Estudio del confort aeráulico – Colegio
Estudio del confort aeráulico - Colegio
Año
2025
Cliente
NC
Ubicación
Francia
Tipología
Aire y viento
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La misión de EOLIOS Ingénierie: experiencia en simulación CFD y confort aeráulico
Los ingenieros de EOLIOS son expertos en confort atmosférico urbano
Esta experiencia se ha puesto al servicio del confort aeráulico urbano, basándose en una metodología rigurosa y en modelos digitales de alta fidelidad.
El análisis ha permitido anticipar los fenómenos locales que podrían afectar a la experiencia de los usuarios, preservando al mismo tiempo la coherencia arquitectónica del lugar.
Gracias a estas simulaciones, EOLIOS ha podido proponer recomendaciones de diseño específicas destinadas a reducir las aceleraciones locales del viento y mejorar la calidad de los espacios exteriores.
Nuestro enfoque garantiza una comprensión detallada de las interacciones entre el viento y los edificios, lo que es esencial para diseñar entornos confortables, resistentes y sostenibles.
EOLIOS es líder en simulación CFD externa para Centros de Datos. Nuestros estudios se basan en los resultados de campañas de medición en condiciones reales y en un centenar de centros simulados de todo el mundo.
Impacto del viento en el confort de los peatones: estudio CFD de una escuela secundaria en la región de Île-de-France
En el marco de un proyecto de renovación, se pidió a EOLIOS que analizara el impacto del viento en el confort de los peatones de un instituto de secundaria de la región de París.
El principal objetivo del encargo era caracterizar los efectos del viento para garantizar que las modificaciones realizadas durante las reformas no repercutieran en la comodidad peatonal de los usuarios, fuera cual fuera la estación del año. Para conseguirlo, se consideraron dos configuraciones tras estudiar las condiciones meteorológicas. Se seleccionaron dos direcciones del viento en función de su frecuencia a lo largo del año.
Se utilizó la simulación CFD para evaluar la distribución de velocidades alrededor de los edificios para estas dos direcciones del viento.
El análisis se centró en dos puntos críticos:
- Identificación de las zonas de exceso de velocidad que afectan a la comodidad de los peatones, causadas por la disposición de los distintos edificios;
- Evaluación de los efectos de la utilización de distintos materiales en la construcción de edificios ;
Comprensión del lugar antes del estudio CFD: un colegio con una estructura aireada y conectada
Geometría y organización arquitectónica del colegio
Este colegio consta de dos partes bien diferenciadas. La
Las opciones arquitectónicas en el centro del estudio aeráulico
La caracterización de los materiales y estructuras utilizados en una simulación CFD es esencial. Las propiedades de la superficie (rugosidad, porosidad o permeabilidad) pueden influir directamente en fenómenos como las caídas de presión. Además, la
En esta simulación se utilizaron tres materiales. La mayor parte del edificio es de hormigón, modelado con un material opaco al aire.
Los balcones están protegidos por estructuras moucharabieh, es decir, muros con un caudal de aire específico, ligado a la forma de los tabiques. El uso de tales materiales requiere que se implemente en la simulación un caudal de aire específico.
Las mallas metálicas también se utilizan en determinados pasillos y pasarelas. Estas mallas se utilizan como tabiques para separar espacios diferentes. Del mismo modo, el uso de materiales que no son opacos al aire obliga a utilizar un caudal de aire específico en las simulaciones.
Es vital tener en cuenta con precisión todos los aspectos de la estructura, ya que estas características influyen directamente en la distribución de las velocidades del aire y en el nivel de confort experimentado por los usuarios.
Estudio meteorológico del emplazamiento: rosa de los vientos y caracterización del confort
Trayectoria del viento alrededor de un edificio
Cuando el viento choca contra un edificio, suele haber tres zonas principales de perturbación. En la parte delantera, un vórtice turbulento debido alflujo descendente en el lado de barlovento. En la parte trasera del edificio, una zona de turbulencias se extiende hacia la cavidad de baja presión debido a la separación de flujos en los bordes del edificio. Más afuera, la estela del edificio se caracteriza por una turbulencia elevada y velocidades horizontales más bajas, opuestas a las delflujo no perturbado.
