Selección modal de las olas de calor que hace inadecuado el ambiente en las viviendas

Dr Joshua PIÑAS

Director: Gilles LEFEBVRE

Co-supervisor : Jean-Marie ALESSANDRINI

​

27 de noviembre de 2024

XXXI Simposio Peruano de Energía Solar 2024

Universidad Nacional de Tumbes

1

Contenido

1. Contexto
2. Problemática
3. Objetivo
4. Fundamento teórico
5. Método de selección modal para olas de calor que hacen inadecuada el ambiante en las viviendas
6. Aplicación del método
7. Conclusiones
8. Perspectivas

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1. Antecedentes

Temperatura exterior y radiación solar

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1. Antecedentes

NOAA. (2023). National Centers for Environmental information, Climate at a Glance: Global Time Series. https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/climate-at-a-glance/global/time-series/globe/land_ocean/ytd/1/1850-2022

2050

1.5 °C

Aumento de la temperatura global en superficie

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2. Problemática

Tabla 1. Exceso de mortalidad debido a

olas de calor en Francia.

Secuencia meteorológica

Descripción del uso de la vivienda

Descripción física de la vivienda

Cálculo de un indicador de confort

Secuencia meteorológica

(en función de la vivienda)

Descripción del uso de la propiedad

Descripción física de la propiedad

Cálculo de un indicador de riesgo térmico

Método actual

Método propuesto

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3. Objetivo

Desarrollar un método para identificar secuencias meteorológicas basadas en el filtro térmico de la vivienda, que hace que el ambiente interior no sea adecuado.

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4. Fundamento teórico

4.1. Definiciones

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4. Fundamento teórico

4.2. Ola de calor y función escalón

Laaidi, K., Ung, A., Wagner, V., Beaudeau, P., & Pascal, M. (2012). Sistema de alerta de olas de calor y salud: Principios, fundamentos y evaluación. Informe técnico, Institut de veille sanitaire InVS, 17.

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4. Fundamento teórico

4.3. Temperatura exterior equivalente

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4. Fundamento teórico

4.4. Transformada de Fourier de coseno discreto

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4. Fundamento teórico

4.5. Filtro térmico

El nivel de amortiguación térmica de la envolvente varía en función de sus propiedades térmicas y su geometría.

La secuencia meteorológica que hará que el ambiente en los hogares no sea el adecuado debe seleccionarse en función del filtro térmico del edificio.

Barrera: la envolvente de la vivienda

Ocupantes de viviendas

Ambiente exterior

Temperatura exterior

Radiación solar

Temperatura interior

Posibilidad de filtrar la señal externa

Barrera: la envolvente de la vivienda

Temperatura exterior equivalente

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4. Fundamento teórico

4.6. ¿Cómo podemos estudiar el filtro térmico de la envolvente de una vivienda?

Modelo

Física

• Características físicas
• Geometría

Temperatura

interior

• Temperatura exterior
• Radiación solar

• Funciones escalón
• Funciones coseno

Representar a

Evalúe

Método

Modal

Vivienda

Clima

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4. Fundamento teórico

4.7. Método modal

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4. Fundamento teórico

Probabilidad de ocurrencia de la temperatura piloto y de un umbral de temperatura durante el periodo 1981-2019.

4.8. Análisis del riesgo térmico

La temperatura del bulbo seco durante la noche superando el umbral de 24°C.

• Temperatura del piloto: minorante de temperatura interior.

• Criticidad:

Identificación de olas de calor en interiores.

La temperatura del piloto superando el umbral de 24°C.

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4. Fundamento teórico

Funciones Pasos

Funciones coseno

Método modal

Transformada discreta de Fourier

Respuesta 1: Funciones escalonadas

Respuesta 2: Funciones coseno

Temperatura del piloto

Olas de calor en interiores

Secuencias meteorológicas

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5. Etapas del método

Temperatura piloto

Secuencia meteorológica

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5. Etapas del método

Etapa 1: Definición del sistema térmico y ecuación

1

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5. Etapas del método

Etapa 2: Caracterización de las señales de frontera

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5. Etapas del método

Paso 3: Búsqueda de frecuencias dominantes

Determinación de la temperatura exterior y de la semiamplitud diaria anual

3

3.1

3.2

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5. Etapas del método

Paso 3.1: Paso temperatura exterior

Al cabo de este tiempo, la vivienda habrá olvidado el impacto de la temperatura exterior equivalente en el clima interior, con una memoria residual del 5%.

