Energy efficiency in sustainable constructions - Orientation due to sunshine in climates of tropical latitudes
DOI:
https://doi.org/10.21704/ac.v83i2.1958Keywords:
architectural sunshine, building orientation, energy efficiency, sustainable constructionAbstract
In the process of designing a building, orientation is one of the criteria used in the approach, which depends on several factors, including solar radiation due to sunlight and climate. During the design process, a pre-design stage and a final design stage are carried out in which it is possible to quantify the results of the energy balance. The objective of the research proposes a method to determine the orientation of a building in tropical climates in order to achieve buildings with energy standards close to zero, with greater energy efficiency. The methodology used is inductive, based on the designer's experience, analyzes questions and induces solutions. It uses the "orthogonal projection of the apparent path of the sun" and the ambient temperature conditions. The result obtained from the investigation offers an application procedure, practical and easy to execute, to be used in the first stage of design, which allows to determine a priori the adequate orientation of the walls and windows of a building to achieve the maximum efficiency of the balance energy for a given climate. The procedure is validated through an energy balance calculation for a prototype in the Peruvian territory.
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References
Aguado, E., & Burt, J.E., (2015). Understanding Weather and Climate, Global Edition. Pearson Eduaction Canada.
Alajmi, A. R., Rodríguez, S & Sailor, D. (2018). Transforming a passive house into a net-zero energy house: a case study in the Pacific Northwest of the US. Energy Conversion and Management. 172, 39-49. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.06.107
Alvarez, D. (2017). Evaluación de la orientación y el ángulo de inclinación óptimo de una superficie plana para maximizar la captación solar en Cuenca Ecuador. Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingeniería Ambiental. Cuenca: Universidad Politécnica Salesiana. 116 p. accesado 26/12/2022. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/14 458/1/UPS-CT007120.pdf
Alvarez, D. (2017). Evaluación de la orientación y el ángulo de inclinación óptimo de una superficie plana para maximizar la captación solar en Cuenca Ecuador. Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingeniería Ambiental. Cuenca: Universidad Politécnica Salesiana. 116 p. accesado 26/12/2022. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/14458/1/UPS-CT007120.pdf
Ambrosio, F., Cereghetti, J., & Girold, G. (2016). Simulador de trayectoria solar. Informe técnico. Instituto de ciencias Sociales y disciplinas proyectuales. Buenos Aires: Universidad Argentina de la Empresa- Facultad de Arquitectura y Diseño. 20 P. https://docplayer.es/81948507-Universidad-argentina-de-la-empresa-facultad-de arquitectura-y-diseno.html
Arias, R. M., Mader, T.K & Escobar, P.C. (2008). Factores climáticos que afectan el desempeño productivo del ganado bovino de carne y leche. Archivos de medicina y veterinaria, 40(1), 7-22. http://doi.org/10.4067/S0301-732X2008000100002
Chávez Del Valle, F. (2002). Zona variable de confort térmico. Tesis doctoral, Universitat Politécnica de Catalunya. 182p. Accesado 26/12/2022. http://hdl.handle.net/2117/93416
Colclough S, K., Kinnane, O., Hewitt, N. & Griffiths, P. (2018). Investigation of nZEB social housing built to the Pasive House standart. Energy and Building, 179, 344-359. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.06.069
D´Amanzo, M. M., Mercado, M. & Ganem, C. (2020). 10 Preguntas de los edificios energía cero: revisión del estado del arte. Hábitat Sustentable, 10, 24 - 41. http://dx.doi.org/10.22320/07190700.2020.10.02. 02
