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Urbanización Valdespartera:
Configuraciones de edificios y
necesidades de calefacción y refrigeración
en edificaciones según la orientación
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
CONTENIDO:
1. Estimación de espacios con diferentes tipologías y criterios.
2. Análisis energético.
• Objetivo.
• Condiciones de análisis.
• Conclusiones.
• Análisis en detalle: Tipologías y características de diseño.
• Efecto de la tipología y orientación de los edificios.
• Efectos del sombreamiento.
1
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
1. Estimación de espacios con diferentes tipologías y criterios.
A continuación se adjuntan datos sobre diferentes configuraciones de la
urbanización habiendo introducido varias tipologías edificatorias.
2
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Ocupación espacio en urbanización VALDESPATERA. Estimaciones de partida.
Área neta urbanización (m2)
Edificabilidad (m2/m2)
Porcentaje uso residencial
Número viviendas
2.450.000
0,5
85%
9.800
Superficie total viviendas (m2)
Superf total uso no residencial (m2)
1.041.250
183.750
Superficie edificable (m2)
1.225.000
Superficie m2/vivienda
106,3
Dotaciones según Ley del Suelo mínimas (para grandes sectores)
Sistemas de espacios libres de dominio y uso público
Jardines (m2 suelo/vivienda)
Áreas de juego y recreos de niños (m2 suelo/ vivienda)
Centros docentes (unidades mínimas de 1.000 en 1.000 m2)
Preescolar, guardería (m2 suelo/ vivienda)
EGB
BUP
Servicios de interés público y social
Parques deportivos (m2 suelo/vivienda)
Equipamiento comercial (m2 suelo/vivienda)
Equipamiento social (m2 suelo/vivienda)
Plazas aparcamiento
(% máximo en la calle)
nº plazas / 100 m2 edificios
50%
15
6
9,9
2,2
4,5
Tamaño mínima plaza aparcamiento minusvalido
anchura
profundidad
Número mínimo plazas minusvalido urbanización (2%)
14,85
3,3
4,5
196
3
Porcentajes
8,4%
2
10
4
19.600
98.000
39.200
6,4%
8
3
6
78.400
29.400
58.800
6,8%
1
9.800
Ocupación superficie de dotaciones (m2)=
Espacio libre urbanización para edificación residencial + viales (m2)=
Tamaño mínimo plaza de aparcamiento
anchura
profundidad
Superficies ocupadas en urbanización
147.000
58.800
578.195
1.871.805
(máximo espacio m2 en calles aparcam.)
48.995
2,0%
TOTAL
23,6%
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
4
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Urbanización con viviendas en Planta Baja (Configuración Opción A)
2 edificios/Parc
1 edificio/Parc
Lineal (B+5)
Patio interior (B+5)
8
24
Largo (m)
80
80
Ancho (m)
10,6
54
Hueco largo (m)
0
58,8
Hueco ancho (m)
0
32,8
Nº edificios/Ha
2
1
Nº plantas vivienda
6
6
Uso comercial en Planta Baja (0-1)
0
0
Nº viviendas/Bloque
48
144
Viviendas/planta
Nº viviendas/Ha
96
144
Superficie ocupada solar / edificio (m2)
848
4320,0
Superficie construida / edificio (m2)
5088
14348,16
Edificabilidad parcela
6,0
3,3
Nº bloques idénticos
36
54
Bloques con tipología lineal:
Parcelas de la 1 a la 18
Bloques con patio interior:
Parcelas de la 19 a la 72
Nº viviendas configuración A
Nº viviendas / urbanización
1.728
7.776
9.504
Longitud fachadas SUR total edificios (m)
2.880
7.495
10.375
Área fachadas SUR total edificios (m2)
57.600
149.904
207.504
Superfie construida / urbanización (m2)
183.168
774.801
957.969
Superfie ocupada en urbanización (m2)
30.528
233.280
263.808
Ha ocupadas
18
54
9504
+ Bolsa NE
TOTALES
72
USO RESIDENCIAL FIJADO PLAN
1.041.250
<245 Ha
% sobre total
% sobre zona viv.
