Análisis del comportamiento térmico de un techo verde desértico y su espesor de sustrato en el clima seco del noroeste de México

Abstract

El techo verde extensivo en clima cálido seco ayuda a disminuir la ganancia de calor generada por la cantidad de radiación solar presente en verano, la cual provoca temperaturas que sobrepasan la zona de confort térmico para interiores en clima cálido seco. Determinar los parámetros de temperatura que se presentan en el interior según el tipo de techo es importante para una mejora del diseño arquitectónico. Se midieron tres módulos físicos de evaluación (MFE), el primer módulo construido con un techo con espesor de sustrato preparado para un techo verde con vegetación desértica (MFE-TV), el segundo módulo con espesor de sustrato preparado para un techo verde desértico sin vegetación (MFE-TS), y por ultimo un módulo testigo con un techo convencional construido con postes, canales, hojas de yeso y triplay de madera (MFE-TC). Para determinar el potencial de reducción de temperatura del interior respecto al ambiente, se llevó a cabo un monitoreo de la temperatura interna, y se realizó un análisis estadístico de los datos obtenidos. Para el monitoreo térmico se utilizaron instrumentos con sensores térmicos con captación de temperaturas con una confiabilidad de ±0.1ºC. Se colocarán los sensores térmicos y se llevará a cabo el registro de datos conforme a las normas C1046-95 y C1153-97 de la American Society for Testing and Materials (ASTM). Se realizará el análisis de los datos con el método de la prueba t. Como aportación al conocimiento de la arquitectura bioclimática resultante de este trabajo se observó como 0.16m es el espesor ideal de sustrato en un techo verde desértico para así mantener un equilibrio entre sustentación de la vegetación y el peso agregado a la estructura del techo, así mismo se observó cómo al agregar un techo verde desértico se disminuye hasta 9.9ºC la temperatura, lo cual representa un 29.29% de reducción con respecto al medio ambiente. Esto provoca que la vivienda se mantenga dentro de la zona de confort durante mayor tiempo y demuestra como el techo verde desértico es efectivo en el clima semiárido seco del noroeste de México.

The extensive green roof in warm dry climate helps to decrease the heat gain generated by the amount of solar radiation present in summer, which causes temperatures that surpass the area of thermal comfort for interiors in dry warm weather. Determining the temperature parameters that are presented according to the type of roof is important for an improvement of the architectural design. Evaluate three test modules (MFE), the first module with a roof with substrate thickness prepared for a green roof with desert vegetation (MFE-TV), the second module with substrate thickness prepared for a desert green roof without vegetation (MFE-TS), and finally a control module with a roof conventional built with poles, canals, plaster sheets and wooden triplay (MFE-TC). To determine the potential of reduction of temperature of the interior with respect to the environment, a monitoring of the internal temperature will be made, and a statistical analysis of the obtained data will be made. For the thermal monitoring, instruments with thermal sensors with temperature pickup with a reliability of ± 0.1ºC will be used. The thermal sensors will be placed and data will be recorded according to the American Society for Testing and Materials (ASTM) standards C1046-95 and C1153-97. The data will be analyzed using the t-test method. As a contribution to the knowledge of the bioclimatic architecture resulting from this work, it can be observed how 0.16m is the ideal substrate thickness in a desert green roof in order to maintain a balance between the sustentation of the vegetation and the weight added to the roof structure. likewise, it can be seen how adding a desert green roof decreases the temperature to 9.9ºC, which represents a 29.29% reduction with respect to the environment, this causes the house to stay within the comfort zone for a longer time and demonstrates how the desert green roof is effective in the dry semiarid climate of northwestern Mexico.