UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA ETSAB Escuela Técnica Superior de Arquitectura MÁSTER ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE LA RADIACIÓN SOLAR COMO INDICADOR AMBIENTAL EN PLAZAS DEL BARRIO DE VILA DE GRÀCIA, BARCELONA Estudio del factor de vista del cielo (FVC), radiación, horas de sol y sombras en 3 plazas del barrio de Vila de Gràcia con distintas características formales, morfológicas y de composición espacial.

Autor: Nicolás Alejandro Magnano Tutores: Isabel Crespo_Rafael Mur Soteras

2013-2014

Barcelona_España

OBJETIVOS

CIUDAD

METODOLOGÍA

ESPACIO PÚBLICO

CASOS DE ESTUDIO

RESULTADOS

CONCLUSIONES

naturaleza relevante de hacer y conformar ciudad PLAZA PÚBLICA constituir un espacio de esparcimiento y ocio

Carácter e Identidad

DEFINE LAS CUALIDADES DE LA CIUDAD

Las consideraciones ambientales y/o de confort en este tipo de espacio urbano y su relación con su entorno próximo, serán importantes para la apropiación por parte del ciudadano, y el desarrollo de actividades en su conjunto.

Fuente: Imágenes tomadas de internet. Acceso 20-08-2014

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La radiación solar como indicador ambiental en plazas del barrio de Vila de Gràcia, Barcelona

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INTRODUCCIÓN

METODOLOGÍA

CASOS DE ESTUDIO

RESULTADOS

CONCLUSIONES

Estudiar y analizar el efecto de los parámetros como la morfología urbana, la geometría de las plazas y su orientación sobre el acceso de sol y radiación, con el n de determinar su in uencia en el espacio y sobre el resto de la trama urbana a nivel de suelo (+/- 0.00).

Determinar la in uencia de la radiación solar en las plazas estudiadas teniendo en cuenta tanto su morfología como la de su entorno próximo. Establecer de qué manera estos vacíos urbanos afectan las condiciones de acceso solar y radiación en la trama existente. Estudiar y analizar qué orientación del espacio urbano público tendrán mayor o menor in uencia en cuanto a radiación y acceso solar para una latitud 41°N.

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

CASOS DE ESTUDIO

RESULTADOS

CONCLUSIONES

1 Estudio de casos reales Morfología espacial (Plaza)

Orientación

Relación con la trama urbana

E S Q U E M A

Factor de Vista de Cielo (FVC)

Sombras

Radiación Solar

Horas de Sol

2 Estudio de casos con cambio de orientación EJE PRINCIPAL

M E T O D O L Ó G I C O

EJE PRINCIPAL

EJE PRINCIPAL NORTE-SUR

EJE PRINCIPAL ESTE-OESTE

CONCLUSIONES FINALES MÁSTER ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

VILA DE GRÀCIA - BARCELONA

BARCELONA Latitud 41° N

ESPAÑA

Vista aérea del Barrio Vila de Gràcia. Fuente: http://www.bing.com/maps

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Plazas del Barrio Vila de Gràcia. Fuente: Grá co elaborado por autor La radiación solar como indicador ambiental en plazas del barrio de Vila de Gràcia, Barcelona

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

1 H

D I A M A N T

a

W

a

H= Altura media ponderada W= Ancho del espacio público

Proporciones de la Plaza: a=a Relación H/W: Eje NO-SE: 0.3 Eje NE-SO: 0.3 Orientación: NO-SE | NE-SO

2 V I R R E I N A

H W

a

a

Proporciones de la Plaza: a=a Relación H/W: Eje NO-SE: 0.35 Eje NE-SO: 0.35 Orientación: NO-SE | NE-SO

3

R E V O L U C I Ó

H W

a b

Eje NE-SO

Proporciones de la Plaza: 2a=b Relación H/W: Eje NO-SE: 0.2 Eje NE-SO: 0.4 Orientación: NO-SE | NE-SO

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INTRODUCCIÓN

1

OBJETIVOS

2

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

3 FACTOR DE VISTA DE CIELO (%) Plaza en su situación real Plaza en su situación teórica (Vacío) (Obstrucción) punto análisis

Imágenes tomadas por autor

PARÁMETROS INDICATIVOS

-21 de Junio (SOLSTICIO DE VERANO) -21 de Diciembre (SOLSTICIO DE INVIERNO)

FACTOR DE VISTA DE CIELO (%)

-.Porcentaje de FVC de los puntos analizados en la plaza urbana. -.Porcentaje de FVC de los puntos analizados en las calles que se encuentran con la plaza: 1- Considerando la plaza como vacío urbano. 2- Considerando la plaza como lleno urbano tomando como altura la media ponderada para cada plaza.