Ocupación uso residencial en urbanización
10,8%
OCUPACION EDIFICIOS (m2)
263.808
10,8%
20,1%
Ocupación uso dotaciones urbanización
23,6%
DOTACIONES URBANIZACIÓN (m2)
578.195
23,6%
12,6%
Espacio sin ocupación
65,6%
QUEDA PARA VIALES+RETRANQUEOS (m2)
39,7%
67,2%
ANCHURA MEDIA VIALES + RETRANQUEO (m)
973.231
20 + 2 x 5
ESPACIO SIN OCUPAR
634.765
25,9%
5
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
6
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Urbanización SIN viviendas en Planta Baja (Configuración Opción B)
2 edificios/Ha
1 edificio/Ha
Lineal (B+5)
Patio interior (B+5)
8
24
Largo (m)
80
80
Ancho (m)
10,6
54
Hueco largo (m)
0
58,8
Hueco ancho (m)
0
32,8
Nº edificios/Ha
2
1
Nº plantas vivienda
6
6
Uso comercial en Planta Baja (0-1)
1
1
Nº viviendas/Bloque
40
120
Viviendas/planta
Bloques con tipología lineal:
Parcelas de la 1 a la 18
Bloques con patio interior:
Parcelas de la 19 a la 77
Nº viviendas/Ha
80
120
Superficie ocupada solar / edificio (m2)
848
4320,0
Superficie construida / edificio (m2)
5088
14348,16
Edificabilidad parcela
6,0
3,3
Nº bloques idénticos
36
59
Nº viviendas configuración B
8520
+ Bolsa NE
TOTALES
Nº viviendas / urbanización
1.440
7.080
8.520
Longitud fachadas SUR total edificios (m)
2.880
8.189
11.069
Área fachadas SUR total edificios (m2)
57.600
163.784
221.384
Superfie construida / urbanización (m2)
183.168
846.541
1.029.709
Superfie ocupada en urbanización (m2)
30.528
254.880
285.408
Ha ocupadas
18
59
77
USO RESIDENCIAL FIJADO PLAN
1.041.250
<245 Ha
% sobre total
% sobre zona viv.
Ocupación uso residencial en urbanización
11,6%
OCUPACION EDIFICIOS
285.408
11,6%
21,8%
Ocupación uso dotaciones urbanización
23,6%
DOTACIONES URBANIZACIÓN
578.195
23,6%
12,6%
Espacio sin ocupación
64,8%
QUEDA PARA VIALES+RETRANQUEOS
38,8%
65,6%
ANCHURA MEDIA VIALES + RETRANQUEO (m)
951.631
20 + 2 x 5
ESPACIO SIN OCUPAR
634.765
25,9%
7
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Opción B con varias viviendas en Planta Baja ( 8 % )
Viviendas/planta
Largo (m)
Ancho (m)
Hueco largo (m)
Hueco ancho (m)
Nº edificios/Ha
Nº plantas vivienda
Uso comercial en Planta Baja (0-1)
Nº viviendas/Bloque
Nº viviendas/Ha
Superficie ocupada solar / edificio (m2)
Superficie construida / edificio (m2)
Edificabilidad parcela
2 edificios/Ha
Lineal (B+5)
8
80
10,6
0
0
2
6
0
48
96
848
5088
6,0
1 edificio/Ha
Patio interior (B+5)
24
80
54
58,8
32,8
1
6
1
120
120
4320,0
14348,16
3,3
1 edificio/Ha
Patio interior (B+5)
24
80
54
58,8
32,8
1
6
0
(1->No hay vivienda)
144
144
4320,0
14348,16
3,3
Bloques con tipología lineal:
Parcelas de la 1 a la 19
Bloques con patio interior:
Parcelas de la 20 a la 78
Nº viviendas urbanización
Nº bloques idénticos
Nº viviendas / urbanización
Longitud fachadas SUR total edificios (m)
Área fachadas SUR total edificios (m2)
Superfie construida / urbanización (m2)
Superfie ocupada en urbanización (m2)
38
1.824
3.040
60.800
193.344
32.224
28
3.360
3.886
77.728
401.748
120.960
28
4.032
3.886
77.728
401.748
120.960
Ha ocupadas
19
28
28
9216
9.216
10.813
216.256
996.841
274.144
75
USO RESIDENCIAL FIJADO PLAN
1.041.250
<245 Ha
% sobre total % sobre zona viv.
