Impacto de las variaciones microclimáticas urbanas en las cargas térmicas de edificaciones residenciales en el clima de la ciudad de Montevideo – Uruguay

Abstract

El aumento de la población en las áreas urbanas en conjunto con la densificación, han generado transformaciones morfológicas como la verticalización de la ciudad. Estos cambios han demostrado tener impacto sobre el comportamiento energético de las edificaciones, dependiendo del clima, ya sea por el Efecto Isla de Calor Urbana, la disminución de acceso de radiación solar o variación de los flujos del viento en el cañón urbano causados por los cambios morfológicos. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo realizar un primer abordaje para analizar el impacto de las variaciones microclimáticas producidas por la verticalización en la ciudad de Montevideo (UY), sobre las cargas térmicas de edificaciones residenciales. Mediante Rhinoceros, Grasshpper y el conjunto de herramientas de Ladybug. Fue utilizado el Energyplus para la simulación energética de edificios, integrando los resultados microclimáticos de temperatura del aire, humedad relativa y velocidad del viento simulados con el ENVI-met v5.0.2, para evaluar el impacto del microclima en las cargas térmicas de refrigeración y calefacción del edificio. Fueron estudiados dos escenarios morfológicos teóricos, variando la altura máxima de las edificaciones que componen el cañón urbano de 6 metros a 31 metros, y rotando el eje del cañón Norte-Sur y Este-Oeste. De acuerdo con los resultados microclimáticos, la temperatura del aire no mostró variaciones significativas respecto a los cambios morfológicos. La velocidad del viento mostro variaciones de hasta 0.5m/s al modificar la altura de las edificaciones. Se identifica diminución de hasta 44% de la radiación solar directa que ingresa al cañón urbano variando la altura de los edificios. En cañones con relación A/L = 1.29, se observó una reducción de 6.5 kWh/m2 /a (-7%) en las cargas térmicas totales, con un aumento de 21.7 kWh/m2 /a (+53%) de calefacción y una reducción de 28.2kWh/m2 /a (-47%) de refrigeración. Al considerar las condiciones microclimáticas del entorno urbano en la simulación energética se observó un aumento del 0.03 kWh/m2 (+3%) en las cargas térmicas de refrigeración. Por lo tanto, se puede destacar que pensar el diseño urbano en función del desempeño energético de las edificaciones podría ser una estrategia en la búsqueda de un desarrollo urbano sostenible.