Análisis del flujo turbulento en el interior de una célula "cespa" mediante aplicación de la teoría de capa límite

Con el objetivo de realizar un estudio del movimiento de una masa de aire en el interior de una habitación, y con el propósito de que tenga aplicación en los problemas de ventilación de edificios, se ha llevado a cabo un conjunto de experimentos en el interior de una célula CESPA, en los que ha predominado el análisis del comportamiento turbulento del flujo. En este estudio se ha tenido en cuenta la estratificación del aire en el interior, las condiciones externas, así como la geometría y tamaño de las aberturas y la influencia de las paredes y límites. Tanto la metodología como las variables manejadas, en todo el estudio, son semejantes a las utilizadas en la Capa Límite Atmosférica, debido a que los mecanismos de intercambio que tienen lugar en una habitación se pueden considerar análogos a los que ocurren en aquella, teniendo en cuenta que los límites impuestos por paredes, aberturas y obstáculos afectan de forma considerable. El trabajo se ha centrado en efectuar un estudio de los mecanismos de intercambio, entre las magnitudes físicas características de una corriente de aire, que es introducida en el interior de una habitación, teniendo en cuenta que superpuesto al efecto de transporte advectivo, se encuentra un transporte turbulento. Con este propósito se ha determinado los flujos de momento y de calor, encontrado relación entre estos flujos con la agitación turbulenta, medida mediante la intensidad de turbulencia, con la cizalla generada por la introducción de la masa da aire en forma de chorro y con los productos adimensionales que caracterizan el flujo. Así mismo, se han obtenido las escalas predominantes que dependen de las condiciones de contorno existentes y el intervalo espectral donde la transferencia energética en forma de cascada de remolinos, siguiendo la teoría de Kolmogorov, no depende de factores externos y encontrando una analogía con el subrango inercial definido en la Capa Límite Atmosférica. Los límites de este subrando determinados a través de la escala integral y la escala de Kolmogorov, dependiente de la energía cinética de disipación, también han sido claramente identificado

Aplicación de un programa de simulación para la estimación de parámetros de ganancia de calor por radiacion solar en el interior de recintos cerrados

Aplicando un programa CFD (Computacional Fluid Dynamics) se hace una simulación del coeficiente de ganancia de calor por radiación solar (SHGC), a través de una superficie acristalada, de las paredes de una habitación. Se realiza el trabajo para un material utilizado en construcción y considerando que todas las superficies tienen la misma temperatura. El programa de simulación genera una base de datos de flujos de calor, sobre las paredes de la habitación, debida a la radiación solar y a los procesos de conducción y convección generados en el proceso. Así mismo en el desarrollo de la simulación se obtiene, entre otros parámetros, la temperatura de las paredes, la temperatura del aire interior de la habitación y el coeficiente de transferencia de calor. Con los datos de flujos de calor se calcula el coeficiente de ganancia de calor y mediante un programa informático adecuado, se obtiene la distribución del coeficiente SHGC sobre las paredes de la habitación y el comportamiento térmico del material utilizado

Simulación dinámica y térmica de una habitación de acuerdo con el Código Técnico de la Edificación

El Código Técnico de la edificación (CTE), es el marco normativo por el que se regulan las exigencias básicas de calidad que deben de cumplir los edificios. Dichas exigencias establecen los requisitos imprescindibles en el ámbito de seguridad estructural, seguridad de utilización ahorro de energía, aislamiento térmico, higiene, salud, protección del medio ambiente…. y se rigen, cada una de ellas, por su norma específica (Norma UNE). La norma ISO 7730:2006 es una norma internacional que aborda la evaluación del medio ambiente, en el interior de un edificio, tal y como se recoge en el CTE. Con este propósito la norma establece la predicción de índices de calidad del aire IAQ (Indoor Air cuality) así como de la predicción del campo de velocidades, de temperatura y, en general, de todas las magnitudes físicas, características, tanto del aire como de los elementos constructivos utilizados en la edificación. Basándonos en estos criterios el objetivo de este trabajo es presentar los primeros resultados obtenidos en la simulación de parámetros de confort en una habitación, de una vivienda construida con criterios bioclimáticos, mediante el programa de simulación STAR_CCM+ de Computational Fluid Dynamics (CFD). Utilizando STAR_CCM+ diseñamos la habitación en estudio y simulamos el campo de velocidades y de temperatura, en el interior de la misma, para distintas configuraciones de aberturas utilizando los criterios de velocidad y de temperatura del aire dado por la ISO 7730:2006. En esta línea se está investigando actualmente y el trabajo que se presenta muestra que el programa de simulación utilizado permite, por un lado, diseñar la disposición más adecuada de las aberturas en una habitación en particular, y de una vivienda en general, y, por otro lado, hacer un estudio cualitativo y cuantitativo de los parámetros de confort en diferentes situaciones meteorológicas, de acuerdo con el CTE, incluso antes de que la vivienda esté construid