11,2%
20,9%
Ocupación uso residencial en urbanización
11,2%
OCUPACION EDIFICIOS
274.144
Ocupación uso dotaciones urbanización
Espacio sin ocupación
23,6%
65,2%
DOTACIONES URBANIZACIÓN
QUEDA PARA VIALES+RETRANQUEOS
23,6%
39,3%
ANCHURA MEDIA VIALES + RETRANQUEO (m)
578.195
962.895
20 + 2 x 5
ESPACIO SIN OCUPAR
634.765
25,9%
8
+ Bolsa NE
TOTALES
12,6%
66,5%
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
2. Análisis energético.
Objetivo
Determinar las necesidades anuales de calefacción y refrigeración en edificios de
distintas tipologías y diferentes grados de orientación.
Condiciones del análisis
En la estimación de las necesidades de calefacción y refrigeración de edificios se
han considerado diversos parámetros con carácter general, tales como:
a. Climatología del emplazamiento
b. Características térmicas de los materiales
c. Tipología de la edificación, incluido el % de acristalamiento según orientación.
d. Orientación de las fachadas principales respecto al eje Norte-Sur
e. Uso de las viviendas por parte de sus ocupantes.
Conclusiones
Dado un grupo de edificios que tienen los mismos parámetros a, b, c y e idénticos;
es el edificio con fachadas orientadas hacia el sur el que tiene menores necesidades
de calefacción para conseguir el confort. De igual modo, dado un grupo de
edificios que tienen los parámetros a, b, d y e idénticos; es el edificio con tipología
en forma lineal el que tiene menores necesidades de calefacción para conseguir el
confort, siendo las diferencias significativas. En la Fig-1 pueden verse como
resumen los resultados obtenidos de una simulación para edificios de diferente
tipología y con diversos grados de orientación. Las figuras 2 y siguientes recogen
los resultados de forma más detallada.
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Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
NECESIDADES ENERGETICAS EN EDIFICIOS
SEGÚN TIPOLOGIA Y ORIENTACION (kwh/m2-año)
30,00
0º
30 º
60 º
90 º
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
Tipo I
Calef
Tipo I
Refrig
Tipo L
calef
Tipo L
Refrig
Tipo U
(sur)
Calef
Tipo U
(sur)
Refrig
Tipo U
(norte)
Calef
Tipo U
(norte)
Refrig
Tipo O
(sur)
Calef
Tipo O
(sur)
Refrig
Tipo O
(norte)
Calef
Tipo O
(norte)
Refrig
Fig-1. Necesidades de calefacción y refrigeración en edificios ubicados en Zaragoza
Análisis en detalle
Para el desarrollo del presente trabajo se han tomado en cuenta las siguientes
consideraciones:
1. Tipologías de edificios:
a) Forma lineal (Tipo I)
N
10
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
b) Forma en L (Tipo L)
N
c) Forma en U con fachada al sur (Tipo U – sur)
N
d) Forma en U con fachada al norte (Tipo U – norte)
N
11
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
e) Forma en O con fachada hacia el sur (Tipo O - sur)
Salón
N
f) Forma en O con fachada hacia el sur (Tipo O - norte)
Salón
N
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Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
2. Características de diseño y operación de los edificios:
Características
Localización
Zaragoza
Número de alturas
por edificio
5+B
Altura por
edificio
20 m
Cerramientos
Porcentaje sobre
fachada
Conductancia U
(W/m2 K)
Muro fachadas verticales
0,71
Forjado cubierta
0,49
Forjado suelo
0,72
Ventanas sur
50%
4
Ventanas este
35 %
4
Ventanas oeste
35 %
4
Ventanas norte
15 %
4
Parámetros de operación
de los edificios
Tasa renovación (1/h)
0,5
Transmitancia vidrio
0,65
Ganancias internas
(kWh/dia- m2)
0,15
Ocupación
1
Inercia
Alta
Absortancia
Color medio
Tª confort verano (ºC)
28
Tª confort invierno (ºC)
20
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Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Efecto de la tipología y orientación de los edificios
La cantidad de energía solar captada por los edificios varía según la tipología y
orientación de las fachadas expuestas al sol. En la Tabla-1 y Tabla-2 se muestran los
resultados de la simulación de las necesidades de calefacción y refrigeración para
un grupo de edificios de distinta tipología y orientación.
Tabla-1. Necesidades de calefacción (kWh/m2-año)
Orientación
Tipo I
Tipo L
Tipo U
(Sur)
Tipo U
(Norte)
Tipo O
(Sur)
Tipo O
(Norte)
0º
15,48
19,75
21,44
22,20
20,52
23,61
30 º
16,96
20,54
20,80
21,81
21,20
23,65
60 º
20,42
21,38
20,42
21,77
21,67
22,89
90 º
23,93
22,68
20,93
21,18
20,51
23,61
Tabla-2. Necesidades de refrigeración (kWh/m2-año)
Orientación
0º
30 º
60 º
90 º
Tipo I
Tipo L
Tipo U
(Sur)
Tipo U
(Norte)
Tipo O
(Sur)
Tipo O
(Norte)
8,71
10,11
9,93
9,92
9,59
9,48
9,05
9,23
9,74
6,73
7,18
7,05
11,13
9,97
9,64
9,48
9,33
9,29
11,15
9,78
9,38
9,40
9,59
9,48
En la Fig-2 y Fig-3 puede apreciarse los resultados comparativos de las necesidades
de calefacción y refrigeración respectivamente para un grupo de edificios de
distinta tipología y orientación.
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Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
NECESIDADES DE CALEFACCION (kWh / m2-año)
30,00
0º
30 º
60 º
90 º
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
Tipo I
Tipo L
Tipo U (Sur)
Tipo U (Norte)
Tipo O (Sur)
Tipo O (Norte)
Fig.- 2. Necesidades de calefacción en edificios de distinta tipología y orientación
NECESIDADES DE REFRIGERACION (kWh / m2-año)
12,00
0º
30 º
60 º
90 º
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Tipo I
Tipo L
Tipo U (Sur)
Tipo U
(Norte)
Tipo O (Sur)
Tipo O
(Norte)
Fig.- 3. Necesidades de refrigeración en edificios de distinta tipología y orientación
15
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Los gráficos de las figuras Fig.-4 y Fig.-4 muestran las tendencias del incremento
de las necesidades de calefacción de los edificios para distintas tipologías y
orientaciones.
NECESIDADES DE CALEFACCION
200%
0º
30 º
60 º
90 º
150%
15,48
100%
kWh/m2 año
50%
0%
Tipo I
REFERENCIA
0º
Tipo L
Tipo U (Sur)
Tipo U (Norte)
Tipo O (Sur)
Tipo O (Norte)
Fig - 4. Incremento de las necesidades de calefacción según la tipología y orientación
NECESIDADES DE REFRIGERACION
140%
0º
30 º
60 º
90 º
120%
100%
8,71
kWh/m2 año
80%
60%
40%
20%
0%
Tipo I
REFERENCIA
0º
Tipo L
Tipo U (Sur)
Tipo U (Norte)
Tipo O (Sur)
Tipo O (Norte)
Fig - 5. Incremento de las necesidades de refrigeración según la tipología y orientación
16
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Efectos del sombreamiento
La cantidad de energía solar captada por los edificios varía según la tipología y
orientación de las fachadas expuestas al sol, pero además dependerá del posible
sombreamiento que le estén produciendo los edificios circundantes.
En verano la altura solar es mayor con lo que este análisis no variará el consumo de
refrigeración.
Influencia en el consumo de calefacción de la distancia frontal del patio de la
tipología con patio interior (altura del edificio: 20 m).
d
Fig - 6. Variación del consumo de calefacción segun el tamaño del patio
interior (d)
3,5%
3,0%
2,5%
2,0%
1,5%
1,0%
0,5%
0,0%
10
15
20
25
30
35
40
45
50
D istancia frontal del patio interior - d (m )
17
55
60
Urbanización Valdespartera: Configuraciones y necesidades de calefacción y refrigeración en edificaciones según la orientación
Influencia en el consumo de calefacción la variación de distancia entre edificios
(altura de los edificios h=20 m).
d
Fig-7. Variación del consumo de calefacción según la distancia entre edificios (d)
12,0%
10,0%
8,0%
6,0%
4,0%
2,0%
0,0%
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
2.25
2.5
2.75
18
60 Distancia - d (m)
3
Relación d/h