Estos fenómenos afectan a la comodidad de los usuarios de la escuela, tanto por el aumento local de la velocidad del viento como por laimprevisibilidad asociada (turbulencias y fluctuaciones). Estos fenómenos se dan a lo largo de nuestro estudio.
Efecto Venturi: cuando la arquitectura acelera el viento
La arquitectura del colegio Saint-Exupéry, formada por múltiples edificios unidos por pasillos y galerías abiertas, crea unas condiciones propicias para lo que se conoce como efecto Venturi.
Este fenómeno se produce cuando el viento se canaliza en un paso estrecho -como un pasillo o un espacio entre dos fachadas- provocando una aceleración local del flujo de aire.
En el caso del colegio, ciertos pasillos paralelos al viento dominante o que unen distintas zonas del recinto actúan como conductos naturales. El viento se acelera a medida que la sección transversal se hace más pequeña, creando a veces una sensación de corriente de aire más intensa para los peatones.
Estos efectos, aunque localizados, tienen un impacto directo en la comodidad de los usuarios en las zonas de tráfico exterior. Las simulaciones CFD realizadas por EOLIOS permitenidentificar con precisión estas zonas de aceleración, para tenerlas en cuenta en futuros desarrollos.
En el resto de este estudio se presentan ejemplos concretos de estos fenómenos, que ilustran cómo la geometría y la disposición de los edificios pueden transformar la dinámica del viento a escala local.
Estudio de los vientos dominantes y de los datos meteorológicos locales
Los datos meteorológicos se recogieron de una estación meteorológica reconocida. En este estudio sólo se recogieron datos anemométricos.
Los datos meteorológicos muestran un viento del suroeste en el lugar. Este viento domina, sea cual sea la estación. También hay viento del nordeste en el lugar, pero es secundario, principalmente en primavera y verano. Los datos muestran velocidades del viento de entre 3,3 y 5,5 m/s procedentes del suroeste y del noreste.
A efectos de esteestudio, es pertinente considerar dos casos distintos: uno con viento del suroeste y otro con viento del noreste.
Diagramas de las distintas zonas de turbulencia alrededor de un edificio
Estudio de los niveles de confort
Las observaciones y experimentos realizados sobre el terreno o en el laboratorio ponen de relieve la importancia crucial de la velocidad y las turbulencias en términos de comodidad. Las
Sin embargo, todas estas nociones están ponderadas por elestado subjetivo del individuo, y la sensación de comodidad oincomodidad depende en gran medida de factores ligados tanto a la actividad(nivel metabólico) como al clima o la estación(estado térmico del entorno). A pesar de la subjetividad de las sensaciones, laescala de Beaufort proporciona una caracterización cualitativa útil del confort y de los efectos perceptibles del viento sobre los usuarios.
Estudio de los efectos del viento: aceleración local y recirculación
Zonas de incomodidad relacionadas con el viento en los edificios
Para este estudio, se prestó especial atención almalestar en las siguientes áreas:
- Los pasillos
- Pasarelas y balcones
- Los cursos
En el conjunto del recinto, tanto en la planta baja como en el primer piso, la configuración del colegio contribuye a atenuar la velocidad de los flujos de aire, creando condiciones propicias para el confort de los ocupantes.
Fenómenos específicos en los corredores
Los resultados de las simulaciones ponen de manifiesto algunos fenómenos específicos. En la planta baja, por ejemplo,
El impacto de la partición en la comodidad del usuario
Del mismo modo que en el caso anterior, los tabiques moucharabieh de los balcones (marcados en azul), tal como están colocados, reducen la sección transversal del aire que entra en el balcón, lo que de nuevo provoca una aceleración del flujo y, por tanto, molestias en estas zonas.
Estos tabiques también ayudan a reducir las velocidades locales del aire . En este caso, el tabique reduce ligeramente la velocidad del flujo de aire al final del balcón. Sin embargo, esto no reduce significativamente la zona de incomodidad en la galería.
Efectos de recirculación en los patios
La planta baja del gran patio es cómoda en general, aunque ciertos flujos pueden afectar localmente al confort.
En este patio, sin embargo, destacan dos fenómenos. El primero es el paso del aire de los pasillos a través de la galería, que emerge bajo ella en el gran patio.