RADIACIÓN SOLAR DIRECTA kWh/M

-Anual -21 de Junio (SOLSTICIO DE VERANO) -21 de Diciembre (SOLSTICIO DE INVIERNO) -Meses de Verano (21 de Junio - 21 de Septiembre) -Meses de Invierno (21 de Diciembre - 21 de Marzo)

HORAS DE SOL

plaza lleno

plaza vacío

SIMULACIÓN

SOMBRAS

punto análisis

-21 de Junio (SOLSTICIO DE VERANO) -21 de Diciembre (SOLSTICIO DE INVIERNO)

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FVC considerando el vacío urbano FVC= 42.6%

FVC considerando la plaza como obstrucción FVC= 29.3%

FVC real obstruido por el vacío urbano FVCp= 13.3%

Porción de cielo visible desde un punto especí co de una escena dada.

Porción de cielo obstruido teniendo en cuenta la plaza como lleno urbano.

Porción de cielo real obstruido por la plaza. FVCp= Factor de vista de cielo que está siendo obstruido por la plaza.

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

1 Casos Reales Porcentaje de Sombras en Solsticio de Verano (%)

Sombras

Porcentaje de Sombras en Solsticio de Invierno (%)

100%

100%

90%

90%

80%

80%

70%

70%

60%

60%

50%

50%

40%

40%

30%

30%

20%

20%

10%

10%

0%

0% 5:00

6:00

7:00

8:00

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

Horas

Horas

Pl. Diamant

Pl. Virreina

Pl. Revolució

Pl. Diamant

Pl. Virreina

Pl. Revolució

Media

Media

Media

Media

Media

Media

21 de DICIEMBRE (Solsticio de Invierno)

Pl. Diamant Pl. Virreina Pl. Revolució

21 de JUNIO (Solsticio de Verano)

Pl. Diamant Pl. Virreina Pl. Revolució

PORCENTAJE DE SOMBRAS A NIVEL DE PLANO HORIZONTAL (+/-0,00) 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 100% 100% 100% 100% 87,6% 78,9% 62,7% 56,6% 58,7% 75,8% 100% 100% 100% 98,3% 76,7% 52,9% 44,3% 45,1% 52,8% 70,4% 100% 100% 100% 100% 82,4% 68,9% 60,7% 65,4% 77,8% 93,9% 100% 88,0% 52,7% 31,6% 17,9% 7,6% 0,5% 98,5% 94,3% 66,7% 37,8% 19,8% 8,2% 0,5% 100% 97,9% 73,5% 47,5% 28,1% 13,4% 1,3%

15:00 90,4% 88,8% 99,3%

16:00 98,2% 97,6% 100%

17:00 100% 100% 100%

18:00 100% 100% 100%

19:00 100% 100% 100%

20:00 100% 100% 100%

MEDIA 88,1% 82,9% 90,5%

4,7% 10,0% 15,3% 21,3% 36,8% 60,1% 89,2% 100% 100% 46,0% 5,8% 12,3% 19,1% 27,4% 43,0% 66,0% 98,2% 100% 100% 49,9% 7,8% 15,6% 23,1% 31,4% 45,3% 69,1% 98,4% 100% 100% 53,3%

Tabla de porcentajes de sombras a nivel de plano horizontal (+/- 0.00) en los tres casos estudiados para los solsticios de invierno y verano. Grá co elaborado por autor a partir de datos teóricos.