Estado de la cuestión sobre compuestos de yeso. la importancia actual de los residuos

El interés de los investigadores por mejorar las propiedades de los materiales tradicionales de construcción ha dado lugar a una gran cantidad de publicaciones durante las últimas décadas. El yeso es un material natural comúnmente utilizado en la construcción de edificios en forma de enlucidos y placas de yeso prefabricadas. En este estudio se estudian las líneas de investigación llevadas a cabo sobre los compuestos que tienen una matriz de yeso, mediante el análisis de los artículos científicos publicados desde 2002 hasta 2012 en el “Journal Citation Report”. Para ello, se han analizado alrededor de 1200 publicaciones sobre yeso o escayola en base a tres factores: materiales de construcción, compuestos de yeso con aditivos y que el yeso sea el material predominante en el compuesto, dando como resultado 147 artículos que se pueden organizar en las siguientes ocho categorías: densidad, resistencia, comportamiento térmico, comportamiento acústico, fraguado, resistencia al agua, resistencia al fuego y calidad del aire. En este estudio se han analizado el número de artículos publicados cada año, las contribuciones de los autores principales, los métodos de investigación y sus objetivos principales. Los resultados muestran que el número de publicaciones anuales sobre compuestos de yeso con aditivos han aumentado considerablemente desde 2010 y que los objetivos que más se han estudiado son la resistencia y el fraguado. Sin embargo, las publicaciones que estudian el comportamiento térmico y los materiales, procedentes de residuos, se han visto considerablemente aumentadas. La información presentada en este estudio ayudará a los investigadores a conocer las líneas de investigación en esta área de conocimiento, que sugieren la actual importancia de mejorar el comportamiento térmico y la necesidad de continuar estudiando los residuos como posibles aditivos en los compuestos de yeso

A soft Take off in the direction of "Bologna"

In the 2009-10 year ten new degrees have begun to be taught at the UPM (Universidad Politécnica de Madrid), which is the first group of degrees that this University will offer within the framework of the EHEA (European Higher Education Area). One of these is the Building Engineering Degree, which was implemented in September 2009 in the EUATM (Escuela de Arquitectura Técnica de Madrid). It is heir to the former 'Arquitecto Técnico' degree that will become extinct as the new degree is successively implemented. This paper unveils the strategy that the EUATM management staff has designed and is developing, so that the complex process that involves the incorporation of our School into the model of 'Bologna', takes place smoothly and with guaranteed succes

Cálculo de índices de confort térmico en recintos cerrados con transferencia de calor

El trabajo que se presenta forma parte de los estudios que el grupo de investigación "Análisis Térmico y Ventilación en la Ingeniería y la Edificación" está desarrollando para la realización del Proyecto "Estudio de la eficiencia energética y del confort en un edificio bioclimático" en la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo general de dicho proyecto es aportar, a través de modelos físicos y datos experimentales, información relevante que sirva para optimizar el consumo energético de una vivienda bioclimática en la Comunidad de Madrid. Con este fin, en el presente trabajo se simula el comportamiento del aire en una habitación, mediante un modelo CFD (Computational Fluid Dynamics), con el fin de determinar los índices deconfort térmico en el recinto, bajo dos supuestos de calefacción utilizados en edificación: radiadores y suelo radiante