El segundo resulta de la altura del edificio central, que actúa como obstáculo bloqueando parcialmente el viento. El aire que choca contra esta
En el patio pequeño se han identificado fenómenos de recirculación. Estos fenómenos pueden aumentar la sensación de incomodidad en invierno. En verano, sin embargo, estas corrientes de aire proporcionarán un bienvenido efecto refrescante.
Análisis y sugerencias de mejora
Las necesidades de los usuarios en el centro de nuestro pensamiento
El análisis CFD identificó varias zonas localizadas de incomodidad, principalmente en los pasillos situados en la parte noreste del edificio. Estas zonas están directamente relacionadas con la orientación de los pasillos en relación con el viento dominante, que favorece la aparición de aceleraciones locales en el flujo de aire. Los efectos de estos vientos también son perceptibles en la galería, sobre todo en las intersecciones, donde los usuarios pueden experimentar una mayor incomodidad en condiciones meteorológicas desfavorables, normalmente en primavera, cuando los vientos del noreste son más frecuentes.
En cambio, los espacios exteriores, como los patios y la mayor parte de la galería, ofrecen un confort satisfactorio, con velocidades del aire generalmente moderadas y estables.
A partir de estas observaciones, EOLIOS propuso una serie de mejoras destinadas a hacer más cómodo el uso del edificio, sin alterar la calidad arquitectónica del lugar:
- Reubica o reconfigura los moucharabiehs en los pasillos más expuestos para reducir el efecto Venturi y las aceleraciones locales del viento;
- Optimiza la permeabilidad de los tabiques perforados, ajustando la proporción de huecos para equilibrar mejor el flujo de aire entre espacios;
- Considera la posibilidad de añadir cortavientos o protección local en determinadas zonas sensibles.
Estos ajustes hanmejorado la comodidad cotidiana de los usuarios, manteniendo al mismo tiempo una buena ventilación natural y la coherencia arquitectónica con el proyecto inicial.
EOLIOS puede ayudarte a - Anticipar las restricciones eólicas para todos tus proyectos
Elestudio CFD realizado en este colegio puso de manifiesto zonas localizadas de incomodidad, sobre todo en los pasillos y en algunos balcones, donde el efecto Venturi provoca un aumento local de la velocidad del aire y, por tanto,incomodidad. En general, los patios exteriores están bien resguardados, aunque hay zonas locales donde elflujo es más rápido. Sin embargo, estos fenómenos son muy localizados y no afectan a otras zonas. En general, la presencia del colegio ayuda a reducir las velocidades del aire en todo el recinto, lo que a su vez mejora el confort general de los ocupantes.
Este estudio ilustra la importancia de la modelización aeráulica en la fase de diseño o renovación, al proporcionar una comprensión precisa de las interacciones entre el viento y elentorno construido.
¿Estás trabajando en un proyecto en el que tener en cuenta las condiciones del viento es crucial para la comodidad del usuario? Recurre a nuestra experiencia en CFD para tomar las decisiones correctas y optimizar tu trabajo desde la fase dediseño.
Más información sobre este tema:
Vídeo resumen del estudio
Resumen del estudio
Las simulaciones CFD han permitido identificar con precisión las zonas de incomodidad asociadas a la configuración del emplazamiento. Se observaron fenómenos de aceleración local en ciertos pasajes estrechos y galerías abiertas. Las condiciones en las principales zonas exteriores son generalmente favorables, con velocidades del aire moderadas. Las estructuras caladas y los materiales porosos influyen mucho en la distribución de los flujos. Se han propuesto posibles mejoras para reducir el efecto Venturi y las zonas de sobrevelocidad. Los resultados confirman la pertinencia de la modelización CFD para evaluar la comodidad de los peatones. Este enfoque ha permitido cuantificar objetivamente los niveles de confort en función de las direcciones predominantes del viento. El estudio destaca la importancia de tener en cuenta la aeráulica desde la fase de diseño arquitectónico. Las conclusiones contribuyen a una mejor integración de los edificios en su entorno urbano desde el punto de vista climático. EOLIOS reafirma su compromiso de ayudar a los gestores de proyectos a diseñar proyectos cómodos y de alto rendimiento.
Vídeo resumen de la misión
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