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5. Etapas del método

Paso 3.1: Determinación de la temperatura interior de baja frecuencia

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5. Etapas del método

Paso 3.1: Temperatura interior de baja frecuencia

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5. Etapas del método

Paso 3.1: Temperatura interior de baja frecuencia

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5. Etapas del método

Paso 3.1: Temperatura interior de baja frecuencia

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5. Etapas del método

Paso 3.2: Determinación de la semiamplitud: frecuencia dominante

La frecuencia que surge se asocia a las 24 horas.

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5. Etapas del método

Paso 3.2: Determinación de la semiamplitud

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5. Etapas del método

Paso 3.2: Contribución de media amplitud

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5. Etapas del método

Paso 4: Determinar la temperatura del piloto

4

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5. Etapas del método

Paso 4: Determinar la temperatura del piloto

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5. Etapas del método

Paso 5: Cálculo de la temperatura piloto para diferentes años meteorológicos pasados

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5. Etapas del método

Paso 6: Clasificación en orden ascendente de la temperatura piloto promediada en 3 días para todos los años meteorológicos.

(c) Clasificación en orden ascendente de la temperatura piloto promediada en 3 días deslizantes y cálculo de su probabilidad de ocurrencia.

(a) Cálculo de la temperatura piloto para cada año meteorológico.

(b) Cálculo de la temperatura piloto promediada en 3 días para cada año meteorológico.

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5. Etapas del método

Etapa 7: Selección de la secuencia meteorológica que hace inadecuado el ambiente interior, en función de un umbral de temperatura.

Años

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Intensidad de canículas interiores / número de días

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6. Aplicación del método

6.1. Proyecto calle Nollet, RIVP

a

b

c

d

*

Método simplificado de selección modal para olas de calor en interiores

Vivienda colectiva T1

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6. Aplicación del método

6.2. Proyecto de la calle Nollet, RIVP

a

b

c

d

*

Método detallado de selección modal para olas de calor en interiores

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6. Aplicación del método

6.3. Proyecto calle Nollet, RIVP

Inicio y fin de las olas de calor en interiores, vivienda Nollet.

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6. Aplicación del método

6.4. Proyecto calle Nollet, RIVP

d

d

s

s

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6. Aplicación del método

6.5. Proyecto m5

d

d

s

s

Casa unifamiliar

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6. Aplicación del método

6.6. Proyecto B. Berthier, RIVP

d

d

s

s

Vivienda colectiva T2

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6. Aplicación del método

6.7. Proyecto Mozart

Casa unifamiliar

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7. Conclusiones

MÉTODO DE SELECCIÓN MODAL

Basado en

Estimación

Análisis de riesgos térmicos

Parámetro climático

Temperatura piloto

Umbral

Determine

Olas de calor en interiores

Diagramas

Criticidad

Construido

Entre 1981 y 2019

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7. Conclusiones

Representación detallada de la geometría

y la composición del

alojamiento

Constante de

tiempo térmico

CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE TEMPERATURA DE PILOTAJE

Cálculos detallados

Cálculos simplificados

Método modal

Comprender

Fenómenos físicos

Método modal

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7. Conclusiones

La mitad de la amplitud diaria de la temperatura exterior equivalente, promediada a lo largo del año y ponderada por una ganancia armónica.

Permite

Contiene

Seguir el comportamiento de los valores mínimos de temperatura interior.

Estimar la probabilidad de aparición de secuencias meteorológicas peligrosas para el ocupante mediante la elección de un umbral de temperatura.

Una temperatura exterior equivalente, promediada en el tiempo y ponderada por una ganancia estática.

Una contribución constante de la temperatura de los vecinos.

Temperatura

Piloto

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7. Conclusiones

Método de selección modal

Simplificado

Detallado

Utilice

Cualquier

Olas de calor en el interior

Determina

Según el proyecto

Inicio

Fin

Duración

Potencial de desarrollo

Ver

Análisis de riesgos sanitarios

Sobrecalentamiento de ambientes interiores

Para conducir

Enlace

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8. Perspectivas

Caudal de renovación

el aire

Valor

constante

• Cada parámetro de control de temperatura.
• Priorizar la temperatura del piloto.
• Identificación de olas de calor en interiores.
• Secuencias meteorológicas de alto riesgo.

Influe

Oportunidad de mejora:

Balance termo-aérico

Caudal de renovación

aire

Función de tiempo

MÉTODO DE SELECCIÓN MODAL

Se puede considerar:

Secuencias meteorológicas prospectivas

Futuras olas de calor en interiores

Herramienta de toma de decisiones

en la fase de diseño

y renovación térmica

casas.

1

2

Podría ser

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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