Dalbem, R. G. Grala da Cunha, E., Vicnete, R., Figueiredo, A., Oliveira, R. & Silveira, A. (2019). Optimisation of a social housing for south of Brazil: From basic performance standard to passive house concept. Energy, 167, 1278-1296. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.11.053
Dalbem, R., Knop, S., Grala da Cunha, E., Oliveira, R., Rodrigues, F. & Vicente, R. (2016). Verification of the Passive House Concept to the south of Brazil climate. Journal of Civil Engineering and Architecture, 10, 937-945. https://doi.org/10.17265/1934-7359/2016.08.010
Domingo, A. (2011). Apuntes de transmision del calor. Madrid: Universidad Politecnica de Madrid. Accesado 26/12/2022. https://oa.upm.es/16570/2/amd-apuntes-transmision-calor-v2.4.pdf
Fokaides, P. A., Christoforou, E., Ilic, M., & Papadopoulos, A. (2016). Performance of a Passive House under subtropical climatic conditions. Energy and buildings, 133, 14-31. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.09.060
Giraldo, J.D., & Arango, J.P. (2020). Proceso de optimización en el diseño de sistema de calefacción solar pasivo. Revista Técnica “energía", 16(2), 100-110. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v16.n2.20 20.357
Gómez, A. (2018). Sol y arquitectura. Universidad Ricardo Palma. Artículos académicos y de investigación, 131, 1-21. https://arquitectoalejandrogomezrios.com/fm/publ icaciones/articulos/2017- 12%20Revista%20Sol%20y%20Arquitectura/Rev istaSolArquitectura.pdf
Gómez, A. (2019). Reflexiones sobre la Reflexión Solar, en Lima. Universidad Ricardo Palma. Artículos Académicos y de Investigación, 139, 1- 12 https://arquitectoalejandrogomezrios.com/fm/publ icaciones/articulos/2018- 09%20Articulo%20Reflexion%20Solar/reflexion solar.pdf
Gracia-Sánchez, E. I., Vargas-Canales, J. M., Palacios-Rangel, M. I., & Aguilar-Ávila, J. (2018). Sistema de innovación como marco analítico de la agricultura protegida en la región centro de México. Cuadernos de Desarrollo Rural, 15(81), 93-116. https://doi.org/10.11144/javeriana.cdr15- 81.sima
Guillen, V. (2014). Metodología de evaluación de confort térmico exterior para diferentes pisos climáticos en Ecuador. In Proceedings of the Congreso Nacional del Medio Ambiente. Madrid: CONAMA. 13 p. https://www.researchgate.net/publication/308229 797
Hernández-Sampieri, R., Fernández Collado, C., & Baptista Lucio, P. (2014). Metodología de la investigación, 6° Ed. México: McGraw-Hill Interamericana. https://www.uca.ac.cr/wpcontent/uploads/2017/10/Investigacion.pdf
Hernández, J., Escobar, I., & Castilla, N. (2001). La radiación solar en invernaderos mediterráneos. Horticultura, 157, 18-27. http://www.horticom.com/pdf/h157_8.pdf
Instituto de tecnologías educativas [ITE]. (2019). Efecto del ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la irradiancia. Lección 2. Flujos energía entre el sol y la tierra. Ministerio de Educación, Gobierno de España. Obtenido 20/02/2019 https://fjferrer.webs.ull.es/Apuntes3/Leccion02/11 _efecto_del_ngulo_de_incidencia_de_los_rayos_s olares_sobre_la_irradiancia.html
Junta del acuerdo de Cartagena. (1980). Cartilla de construcción con madera. Lima-Perú: Junta del Acuerdo de Cartagena. http://hdl.handle.net/20.500.12324/29401
Krarti, M. (2018). Optimal Design and Retrofit of Energy Efficient Buildings, Communities, and Urban Centers. Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/C2016-0-02074-0
León, F. (2017). La temperatura mínima llega con los primeros rayos de Sol. Meteored tiempo.com. Obtenido 30/11/ 2017 https://www.tiempo.com/noticias/divulgacion/la temperatura-minima-llega-con-los-primeros-rayos-de-sol.html#:~:text=Los%20t%C3%A9cnicos%20en %20meteorolog%C3%ADa%20lo,el%20Sol%20s e%20hace%20visible.
