Patrones de sombras en CE3X

Patrones de sombras en CE3X

JOSE MICHAEL

JOSE MICHAEL

Ingeniero Industrial

La determinación de las sombras proyectadas sobre fachadas y cubiertas es quizá la parte más tediosa y la que lleva más tiempo de la realización de un certificado de eficiencia energética con CE3X.
Esto se debe a que la interfaz de introducción de datos del programa solo ofrece ayudas al cálculo para obstáculos remotos que además sean rectangulares y paralelos a la superficie que sombrean, lo que obliga a utilizar otras herramientas externas a CE3X, o peor aún, al cálculo manual de las coordenadas que definen todos los demás tipos de obstáculos tales como patios interiores, volados o salientes laterales propios del edificio, sombras de edificios remotos no rectangulares ni paralelos o sombras sobre cubiertas.Declaración de la renta 2020

Orientación y latitud

Antes de comenzar con los cálculos, debemos tener perfectamente orientada geográficamente la superficie de la envolvente objeto de estudio para lo que podremos utilizar una brújula* u orientar el elemento sí queda representado sobre cartografía fiable o bien utilizar una “brújula digital”, que mediante localización GPS, ofrece mediciones suficientemente precisas.

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*Nota Importante: Debido a la amplia variabilidad temporal y geográfica de la declinación magnética (ángulo entre el norte magnético local y el norte geográfico verdadero), no resulta aconsejable la utilización de brújulas magnéticas para la orientación de fachadas.

En caso de querer utilizar una brújula magnética, deberemos asegurarnos de que la misma ha sido calibrada para su uso en las zonas 1 (norte de Europa) o 2 (norte de África). El uso de brújulas magnéticas puede provocar errores de hasta 30°. Respecto a la latitud, poco hay que decir, pues CE3X solo considera 2 posibles trayectorias solares: una para la Península Ibérica y Baleares y otra para las Islas Canarias, que además queda automáticamente seleccionada al indicar la provincia y la localidad en el panel de datos administrativos.

Trigonometría básica

Cualquier elemento que proyecte sombra sobre una de las superficies de nuestra envolvente, estará definido por al menos dos puntos en el espacio. A su vez, cada uno de estos puntos en el espacio, quedarán fijados por sus tres coordenadas en un sistema de referencia cilíndrico con su centro ubicado sobre el centro geométrico de la superficie afectada. Estas tres coordenadas para cada punto son:

  • Acimut, ? (grados): en el plano horizontal, ángulo de desviación con respecto a la dirección sur, 0°, tomándose los ángulos medidos hacia el este como negativos (0 , -90) y hacia el oeste como positivos (0, +90).
  • Elevación, ? (grados): ángulo positivo que define la altura del obstáculo que proyecta sombras, dadas su altura relativa y su distancia respecto al origen.
  • Distancia horizontal, d (metros): distancia desde el origen hasta la proyección del punto del espacio sobre la horizontal.

Evidentemente, la elevación ? está relacionada con la distancia d, a través de la altura relativa h (metros) del punto respecto del origen, siendo esta relación:

ce3x certificado

Por tanto, para obtener el ángulo ? en grados, realizaremos la siguiente operación:cee sombras ce3x

Ejemplo sencillo

En la figura superior, tomada del manual de usuario de CE3X, el Edificio 1 ubicado al suroeste, definido por los puntos pto1, pto2 y pto3, proyecta sombra sobre la fachada sur del Edificio 2. Si se toma el centro de la fachada sur del edificio 2 como origen de coordenadas, pueden obtenerse los ángulos ? y ? para cada uno de los tres puntos mediante mediciones directas de alturas y distancias y/o lecturas sobre planos. En este caso, conociendo las distancias entre el origen y los puntos de la fachada del edificio 2 en la horizontal y conociendo la diferencia de altura entre el origen (punto central de la fachada sur del edificio 2) y el punto más alto del edificio 1 y tras medir sobre un plano los ángulos ?1, ?2, ?3 entre la línea que indica cero grados (sur) y los puntos 1, 2 y 3, podemos obtener los tres pares de coordenadas que definen el obstáculo:

ce3x patron sombras

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Para mantener la continuidad del obstáculo, estos puntos deberán introducirse “pareados” en la interfaz de patrones de sombras de CE3X, es decir, deberemos introducir primero los puntos 1 y 2 que definen la arista 12 y a continuación los puntos 2 y 3 (repitiendo el punto 2), que definen la arista 23:   Introducción de los puntos 1 y 2 

Introducción de los puntos 2 y 3

Como resultado de la introducción de los datos de esta manera, se obtiene el siguiente patrón de sombras, correspondiente a los dos polígonos definidos:

Herramientas de ayuda

Esto ha sido un ejemplo sencillo de introducción de datos de un obstáculo con CE3X. Si tenemos la “suerte” de que el obstáculo es rectangular y se encuentra paralelo a nuestra fachada (caso típico de edificios alineados a un lado y otro de una calle), la introducción de datos queda facilitada por el asistente para obstáculos rectangulares de CE3X, que calculará los ángulos necesarios si se le da la orientación, la altura y la distancia del obstáculo.

Los obstáculos que proyectan sombras pueden ser muy variados y aunque la teoría para su resolución es la ya hemos explicado, el cálculo de los ángulos alfa y beta puede resultar significativamente largo.

Para ello existen herramientas de cálculo gratuitas tales como CARTA SOLAR (Patrones de obstrucción solar), de Oscar Redondo Rivera, que nos permiten la selección rápida de los parámetros geográficos de la zona y geométricos de los obstáculos como patios interiores, salientes en fachada, perfiles de edificios remotos, soportales o cornisas y que además en su versión 2.0 de octubre de 2015 permite la aplicación no solo a fachadas sino también a cubiertas.

Hasta aquí lo básico sobre patrones de sombras en CE3X. Para seguir profundizando en conceptos más técnicos y complejos como el factor solar específico, el factor solar modificado, dispositivos de protección solar y otros, recomendamos la consulta de la siguiente bibliografía que completa lo expuesto:

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