Modelización del flujo de calor por radiación solar en una habitación

La energía que recibimos del sol es muy útil para evitar producir energía por otros medios, ya que a partir de ella se produce energía sin movimiento ninguno de fluido. Esta clase de energía recibe el nombre de energía solar pasiva, y su aplicación en arquitectura se conoce con el nombre de arquitectura pasiva o bioclimática. La arquitectura bioclimática se ocupa tanto del confort como del ahorro energético de un edificiodedicado a cualquier propósito. Es por tanto, su objetivo, cubrir las necesidades de sus habitantes con el menor gasto posible, independientemente de la temperatura exterior. Se trata pues de conseguir el mayor aporte de calor posible, cuando se desee, y evitar las pérdidas o ganancias decalor según que estemos en invierno o en verano. Existen técnicas experimentales y de simulación para estudiar tanto el diseño y los materiales utilizados en la edificación como su comportamiento energético y de confort. Basándonos en estos conceptos, se ha desarrollado un estudio con el programa STAR-CD de CFD (Computacional Fluid Dynamics) para modelizar el flujo de calor que por radiación solar directa, a través de una ventana, se produce en el interior de dos habitaciones construidas con paredes de dos materiales de distinta resistencia

Análisis de los niveles de confort a través del estudio de un pavimento cerámico en un sistema de calefacción solar pasiva.

Today there is a growing trend in energy saving applied in designing, constructing and operating buildings, which has caused an increase of interest in passive solar systems. Reducing energy consumption in buildings is not only a lower cost for its users, but it also involves the reduction of pollution associated with their production and it reduces dependence on non-renewable energy sources. This paper shows the study of a passive solar heating system by direct solar gain, and analyzes the performance of the pavement as a sensor system, and as an energy tank-heat dissipating sink. The design of the experiment, monitoring and the analysis of the outcomes have allowed assessing the thermal performance of the pavement as a heat energy sensor, to check whether levels of thermal comfort achieved are acceptable. Said checking of the comfort levels tab has been performed by analyzing both the operating temperature and PD index.En la actualidad existe una tendencia creciente al ahorro energético en el diseño, la construcción y la explotación de los edificios, lo que ha provocado un aumento en el interés de los sistemas solares pasivos. La reducción del consumo energético en los edificios no sólo representa un menor coste económico para sus usuarios, sino que conlleva la disminución de la contaminación asociada a su producción y reduce la dependencia de energías no renovables El presente artículo muestra el estudio realizado de un sistema de calefacción solar pasiva mediante captación solar directa, y analiza el comportamiento del pavimento como sistema captador, acumulador y disipador de energía calorífica. El diseño del experimento, la monitorización y el análisis de los resultados han permitido realizar la evaluación del comportamiento térmico del pavimento como captador de energía calorífica, para comprobar si los niveles de confort térmicos alcanzados resultan aceptables. Dicha comprobación de los niveles de confort se ha realizado mediante el análisis tanto de la temperatura operativa, como del índice PD

Analysis of the feasibility of the use of CDW as a low-environmental- impact aggregate in conglomerates

This article summarises the first phase of a research project that analyses the feasibility of re-using plastic cable waste (pellets) as a means of reducing the environmental impact of buildings. The aim is to find a use for this plastic waste in construction materials, specifically gypsum matrices, by characterising the physical and chemical properties of the raw material and the physical and mechanical properties of the compounds. The results obtained show that the addition of up to 70% of the weight of the gypsum in aggregate improved some of the properties tested, such as surface hardness and capillary absorption, and significantly reduced the use of gypsum and water

Feasibility of recycling CDW as raw material in gypsum composites

On average, Europe generates around 890 million tonnes of Construction and Demolition Waste (CDW) per year and only 50% of this CDW is recycled. This is far from the objectives determined in the European Directive for 2020 and aware of this situation, the European Countries are implementing national policies to prevent the waste that can be avoidable and to promote measures to increase recycling and recovering. In Spain, one of these measures has been the development of a CDW recycling guide for the manufacture of mortar, concrete, brick and lightweight aggregates