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

1 Casos Reales 1FVCp % Pl. del Diamant

17%

16.8% 6.2%

17.3% 17.5%

30.4%

26.6% 16% 1.2%

23.8%

11.8%

3 FVCp % Pl. de la Revolució de Setembre de 1868

2 FVCp % Pl. de la Virreina 29.9%

23.2%

24%

14.8%

1.8%

22.2% 29.7%

24.5%

11.3%

5.5%

24.6%

17.9%

6.5%

5.7%

FVC

6.6%

21.5%

24.5%

5.1%

3%

ZONA DE INFLUENCIA DEL VACÍO URBANO EN EL ENTORNO 1

3

2

.5 44

m .3 53

m

.4

35

m

.2

58

.6

.7

64

66

m

-

+

0 10 20

-

m

m

0 10 20

+

0 10 20

-

+

Representación grá ca de la zona de in uencia del vacío urbano sobre el entorno teniendo en cuenta el FVC. Fuente: Grá co elaborado por autor a partir de datos obtenidos de software Heliodon 2

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OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

1 Casos Reales 1

2 P3 P4 P1 P2 P5

3

1

P3 P4 P2 P1 P5

P3 P4 P1 P2 P5

Plaza del Diamant

Plaza de la Virreina

FVC

Plaza de la Revolució de Setembre de 1868

2

3

P1

P2

FACTOR DE VISTA CIELO de (FVCCielo %) EN PUNTOS DEen ANÁLISIS DE LAS ESTUDIADAS Factor deDEVista (FVC %) Puntos dePLAZAS Análisis

100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 % 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

P3

P4

P1 1

P2 2

P3 3

P4 4

P5 5

Puntos Pl. del Diamant

Pl. de la Virreina

Pl. de la Revolució

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P5

Representación grá ca de FVC de los puntos analizados en cada una de las plazas estudiadas.

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

1 Casos Reales

Radiación Solar

RADIACIÓN SOLAR EN EL PLANO HORIZONTAL (+/- 0.00) EN PLAZAS ESTUDIADAS RADIACIÓN SOLAR EN EL SOLSTICIO DE INVIERNO

RADIACIÓN SOLAR EN EL SOLSTICIO DE VERANO 0,160

0,600

0,140

0,400

0,100 0,080

0,300

0,060

0,200

0,040 0,100

0,020 0,000

0,000 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 Plaza del Diamant

Plaza de la Virreina

Plaza de la Revolució

Plaza del Diamant

Plaza de la Virreina

Plaza de la Revolució

Total Plaza del Diamant

Total Plaza de la Virreina

Total Plaza de la Revolució

Total Plaza del Diamant

Total Plaza de la Virreina

Total Plaza de la Revolució

HORAS DE SOL EN LOS PUNTOS DE ANÁLISIS

10,00

12,00

8,00

10,00 8,00

6,00

Horas

kWh/m2 día

RADIACIÓN SOLAR EN LOS PUNTOS DE ANÁLISIS

4,00

6,00 4,00

2,00 0,00

kWh/m2 día

0,500

0,120

kWh/m2 día kWh/m2

6,000 5,800 5,600 5,400 5,200 5,000 4,800 4,600 4,400 4,200 4,000

kWh/m2

1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000

2,00 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

Solsticio de Invierno

Solsticio de Invierno

Solsticio de Invierno

Solsticio de Verano

Solsticio de Verano

Plaza del Diamant

Plaza de la Virreina

P3

P3

Solsticio de Verano

Plaza de la Revolució

0,00

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 PUNTOS

Solsticio de Invierno

Solsticio de Invierno

Solsticio de Invierno

Solsticio de Verano

Plaza del Diamant

Solsticio de Verano

Plaza de la Virreina

P3

P2

P4 P1 P5

P2

P1

P2 P5

MÁSTER ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE

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P3

P4 P2

Plaza de la Revolució P3

P4 P1 P5

Solsticio de Verano

P4 P1 P5

P3 P2

P4 P1 P5

P4 P2

P1 P5

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

EJE PRINCIPAL

RI NC IPA L

EJE PRINCIPAL E-O

100,0%

80%

80,0%

60%

60,0%

%

100%

40%

40,0%

20%

20,0%

0%

0,0%

100% 80% 60% 40% 20% 0%

5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE INVIERNO EN LA PL. DEL DIAMANT

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE INVIERNO EN LA PL. DE LA VIRREINA

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE INVIERNO EN LA PL. DE LA REVOLUCIÓ 100%

