Desarrollo de un método teórico para determinar el potencial de enfriamiento de radiadores a cielo nocturno, según su configuración y la de su entorno

Abstract

El enfriamiento radiante a cielo nocturno constituye una estrategia pasiva de particular interés para regiones de clima seco y noches estivales con cielos diáfanos. Desde el punto de vista del diseño de edificios que utilizan esta estrategia mediante cubiertas radiantes, resulta necesario poder evaluar la incidencia de los aspectos morfológicos y dimensionales del radiador y de su entorno, en la efectivi­dad del mismo para disipar calor hacia la bó­veda celeste.

Una serie de parámetros intervienen de manera combinada para definir el potencial de enfriamiento de radiadores a cielo nocturno: la distribución de temperaturas efectivas en el he­miciclo de la bóveda celeste, el ángulo de vista con que el radiador ve cada punto del cie­lo, la diferente combinación de estos valores cuando el radiador tiene una determinada pendiente y por último la configuración de los elementos físicos del entorno circundante, que enmascaran parcialmente la visión de la bóveda.

El trabajo se limita en esta etapa a conside­rar aquellos parámetros que inciden únicamen­te en la efectividad del acoplamiento radian­te entre el radiador y el cielo. El resultado principal es la proposición de una "herramienta de diseño" que permite cuantificar la variación del potencial de enfriamiento del ra­diador según su pendiente y la configuración de los elementos circundantes que obstruyen parcialmente la porción de cielo vista por el radiador. La metodología utilizada parte de los trabajos de Clark (1) y Berdahl y Fromberg (2) que permiten determinar teóricamente la variación de las temperaturas de cielo sobre la bóveda, en función del ángulo de cénit. El radiador ve los diferentes puntos del cielo según distintos ángulos de vista que condicionan la cantidad de energía disipada hacia la atmósfera. Temperaturas de cielo y ángulos de vista se combinan sobre la bóveda para cada punto o sector de la misma, con distintos va­lores según varía la pendiente del radiador. Por último, los elementos opacos del entorno bloquean parcialmente la visión del cielo, en función de su forma, dimensiones y distancia de la cubierta radiante.

Las "cartillas de potencial" de enfriamiento radiante combinan estos grupos de variables para distintos casos de pendiente de un radiador plano, permitiendo determinar sobre las mismas el enmascaramiento debido a los elementos del entorno, y la consecuente disminución del potencial.

El trabajo constituye una aproximación teóri­ca al tema y posibilita su posterior perfec­cionamiento mediante metodologías matemáticas más precisas, la implementación de modelos computacionales y la verificación experimental de algunos parámetros: en particular, la dis­tribución de temperaturas efectivas del cielo y la energía intercambiada por radiadores en función de sus características superficiales y el ángulo de vista