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Confort higrotérmico

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Puede definirse confort higrotérmico (en adelante CH) como la ausencia de malestar térmico. En fisiología se dice que hay confort higrotérmico cuando no tienen que intervenir los mecanismos termoreguladores del cuerpo para una actividad sedentaria y con un ligero arropamiento. Esta situación puede registrarse mediante índices que no deben ser sobrepasados para que no se pongan en funcionamiento los sistemas termoreguladores (sudoración, metabolismo, y otros).

Fisiología, ambiente y confort

El cuerpo humano está preparado para reaccionar ante los cambios climáticos, pero estas reacciones le hacen consumir energía metabólica. La sensación de comodidad surge de la generación de un microclima que evita la reacción del cuerpo ahorrando gastos de energía, que se denomina termoregulación natural en oposición al abrigo que es un fenómeno de termoregulación artificial.

La temperatura normal del cuerpo es de 37 °C. Cuando enfermamos se eleva hasta los 41 °C o 42 °C (hipertermia) donde se hace peligrosa. Nuestro cuerpo es muy sensible a los aumentos de su temperatura interior y solo 5 o 6 grados de más pueden causar la muerte. Toleramos aún menos las bajas temperaturas y a los 35 °C (hipotermia) comenzamos a sentir somnolencia hasta caer en un profundo letargo.

Sentados en una habitación con ropas livianas y realizando una actividad ligera, la sensación de satisfacción térmica se alcanza entre los 18 °C y 26 °C. La humedad relativa -HR-, a la que usualmente acusamos como causa del disconfort, es menos significativa ya que la tolerancia de nuestro cuerpo es grande, entre 20% y 75%.

Nuestro cuerpo es muy sensible a los cambios de radiación. Si la temperatura es inferior a 18 °C pero hay buen sol, de inmediato sentimos que la sensación de CH aumenta. Este principio es usado por la calefacción tipo losa radiante, piso radiante y por el sistema de radiadores. Pero así como es agradable que el sol ingrese por una ventana en invierno, se vuelve desagradable en el verano.

Para comprender que condiciona el bienestar y su relación con la arquitectura debemos asumir que el cuerpo humano produce calor y lo intercambia con el ambiente que lo rodea.

Dentro del organismo se producen transformaciones químicas que nos mantienen con vida produciendo calor, mediante la homeostasis. Así existe una termodinámica de los organismos vivos. Este flujo permanente de energía se llama metabolismo energético y varía según el nivel de actividad de las personas, según la edad, el sexo y el estado psicológico.

  • metabolismo base: es la energía necesaria para el mantenimiento de la vida vegetativa (en ayunas o en reposo), aprox. 81 W/h para un hombre de estatura media.
  • metabolismo de reposo: es el metabolismo mínimo ya que el anterior es experimental; 104 W/h
  • metabolismo de trabajo: además de las funciones del metabolismo base, comprende los gastos energéticos motrices. Su nivel depende del tipo de actividad; desde 104 W/h para una tarea intelectual a 812 W/h para un esfuerzo físico intenso.

Los edificios y el confort higrotérmico

Así un organismo debe mantenerse en una temperatura constante, para evitar enfriamientos o calentamientos, con este fin posee mecanismos de evacuación del calor residual que son idénticos a los de los edificios.

Son los siguientes:

  • Convección: Es la transmisión de calor de la piel al fluido ambiente o a la inversa. El flujo de calor es proporcional a un coeficiente de convección y a la diferencia de temperatura entre el aire y la piel; la rapidez de renovación del aire (viento) acelera la convección (entonces se llama forzada).
  • Conducción: Es la transmisión de calor entre la superficie del cuerpo y los elementos de contacto. Este flujo de calor

depende del coeficiente de conductibilidad térmica de estos elementos.

  • Radiación: Es la transmisión de calor a través del medio ambiente, principalmente por radiación en el infrarrojo. Este

flujo de calor es proporcional a la constante universal de radiación, al poder de absorción de la piel (que es muy elevado) y a la diferencia de temperatura entre la piel y las paredes radiantes.

  • Evaporación: Es la transmisión de calor unidireccional del organismo hacia el aire ambiente por la evaporación cutánea y respiratoria. Esta pérdida de calor del organismo depende del volumen de aire ambiente ventilado, de su temperatura y de la presión parcial de vapor de agua.

Mientras las tres primeras formas de transmisión se refieren al Calor sensible, la evaporación se refiere al Calor latente.

A fin de que la temperatura interna del hombre permanezca constante, el balance térmico que contempla aportes y pérdidas de calor por convección, conducción, radiación y evaporación debe permanecer constante.

La sensación de CH no depende únicamente de la temperatura del aire. Para conseguir este CH deberemos controlar:

  • la radiación (o falta de ella) de los materiales circundantes y principalmente de las paredes de la envolvente del edificio, es decir, también su temperatura y su Capacidad calorífica;
  • la temperatura ambiente del aire;
  • la velocidad del aire (impedir o provocar una ventilación forzada, corriente de aire...);
  • la presión parcial de vapor de agua o Tensión de vapor del aire ambiente.
La figura muestra el Climograma de B. Givoni aplicado a los climas húmedos de la Argentina. Se indican desde un clima muy cálido a uno muy frío. Del climograma se pueden extraer pautas diseño bioclimático para una arquitectura sustentable.

Como podemos ver el CH no se define solamente por una temperatura y humedad relativa fijas cuando un edificio dispone de un sistema de climatización fija el termostato a 23 °C y 50% de humedad relativa. El CH en función de las características del ambiente que rodea a un organismo puede que con este valor de termostato no se sienta en confort.

Así desde principios del siglo XX diversos autores fueron elaborando modelos de confort, sea para responder con medios termomecánicos o mediante medios naturales. En el primer caso se eleboraron los nomogramas de confort de la Asociación de Ingenieros de los Estados Unidos para avanzar junto a los sistemas de Aire Acondicionado creados por Carrier y en el segundo para mediante técnicas de diseño pasivas mantener el confort con diseño del edificio y su envolvente.

Los modelos más aceptados por la comunidad de arquitectos e ingenieros bioclimáticos son los elaborados por los hermanos Olgyay y por Baruch Givoni.


Referencias

  • Czajkowski, Jorge y Gómez, Analía. (1994). Diseño bioclimático y economía energética edilicia. Fundamentos y métodos. Edit UNLP, Colección Cátedra. La Plata, Arg.
  • Givoni B, A. (1976) Man, Climate and Architecture. Architectural Science Serves. Publishers. Ltd. London.
  • Izard, Jean Louis & Guyot, Alan. (1980). Arquitectura Bioclimática. Edit Gili, Barcelona.
  • Olgyay, Víctor. (1998). Arquitectura y clima. Manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Edit Gustavo Gili, Barcelona.
  • Ramón, F. (1980) Ropa, sudor y arquitecturas. Editorial H. Blume.
  • Yañez, Guillermo. (1982). Energía solar, edificación y clima. Edit Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo, Madrid.
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