80%

80%

80%

60%

60%

60%

40%

%

100%

%

100%

40%

40% 20%

0%

0%

0% 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

20% 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

20% 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

%

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE VERANO EN LA PL. DE LA REVOLUCIÓ

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE VERANO EN LA PL. DE LA VIRREINA

5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

%

SOMBRAS EN EL SOLSTICIO DE VERANO EN LA PL. DEL DIAMANT

5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

EP

EJE PRINCIPAL N-S

Sombras

%

EJ

EJE PRINCIPAL NO-SE

EJE PRINCIPAL

2 Casos con cambio de Orientación

Pl. Diamant

MEDIA Pl. Diamant

Pl. Virreina

MEDIA Pl. Virreina

Pl. Revolució

MEDIA Pl. Revolució

Pl. Diamant EJE N-S

MEDIA Pl. Diamant EJE N-S

Pl. Virreina EJE N-S

MEDIA Pl. Virreina EJE N-S

Pl. Revolució EJE N-S

MEDIA Pl. Revolució EJE N-S

Pl. Diamant EJE E-O

MEDIA Pl. Diamant EJE E-O

Pl. Virreina EJE E-O

MEDIA Pl. Virreina EJE E-O

Pl. Revolució EJE E-O

MEDIA Pl. Revolució EJE E-O

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CONCLUSIONES

CASOS DE ESTUDIO

2 Casos con cambio de Orientación

Radiación Solar

EP RI NC IPA L

EJE PRINCIPAL NO-SE

EJE PRINCIPAL

EJE PRINCIPAL N-S

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE VERANO PL. DEL DIAMANT (kWh/m2 día)

Pl. Diamant

EJ

EJE PRINCIPAL

EJE N-S

EJE PRINCIPAL E-O

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE VERANO PL. DE LA VIRREINA (kWh/m2 día)

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE VERANO PL. REVOLUCIÓ (kWh/m2 día)

6,100 5,911 5,618 5,302 5,184

Pl. Diamant Pl. Diamant Pl. Diamant Eje N-S Eje E-O

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE INVIERNO PL. DEL DIAMANT (kWh/m2 día)

0,364

0,330

0,451

Pl. Diamant Pl. Diamant Pl. Diamant Eje N-S Eje E-O

Pl. Virreina

Pl. Virreina EJE N-S

Pl. Virreina EJE E-O

5,162

Pl. Revolució Pl. Revolució Pl. Revolució EJE N-S EJE E-O

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE INVIERNO PL. VIRREINA (kWh/m2 día)

RADIACIÓN TOTAL SOLSTICIO DE INVIERNO PL. REVOLUCIÓ (kWh/m2 día)

0,497

0,283

0,380

0,195

Pl. Revolució

Pl. Revolució EJE N-S

Pl. Revolució EJE E-O

0,477

0,206

Pl. Virreina Pl. Virreina Pl. Virreina EJE N-S EJE E-O

MÁSTER ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE

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6.50 6.04 5.57 5.11 4.64 4.18 3.71 3.25 2.79 2.32 1.86 1.39 0.93 0.46 0.00

Pl. de la Virreina

5,758

kWh/m2

Pl. de la Revolució

5,835

5,853

EJE E-O

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INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

CASOS DE ESTUDIO

RESULTADOS

General

Se hace evidente la importancia que adquiere el vacío urbano en las ciudades en cuanto a las posibilidades de acceso de sol y radiación, lo que permite establecer pautas y/o estrategias que sirvan para regular la conducta de la radiación solar en los períodos donde sea necesaria la captación o la protección favoreciendo siempre al confort térmico del usuario en espacios exteriores públicos.

Especí cas FVC: a medida que el valor de FVC aumenta, la proporción de radiación que reciba la super cie horizontal analizada en cada una de las plazas será mayor. FVCp: Obteniendo los valores de FVCp, se pudo establecer la in uencia del vacío urbano sobre la trama y su área viene determinada por la morfología de la plaza principalmente. FASE 1 - RADIACIÓN Invierno y Verano a

+

a

a

+

b a=

2

-

-

Invierno

+

Invierno

-

Verano

Verano

FASE 2 - RADIACIÓN

Invierno

E-O

+

E-O

Verano

-

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N-S

-

N-S

-

N-S

-

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN