la arquitectura

Selección de los materiales de muros
y techos para mejorar el confort térmico
en edificaciones no climatizadas
Guillermo Barrios,* Pablo Elías,*º Guadalupe Huelsz* y Jorge Rojas*
* Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Investigación en Energía
° Universidad Autónoma de Tamaulipas, Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo

Resumen
Se presenta un modelo para la simulaciónnumérica de la transferencia de calor dependiente del tiempo a través de un muro o techo de una edificación no climatizada. Los resultados de este modelo proporcionan una guía para la selección de materiales y configuraciones de la envolvente que ayuden a lograr condiciones de confort
térmico al interior de edificaciones. Se proponen cuatro parámetros para evaluar el
confort térmico al interiorde una edificación y se concluye que el índice de disconfort térmico es el más adecuado para guiar la selección de materiales. Además, se resalta la importancia del color exterior del techo o muro en el comportamiento del
confort térmico al interior de las edificaciones.
Abstract
A model for numerical simulations of transient heat transfer through one roof or
wall of a non air-conditionedbuilding is presented. The results provide a guide for
the selection of the envelope materials that can act to improve thermal comfort at
the interior of a building. Four parameters for the evaluation of the interior thermal comfort are introduced and it is concluded that the discomfort index is the
more suitable to guide the selection. Also the relevance of the exterior color of the
roof or wallin the behavior of the internal thermal comfort is emphasized.
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Estudios Sobre Arquitectura y Urbanismo del Desierto
Volumen iii. Número 3. Octubre 2010

Antecedentes
El diseño bioclimático requiere que los materiales que conforman la envolvente arquitectónica sean seleccionados de acuerdo al clima de la localidad, de tal manera que éstos logren mejorar el confort térmico al interior
dela edificación sin la necesidad de hacer uso de los sistemas electromecánicos de acondicionamiento para el enfriamiento o calentamiento de la
edificación.
En climas donde la radiación solar es significativa y la oscilación de la
temperatura diaria es importante, como sucede en la mayor parte de México, la transferencia de calor a través de muros y techos se debe analizar en
función deltiempo. Para estos climas, la transferencia de calor independiente del tiempo puede llevar a una selección inadecuada de los materiales (Huelsz et al., 2009 y 2010). En la literatura se han reportado varios estudios sobre la transferencia de calor dependiente del tiempo en muros o
techos, desde los trabajos pioneros realizados por Alford et al. (1939), con
soluciones analíticas, hasta los efectuadosmás recientemente, los cuales incluyen soluciones analíticas (Yumrutaş et al., 2007), resultados experimentales (Ulgen, 2002; Vijayalakshmi et al., 2006) y soluciones numéricas (Vijayalakshmi et al., 2006; Kontoleon y Bikas, 2007; Balocco et al., 2008).
En estos trabajos se evalúa el desempeño térmico de muros o techos con
distintos materiales y combinaciones de ellos en multicapas. Sin embargo,posiblemente porque la atención se ha centrado en la reducción del consumo de energía usada para calentamiento y para enfriamiento de las edificaciones, todos estos estudios han considerado la temperatura al interior como una constante.
El objetivo principal de este trabajo es proporcionar una guía para la
selección de materiales que ayuden a mejorar el confort térmico al interior
deedificaciones sin usar sistemas de aire acondicionado ni de calefacción.
Un segundo objetivo es proponer parámetros que permitan evaluar el confort térmico al interior de una edificación no climatizada.
En la primera sección de este trabajo se presenta el modelo físico y las
ecuaciones para el análisis de transferencia de calor dependiente del tiempo. En la segunda se proponen parámetros para evaluar...