiente construido, 3 (2), 47-55. doi: http://www.seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/3450/1869

Niachou, A., Papakonstantinou, K., Santamouris, M., Tsangrassoulis, A. y Mihalakakou, G. (2001). Analysis of the green roof thermal properties and investigation of its energy performance. Energy and buildings, 33 (7), 719-729. doi: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(01)00062-7

Oberndorfer, E., Lundholm, J., Bass, B., Coffman, R. R., Doshi, H., Dunnett, N. et al. (2007). Green roofs as urban ecosystems: ecological structures, functions, and services. Bioscience, 57 (10), 823-833. doi: https://doi.org/10.1641/B571005

Olgyay, V. (1968). Clima y arquitectura en Colombia. Cali: Universidad del Valle.

Onmura, S., Matsumoto, M. y Hokoi, S. (2001). Study on evaporative cooling effect of roof lawn gardens. Energy and buildings, 33 (7), 653-666. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0378-7788(00)00134-1

Osuna Motta, I. (2013). Prototipo de techo plantado como dispositivo de climatización pasiva en Cali (Trabajo de grado). Universidad del Valle, Cali, Colombia.

Parizotto, S. y Lamberts, R. (2011). Investigation of green roof thermal performance in temperate climate: A case study of an experimental building in Florianópolis city, Southern Brazil. Energy and buildings, 43 (7), 1712-1722. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.03.014

Sánchez G. L. H. (1993). Evaluación de un techo estanque como sistema de enfriamiento pasivo en un clima cálido sub-húmedo (Tesis de maestría). Universidad de Colima, México. Recuperado de http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/resumen.phpID=154

Santamouris, M. y Asimakopoulos, D. (1996). Passive cooling of buildings. London: Earthscan/James & James.

Santana, L. M., Escobar, L. A. y Capote, P. A. (2011). Influencia de los cambios de ocupación del suelo de Cali (Colombia), entre 1984 y 2003, en la temperatura de superficie. Ingeniería y Competitividad, 13(1). Recuperado de http://www.redalyc.org/html/2913/291323660011/

Susca, T., Gaffin, S. y Dell'Osso, G. (2011). Positive effects of vegetation: Urban heat island and green roofs. Environmental Pollution, 159 (8), 2119-2126. doi: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.03.007

Tabares-Velasco, P. C. y Srebric, J. (2011). Experimental quantification of heat and mass transfer process through vegetated roof samples in a new laboratory setup. International Journal of Heat and Mass Transfer, 54 (25), 5149-5162. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.08.034

Theodosiou, T. G. (2003). Summer period analysis of the performance of a planted roof as a passive cooling technique. Energy and buildings, 35 (9), 909-917. doi: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(03)00023-9

Tsang, S. y Jim, C. (2011). Theoretical evaluation of thermal and energy performance of tropical green roofs. Energy, 36 (5), 3590-3598. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.03.072

UCLA, E. d. t. (2013). Climate consultant software (Version 5.4). www.energy-design-tools.aud.ucla.edu.

Wong, N. H., Chen, Y., Ong, C. L. y Sia, A. (2003). Investigation of thermal benefits of rooftop garden in the tropical environment. Building and Environment, 38 (2), 261-270. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0360-1323(02)00066-5

Citado por