Lezcano, M., Rodríguez, Y., Ramos, Y., & Perén, J. I. (2020). Evaluación de la proyección de las sombras en edificios ubicados en calle 50 en ciudad de Panamá y su importancia para generar áreas verdes en el espacio público. SusBCity, 2(1), 18-23. Recuperado a partir de https://revistas.up.ac.pa/index.php/SusBCity/articl e/view/1164
Matas, A. (2018). Diseño del formato de escalas tipo Likert: un estado de la cuestión. Revista electrónica de investigación educativa. 20(1), 38- 47. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_ arttext&pid=S1607-40412018000100038
Ministerio de Educación [MINEDU]. (2008). Guía de aplicación de arquitectura Bioclimática en locales educativos. Lima-Perú: Oficina de infraestructura educativa. https://www2.congreso.gob.pe/sicr/cendocbib/con 4_uibd.nsf/9A45F1BED1AB7C6705257CCA005 50ABD/$FILE/GuiaBioclim%C3%A1tica2008.pd f
Murillo, G., & Rubio, C. (2017). Incidencia de la orientación como estrategia bioclimática en la arquitectura vernácula: caso de estudio Barichara, Colombia. Tesis (Magister en Hábitat Sustentable y Eficiencia Energética). Chile: Universidad del Bio-Bio, Facultad de Arquitectura, Construccion y Diseño. http://repobib.ubiobio.cl/jspui/handle/123456789/ 3804
MVCS Ministerio de Vivienda. (2014). Norma EM-110 - Confort térmico y Lumínico con eficiencia Energética- DS 006-2014. Reglamento Nacional de Edificaciones RNE. Lima, Perú. https://cdn.www.gob.pe/uploads/document/file/26 86426/EM.110%20Confort%20T%C3%A9rmico %20y%20Lum%C3%ADnico%20Con%20Eficie ncia%20Energ%C3%A9tica.pdf?v=1641411379
Pérez Martínez, M., Morales Rodríguez, I., & Castro, E. (2017). La hora solar pico equivalente. Definición e interpretación. Ingeniería Energética, 38(2), 124-131. Recuperado en 06 de enero de 2023, de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext& pid=S1815- 59012017000200007&lng=es&tlng=en.
Rodríguez Jiménez, A., & Pérez Jacinto, A. O. (2017). Métodos científicos de indagação e de construção do conhecimento. Revista Ean, (82), 179-200. http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S012081602017000100179&script=sci_abstract&tlng=p t
Romero Verástegui, B. D. (2016). Propuesta metodológica para evaluar la eficiencia energética de edificaciones. Estudio caso: Laboratorio de microbiología y biotecnología-UNALM. http://repositorio.lamolina.edu.pe/handle/20.500.1 2996/2855
Suarez, R., & Fragoso, J. (2016). Estrategias pasivas de optimización energética de la vivienda social en clima mediterráneo. Informes de la Construcción, 68 (541), 1-12. https://idus.us.es/handle/11441/52158
Vera, O., & Villanueva, T. (2017). Metodología de enseñanza para el análisis de un edificio en la asignatura de Acondicionamiento Ambiental. P&A Pedagogía y Arquitectura, 2(2), 87-104. https://doi.org/10.31381/pedagogiaarquitectura.v0 i2.1313
Weatherspark.com. (2022). The weather year round anywhere on Erath. Obtenido 09/09/2022 de https://weatherspark.com
Westphal, F. S., Yamakawa, M. A., & de Castro, L. T. (2011). Thermal insulation of building envelope toward zero energy design in hot-humid climate. Proceedings of the International Building Performance Simulation Association, Sydney, Australia, 14-16. https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1 &type=pdf&doi=bbf2f746ef84e5d8a1747c70494 1deab6780eced
Zhovkva, O. (2020). The principles of energy efficiency and environmental friendliness for multifunctional complexes. Revista de Ingeniería de Construcción, 35 (3), 308-320. https://web.archive.org/web/20210427190120id_/ https://scielo.conicyt.cl/pdf/ric/v35n3/0718-5073- ric-35-03-308.pd
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