Medición y Modelización del Rendimiento Térmico de Tejados Verdes

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Publicado: jueves, 16 de agosto de 2012 El comportamiento térmico de los tejados verdes se ha estudiado en todo el mundo mediante tres enfoques diferentes: la experimentación de campo, estudios numéricos, y una combinación de experimentos de laboratorio o de campo con modelos numéricos. Todos los estudios revisados concluyeron que los tejados verdes pueden reducir el flujo de calor de los edificios.

Sin embargo, los ingenieros de diseño no tienen un procedimiento de cálculo estándar o una herramienta para calcular el ahorro energético de los tejados verdes. En consecuencia, la Universidad Estatal de Pensilvania ha empleado siete años en el desarrollo de un modelo preciso para predecir el valor de resistencia térmica "R" de un tejado verde. Estos valores "R" representan un conjunto de ecuaciones del modelo que podría aplicarse en los programas de simulación de energía de uso general en la práctica de diseño de edificios.

En el verano de 2003 los investigadores comenzaron la construcción de varios tejados verdes para las pruebas de sus propiedades térmicas en laboratorio.  El ejemplo de la foto de arriba simula un tejado verde en una estructura de ladrillo típica. De abajo hacia arriba, la construcción incluye láminas de madera contrachapada, una membrana a prueba de agua, una capa de drenaje y filtración, 3,5 pulgadas de medio de cultivo y plantas.

Dos plantas, sedum spurium y delosperma nubigenum, fueron elegidas para examinar cómo la elección de la flora afecta el rendimiento térmico de tejados verdes. El análisis de investigaciones previas y formulaciones teóricas llevaron a los investigadores a concluir que el valor-R probablemente fuera una función de las condiciones meteorológicas actuales, el tipo de planta y el tipo de construcción. El mismo análisis mostró que la mejor manera de controlar el amplio conjunto de parámetros meteorológicos era establecer el tejado en una cámara ambiental, eliminando así las condiciones de estado no estacionario presentes en el campo de la experimentación.

Fue necesario un nuevo montaje de prueba para poder medir todos los parámetros físicos importantes que afectan el rendimiento de los tejados verdes, una tarea no realizada previamente, debido a la complejidad de los fenómenos que combinan plantas, medios de cultivo y condiciones climáticas. El nuevo montaje utiliza una cámara ambiental para ensayos de propiedades térmicas. Inspirado por las normas ASTM C177 y C1363 que regulan las propiedades térmicas de la placa caliente y la carcasa caliente, respectivamente, los investigadores desarrollaron una caja de chapa en frío, que reposaría sobre la cámara para actuar como fuente de calor.

La imagen de la izquierda muestra un piranómetro Kipp & Zonen CMP 21 y un pirgeómetro CGR 4 utilizados para medir la fuente de calor. La fuente puede ser suspendida en diferentes alturas por encima de las muestras de tejado verde para simular cantidades variables de radiación solar. Las propiedades meteorológicas restantes (temperatura del aire, velocidad del viento y humedad relativa) se pueden establecer mediante los sistemas de control de la cámara en combinación con difusores de suministro de aire adecuados.

 

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