Efecto térmico de las azoteas verdes en la Ciudad de México, Yucatán y Coahuila

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.29105/ingenierias26.95-799

Palabras clave:

Transferencia de calor, ahorro de energía, aire acondicionado, modelo matemático, azotea convencional

Resumen

En este trabajo, se presenta un modelo matemático de transferencia de calor para evaluar el efecto térmico de la implementación de azoteas verdes extensivas para la rehabilitación de edificaciones mal aisladas sometidas a las condiciones climáticas de la Ciudad de México, Yucatán y Coahuila. El modelo, que requiere pocos datos de entrada, es resuelto numéricamente e implementado en Python. Los resultados muestran que la implementación de una azotea verde contribuye a disminuir la amplitud de oscilación en la temperatura interna de la edificación, disminuye la temperatura media interior, y reduce el consumo de energía eléctrica destinada al acondicionamiento de aire.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Biografía del autor/a

Heriberto Sánchez Mora, Instituto Politécnico Nacional

Ingeniero en Energía por la Universidad Autónoma de Metropolitana-Iztapalapa, y obtuvo sus estudios de maestría en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Actualmente estudia el Doctorado en Ciencias Fisicomatemáticas en el Instituto Politécnico Nacional.

Manuela Azucena Escobedo Izquierdo, Universidad Nacional Autónoma de México

Es Ingeniera Mecánica Electricista, con Maestría en Ingeniería en Energía y Doctorado en Arquitectura por la UNAM. También es instructora en cursos y diplomados de Ahorro y Uso Eficiente de la Energía para organismos Nacionales e Internacionales. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores e Investigadoras.

Sergio Quezada García, Universidad Nacional Autónoma de México

Es profesor de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores e Investigadoras desde enero de 2018.

Ricardo Isaac Cázares Ramírez, Universidad Autónoma Metropolitana

Es profesor de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa y miembro del Sistema Nacional de Investigadores e Investigadoras.

Marco Antonio Polo Labarrios, Universidad Nacional Autónoma de México

Se ha desempeñado como Profesor - Investigador en la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa/Cuajimalpa y en la Universidad Iberoamericana Ciudad de México/Puebla. Es profesor de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores e Investigadoras desde 2018.

Citas

L.F. Møller Francis, M. Bergen Jensen, Benefits of green roofs: A systematic review of the evidence for three ecosystem services, Urban For. Urban Green. 28 (2017) 167–176.

L. Blank, A. Vasl, B.Y. Schindler, G.J. Kadas, L. Blaustein, Horizontal and vertical island biogeography of arthropods on green roofs: a review, Urban Ecosyst. 20 (2017) 911–917. doi:10.1007/s11252-016-0639-9.

A. Mohajerani, J. Bakaric, T. Jeffrey-Bailey, The urban heat island effect, its causes, and mitigation, with reference to the thermal properties of asphalt concrete, J. Environ. Manage. 197 (2017) 522–538.

J.C. Berndtsson, L. Bengtsson, K. Jinnob, Runoff water quality from intensive and extensive vegetated roofs, Ecol. Eng. 35 (2009) 369–380.

D. Suszanowicz, Model research on the influence of green roofs on environmental parameters in urban agglomerations, E3S Web Conf. 45 (2018).

U. Berardi, The outdoor microclimate benefits and energy saving resulting fromgreen roofs retrofits, Energy Build. 121 (2016) 217–229.

M.V. Sánchez Dominguez, E. González, D. Fabián, A. Salvo, M.S. Fenoglio, Arthropod diversity and ecological processes on green roofs in a semi-rural area of Argentina: Similarity to neighbor ground habitats and landscape effects, Landsc. Urban Plan. 199 (2020) 103816. doi:https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2020.103816.

L. Yao, Z. Wu, Y. Wang, S. Sun, W. Wei, Y. Xu, Does the spatial location of green roofs affects runoff mitigation in small urbanized catchments?, J. Environ. Manage. 268 (2020) 110707. doi:10.1016/j.jenvman.2020.110707.

P. Bevilacqua, R. Bruno, N. Arcuri, Green roofs in a Mediterranean climate: energy performances based on in-situ experimental data, Renew. Energy. 152 (2020) 1414–1430. doi:10.1016/j.renene.2020.01.085.

T. Susca, Green roofs to reduce building energy use? A review on key structural factors of green roofs and their effects on urban climate, Build. Environ. 162 (2019) 106273. doi:10.1016/j.buildenv.2019.106273.

T. Liberalesso, C. Oliverira Cruz, C. Matos Silva, M. Manso, Green infrastructure and public policies: An international review of green roofs and green walls incentives, Land Use Policy. 96 (2020) 104693. doi:https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2020.104693.

O. Saadatian, K. Sopian, E. Salleh, C.H. Lim, S. Riffat, E. Saadatian, A. Toudeshki, M.Y. Sulaiman, A review of energy aspects of green roofs, Renew. Sustain. Energy Rev. 23 (2013) 155–168.

