EL VIENTO ALREDEDOR DE LOS EDIFICIOS

EL VIENTO ALREDEDOR DE LOS EDIFICIOS

1. Cuando el viento incide sobre un edificio se crea una zona de alta presión en la cara frontal; el viento rodea al edificio originando zonas de baja presión en las caras laterales, posterior y en la superior^^ Estas zonas forman distintos patrones de flujo de aire y turbulencia que es comúnmente llamada "estela o sombra de viento".

2. 3.1 DETERMINACIÓN DE LAS ZONAS DE TURBULENCIA

   • Si se considera al edificio con una altura H, ancho W, y profundidad o largo L, se puede definir un patrón del viento particular basado en las relaciones de la dimensión R^^:
     • Patrones del flujo del viento superficial en un edificio R=BS} 0.67*BL 0.33
       • Donde: R = escala de longitud Bs = dimensión menor entre H y W BL = dimensión mayor entre H y W cuando BL > 8 Bs, BL = 8BS L a escalad e longitud R, también se puede obtener mediante la siguiente expresión^^: R = Bsp°
         • Donde: R = escala de longitud Bs = dimensión menor entre H y W p = proporción mayor HAV o W/Fl (dimensión mayor / dimensión menor) cuando p > 8, entonces p = 8
           • De tal forma , las "sombras " d e viento o de turbulencia queda n definidas de acuerdo a^": 18 ASHRAE Hand book, Fundamentals 1993, op. cit., p. 14.1. 19 J.R. García y Víctor Fuentes F. op. cit. 20 ASHRAE Hand book, Fundamentals 1993, op. cit., p. 14.1.

3. La sombra de viento en sotavento normalmente se extiende aproximadamente entre 5 у 12 veces la altura del obstáculo о edificio, Lr se refiere a la zona de recirculación о reflujo mínimo del viento.

   • La primera zona de "recirculación" en la techumbre (ZI) queda definida por He, Le y Xc. La segunda zona de "alta turbulencia" (Z2) se define a partir de He con una relación 1:10, es decir con una inclinación de 5.7*'. Para determinar la distancia (L^), a partir de la fachada de sotavento, en donde la zona de turbulencia Z2 incide en el suelo, se puede usar:
     • Lz2 = ((H + Hc)/0.1)-(L-Xc )
       • Donde: Lz2 = distancia a partir de la fachada de sotavento del edificio donde Z2 incide en el suelo.
       • La relación de esta distancia o sombra de viento con respecto a la altura será por lo tanto: L^/ H
       • La tercera zona (Z3), "estela de viento" generada por el ediflcio queda definida por los puntos encontrados con la fórmula: Z3/ R = 0.28 (x/R) 0
       • Donde: X = distancia a partir del vértice de barlovento del edificio donde se forma la turbulencia.
       • La zona de recirculación de sotavento queda definida por Lr, es decir con una longitud igual a R. Cabe señalar que la capa límite en donde el viento no es afectado por el edifico se presenta a partir de una distancia aproximada de 1.5 R por arriba de la techumbre.

4. La cara frontal o de barlovento, recibirá el choque del viento por lo que se forma una presión positiva o empuje; siendo mayor aproximadamente a dos terceras partes de la altura del edificio o, de acuerdo con Lawson*'*, aproximadamente al 70% de su altura. A partir de este punto el viento escapará hacia arriba, hacia los lados y hacia abajo. Al chocar con el piso, el flujo descendente formará un vórtice o remolino y una pequeña zona de flujo inverso o ascendente en la parte más baja de esta cara*

5. En las caras laterales del edificio, así como en la superior, también se forma un vórtice y flujo inverso. En el lado de sotavento, se forma una amplia zona de turbulencia o sombra de viento que puede llegar a tener una longitud de hasta 20 veces la altura del edificio^^. Sin embargo la zona de recirculación o flujo inverso es mucho menor.

6. Encontrar las dimensiones de las zonas de recirculación o turbulencia del viento al incidir perpendicularmente sobre un edificio de 7 m de altura (H), con un ancho de fachada frontal al viento de 12 m (W) y un largo o profundad de 8 m (L).

   • Zonas de turbulencia y recirculación originadas por el choque del viento en un edificio^' R = BS°''*BL'^' ^ _ 7 0.67 * 22 0 ^ R = 8.36 O también: Por lo tanto: R = Bs R = 7 {12/7)033 R = 8.36 He = 0.22 (8.36) = 1.84 m Xc = 0.50 (8.36) = 4.18 m Le = 0.90 (8.36) = 7.52 m Lr = 1.00 (8.36) = 8.36 m Lz2 = ((H + He) / 0.1) - (L - Xc) Lz2 = ((7 + 1.84) / 0.1) - (8 - 4.18) Lz2 = 84.58 m
     • Relación sombra de viento Z2 con respecto a la altura: Lz2 / H 84.58/7=12.0 8
       • Altura de la "estela de viento" zona (Z3) a la distancia L y a partir del nivel de la azotea: Z3/ R = 0.28 (L/R)0 33 Z3 = 8.36 (0.28 (8/8.36) o^ ) Z3 = 2.31 m Altura de capa limite o sin perturbación a partir del suelo: CL = 1.5R + H CL = (1.5*8.36) + 7 CL = 19.54 m
         • En caso de que la dimensión Le sea mayora a la longitud total del edificio L entonces:
           • Zonas de turbulencia y recirculación originadas por el choque del viento en un edificio angosto
             • Altura de la "estela de viento" zona (Z3) a la distancia L y a partir del nivel de la azotea: Z3/ R = 0.28 (L/R)0 33 Z3 = 8.36 (0.28 (8/8.36) o^ ) Z3 = 2.31 m Altura de capa limite o sin perturbación a partir del suelo:
           • Zonas de turbulencia y recirculación originadas por el choque del viento en un edificio angosto

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