I. Teotónio, C. Matos Silva, C. Oliveira Cruz, Eco–solutions for urban environments regeneration: The economic value of green roofs, J. Clean. Prod. 199 (2018) 121–135.

M. Tang, X. Zheng, Experimental study of the thermal performance of an extensive green roof on sunny summer days, Appl. Energy. 242 (2019) 1010–1021. doi:10.1016/J.APENERGY.2019.03.153.

G. Kokogiannakis, J. Darkwa, K. Yuan, A combined experimental and simulation method for appraising the energy performance of green roofs in Ningbo’s Chinese climate, Build. Simul. 7 (2014) 13–20. doi:10.1007/s12273-013-0149-0.

A. Pyrgou, J. Yang, M. Santamouris, Green roofs’ urban heat island mitigation potential in tropical climates for institutional buildings under free floating conditions, in: 14th Asia Pacific Conf. Built Environ., Bali, Indonesia, 2017.

F. Ardente, M. Beccali, M. Cellura, M. Mistretta, Energy and environmental benefits in public buildings as a result of retrofit actions, Renew. Sustain. Energy Rev. 15 (2011) 460–470. doi:10.1016/j.rser.2010.09.022.

S.W. Churchill, H. Ozoe, Correlations for laminar forced convection in flow over an isothermal flat plate and in developing and fully developed flow in an isothermal tube, J. Heat Transfer. 95 (1973) 78–84.

S. Quezada-García, G. Espinosa-Paredes, M.A. Escobedo-Izquierdo, A. Vázquez-Rodríguez, R. Vázquez-Rodríguez, J.J. Ambriz-García, Heterogeneous model for heat transfer in Green Roof Systems, Energy Build. 139 (2017) 205–213.

N. Gerzhova, J. Cote, P. Blanchet, C. Dagenais, S. Menard, A conceptual framework for modelling the thermal conductivity of dry green roof substrates, BioResources. 14 (2019) 8573–8599.

C. Feng, Q. Meng, Y. Zhang, Theoretical and experimental analysis of the energy balance of extensive green roofs, Energy Build. 42 (2010) 959–965.

S. Cascone, J. Coma, A. Gagliano, G. Pérez, The evapotranspiration process in green roofs: A review, Build. Environ. 147 (2019) 337–355.

G.H. Hargreaves, F. Asce, R.G. Allen, History and Evaluation of Hargreaves Evapotranspiration Equation, J. Irrig. Drain. Eng. 129 (2003) 53–63. doi:10.1061/ASCE0733-94372003129:153.

Q.L. Meng, Y. Zang, L. Zang, Measurement of the equivalent thermal resistance of rooftop lawns in a hot-climate wind tunnel, J. Harbin Inst. Technol. (New Ser. 13 (2006) 53–56.

L. Evangelisti, C. Guattari, F. Asdrubali, On the sky temperature models and their influence on buildings energy performance: A critical review, Energy Build. 183 (2019) 607–625. doi:10.1016/j.enbuild.2018.11.037.

Y. Cengel, M. Boles, Termodinámica, Mc Graw Hill, Mexico, 2003.

R. Martens, B. Bass, S. Saiz Alcazar, Roof–envelope ratio impact on green roof energy performance, Urban Ecosyst. 11 (2008) 399–408.

Conagua SMN, Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA’s), (n.d.). https://smn.conagua.gob.mx/es/observando-el-tiempo/estaciones-meteorologicas-automaticas-ema-s (accessed 29 August 2019).

M. Mungur, Y. Poorun, D. Juggurnath, Y.B. Ruhomally, R. Rughooputh, M.Z. Dauhoo, A. Khoodaruth, H. Shamachurn, M. Gooroochurn, N. Boodia, M. Chooneea, S. Facknath, A numerical and experimental investigation of the effectiveness of green roofs in tropical environments: The case study of Mauritius in mid and late winter, Energy. 202 (2020) 117608.

M.A. Chagolla–Aranda, E. Simá, J. Xamán, G. Álvarez, I. Hernández–Pérez, E. Téllez–Velázquez, Effect of irrigation on the experimental thermal performance of agreen roof in a semi–warm climate in Mexico, Energy Build. 154 (2017) 232–243.

A. Ávila-Hernández, E. Simá, J. Xamán, I. Hernández-Pérez, E. Téllez-Velázquez, M.A. Chagolla-Aranda, Test box experiment and simulations of a green-roof: Thermal and energy performance of a residential building standard for Mexico, Energy Build. 209 (2020) 109709. doi:10.1016/j.enbuild.2019.109709.

X. Chen, C. Shuai, Z. Chen, Y. Zhang, What are the root causes hindering the implementation of green roofs in urban China?, Sci. Total Environ. 654 (2019) 742–750.

Descargas

Publicado

21-07-2023

Cómo citar

Sánchez Mora, H., Escobedo Izquierdo, M. A., Quezada García, S., Cázares Ramírez, R. I., & Polo Labarrios, M. A. (2023). Efecto térmico de las azoteas verdes en la Ciudad de México, Yucatán y Coahuila. Ingenierias, 26(95), 34–48. https://doi.org/10.29105/ingenierias26.95-799