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Thermodynamics of mediterranean courtyards: quantification and applications in eco-efficient architectural design

Abstract

This work studies the use of Mediterranean courtyard in architecture as a passive system of saving energy, through the detailed understanding of its thermodynamic behavior. Its historical importance in architecture is studied, proposing to explain its origin and longevity, an approach that emphasises the physical qualities and objective advantages that the courtyards demonstrate. We describe the current state of technical knowledge that we have about its purpose in architecture, whilst noting that the current programs of energy qualification discourage the use of the courtyard by not considering the existence of a microclimate inside. Later, the description and understanding of the physical phenomena that create the microclimatic behavior are shown in relation to their geometric characteristics. This is done both at a theoretical level with the study of several designs typologies, and at the experimental level, with the monitoring and study of the design of real courtyards.

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Thermodynamics of mediterranean courtyards: quantification and applications in eco-efficient architectural design

Author: Rojas Fernández, Juan Manuel; Galán-Marín, Carmen; Fernández Nieto, Enrique Domingo
Publisher: Universidad de Sevilla
Year: 2017
Source: https://idus.us.es/bitstreams/7fe11b11-ae34-43d7-bb34-954929cea321/download
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
S E V I L L A
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
S E V I L L AS E V I L L A
An onio Tejedo Cab e a, Ma a Molina Huel a (comp.)
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
Se illa: Uni e sidad de Se illa, 2017.
1.408 pp. 21 x 29,7 cm
ISBN: 38765987928376375
Legal Dep.: 236235768336
All igh ese ed. No pa o his book may be ep oduced s o ed in
a e ie al sys em, o ansmi ed, in any o m o any means wi hou
p io w i en pe mission om he Publishe .
EDITOR
Uni e sidad de Se illa
COMPILERS
An onio Tejedo Cab e a
Ma a Molina Huel a
DESIGN AND LAYOUT BY
Pablo Blázquez Jesús
Ma ía Ca ascal Pé ez
Daniel Longa Ga cía
Ma ina López Sánchez
F ancisco Ja ie Na a o de Pablos
Gab iel Velasco Blanco
ADMINISTRATION AND SERVICES STAFF
Ado ación Ga i a Iglesias
Se ille, no embe 2017
© 2017. IDA: ADVANCED DOCTORAL RESEARCH IN ARCHITECTURE
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
ORGANIZED BY
S E V I L L AS E V I L L A
COLLABORATORS

IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
All manusc ip s ha e been submi ed o blind pee e iew, all con en
in his publica ion has been s ic ly selec ed, he in e na ional
scien i ic commi ee ha pa icipa es in he selec ion o he wo ks is
o in e na ional cha ac e and o ecognized p es ige, an sc upulous
me hod o con en il e ing has been ollowed in e ms o i s e aci y,
scien i ic de ini ion and plo quali y.
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COMMITTEES
CONFERENCE CHAIRPERSONS
An onio Tejedo Cab e a, Coo dina o o he PhD P og am in
A chi ec u e and Di ec o o he Uni e si y Ins i u e o A chi ec u e
and Cons uc ion Sciences, P o esso Depa men o A chi ec u al
Design, Uni e si y o Se ille
Ma a Molina Huel a, Sec e a y o he Uni e si y Ins i u e o
A chi ec u e and Cons uc ion Sciences, P o esso o he Depa men o
Building S uc u es and Geo echnical Enginee ing, Uni e si y o Se ille
ORGANISING COMMITTEE
Ma ía Ca ascal Pé ez, Depa men o His o y, Theo y and
A chi ec u al Composi ion, Uni e si y o Se ille
Me cedes Lina es Gómez del Pulga , Depa men o A chi ec u al
G aphic Exp ession, Uni e si y o Se ille
Ángel Ma ínez Ga cía-Posada, Depa men o A chi ec u al
Design, Uni e si y o Se ille
Pila Me cade Moyano, Depa men o A chi ec u al Cons uc ions I,
Uni e si y o Se ille
Domingo Sánchez Fuen es, Depa men o U ban Planning and
Spa ial Planning, Uni e si y o Se ille
Manuel Vázquez Boza, Depa men o Building S uc u es and
Land Enginee ing, Uni e si y o Se ille
CONFERENCE SECRETARY
Pablo Blázquez Jesús, Ph.D. s uden , Depa men o A chi ec u al
Design, Uni e si y o Se ille
Ma ina López Sánchez, Ph.D. s uden , Depa men o A chi ec u al
Design, Uni e si y o Se ille
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
Las mesas emá icas es án di igidas a los jó enes doc o es y a
es udian es de doc o ado de las di e en es uni e sidades pa icipan es
que exponen sus expe iencias y mé odos sob e las in es igaciones
en desa ollo o ecien emen e concluidas. La pa icipación en las
mesas emá icas se ealiza po el p ocedimien o de selección con
e isión po pa es ciegos es ablecido en la call o pape s y po medio
de in i aciones exp esas al deba e. Las casi 70 comunicaciones se
han es uc u ado en cua o á eas emá icas ep esen a i as de los
p og amas de doc o ado en A qui ec u a.
El alle de pues a en común se ealiza en dos sesiones con la
pa icipación de los coo dinado es de cada uno de los p og amas
colabo ado es del Cong eso y de p o eso es con amplia expe iencia
doc o al. Sus obje i os son múl iples: deba i sob e las expe iencias
desa olladas en las dis in as uni e sidades, in e cambia ideas
sob e los en oques y los modelos aplicados, abo da los e os de
in e nacionalización y de ges ión, pone en ma cha el nue o Doc o ado
Indus ial con emp esas y agencias públicas, e c.
Las sesiones plena ias son dos: una sesión plena ia de in oducción
al cong eso, con la in e ención de coo dinado es de p og amas de
doc o ado nacionales y ex anje os; y una sesión plena ia de clausu a,
con un deba e abie o pa a la eelabo ación de las conclusiones
ex aídas de las mesas emá icas y del wo kshop y la p esen ación de
las conclusiones inales.
Ag adecemos a la Escuela In e nacional de Doc o ado de la Uni e sidad
de Se illa y a la Escuela Técnica Supe io de A qui ec u a de Se illa
el apoyo que han p opo cionado pa a la ealización de es e encuen o
que an o con ibuye a cla i ica el u u o de los es udios doc o ales en
las uni e sidades españolas an e el g an e o de la in e nacionalización
y la con inua mejo a de la calidad de la in es igación en A qui ec u a.
Damos los g acias ambién a los esponsables de los P og amas de
Doc o ado pa icipan es, a la Biblio eca de A qui ec u a de la US y a
odos los pa icipan es y asis en es.
An onio Tejedo Cab e a
Ma a Molina Huel a
Di ec o es Cong eso IDA_Se illa 2017
Ins i u o Uni e si a io de A qui ec u a y Ciencias de la Cons ucción IUACC

IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
1. Analyze he esea ch lines o he a ious p og ams and build a
map o doc o al esea ch in Spain wi h he suppo o coo dina o s,
u o s / hesis supe iso s, doc o al s uden s and young doc o s in
he disciplines ela ed o A chi ec u e and hei ela ed a eas.
2. To know he s a us o doc o al heses in p og ess o de ended
in he las h ee yea s, selec ed by means o a call wi h blind pee
e alua ion o he doc o al p og ams pa icipa ing in he cong ess.
3. Discuss he s uc u e and uni e si y managemen o doc o al
p og ams in ela ion o employmen challenges, collabo a ion wi h
he p oduc i e sec o and na ional esea ch p og ams.
4. Exchange expe iences wi h o he in e na ional doc o al esea ch
p og ams on in e na ional mobili y managemen , heses wi h
in e na ional men ion, co-supe ised heses, heses wi h indus ial
men ions, e c.
5. No less impo an , consolida e a na ional and in e na ional ne wo k
o Doc o al P og ams ela ed o A chi ec u e, U ban Planning,
He i age, Landscape, Technologies and ela ed disciplines.
OBJECTIVES
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
Thema ic ables
The hema ic ables a e places o p esen he me hodologies
and expe iences o young doc o s and doc o al s uden s om
di e en uni e si ies. They a e managed by he doc o a e s uden s
hemsel es, who gene a e conclusions o be deba ed and
ewo ked in he inal plena y session. The sessions a e de eloped
simul aneously wi h he p esen a ion o he pape s selec ed in he
call, o ganized in ou a eas o hema ic lines:
1. A chi ec u al echnologies
2. Housing, ci y and e i o y
3. He i age and Rehabili a ion
4. Analysis and ad anced p ojec s
Wo kshop
The wo kshop o he Cong ess is o ien ed owa ds he analysis o
he p oblems and managemen needs o he Doc o a e P og ams,
wi h he objec i e o a i ing a conclusions ha may be use ul
o he Uni e si ies in ol ed. The coo dina o s o he Doc o a e in
A chi ec u e p og ams and he doc o al s uden s’ ep esen a i es
will pa icipa e in he wo kshop. The ollowing a e opics o deba e:
lines o esea ch, me hodologies, o ganiza ional needs o he
doc o al p og ams, he In e na ional Doc o a e and he Indus ial
Doc o a e, and he u u e o doc o al esea ch.
Plena y Sessions
The plena y sessions a e held a he beginning and end o he
Cong ess. In he i s session o welcome and in oduc ion o
he Cong ess, esea che s om he na ional and in e na ional
scene and he coo dina o s o he doc o a e p og ams a e in i ed
o pa icipa e. In he second plena y session an open deba e
is p oposed o he going o e o he p oposals d awn om he
wo kshop and he hema ic ables. I also se es as a closing
ce emony wi h he p esen a ion o he inal conclusions o he
2017 IDA_Se illa Cong ess.
FORMAT
Beams we e es ed in bending, acco ding o UNE-EN 408 (2011) (Fig.6), and he e ec s o GFRP
ein o cemen s in he MOE, ul ima e s eng h (MOR) and imp o emen in he dispe sion o esul s
we e measu ed and analyzed. The ailu e modes o each beam we e also obse ed.
Fig. 6 Duo beams es acco ding o UNE EN-408.
The esul s o hese es s on ein o ced Populus beams a e shown in Figu e 7, wi h a signi ican
imp o emen wi h inc emen s in he moduli o elas ici y o 10% o GFRP ein o cemen s o 1200 g /
m2 and o a ound 15% o GFRP ein o cemen s o 2400 g / m2.
Fig. 7 Box and whiske s g aph wi h he modulus o elas ici y o popla duo beams.
A he p esen ime only he p e ious da a analyzes o he popla duo beams a e a ailable, and he
bending es o he Pinas e beams is scheduled o close da es.
3.3. C eep es s
In o de o s udy he long- e m beha io o he ein o ced duo beams, in ela ion o un ein o ced ones,
a long- e m es has been se up, acco ding o UNE-EN 380 (1998), wi h a o al load o 10 kN, which
ep esen s app oxima ely 50% o ul ima e load o he beams. The ambien condi ions o he labo a o y
emain nominally cons an , 20 ± 2ºC; 65 ± 5% humidi y in ai , co esponding o a hyg oscopic balance
o 12% HR in he wood (Kollman 1959).
The load is applied by means o he illing and illing o indi idual anks (Figu e 8), single wall
polye hylene (PE), wi h a use ul capaci y o 1000 li e s and dimensions o app oxima ely
1650x720x1260 mm, wi h uppe illing nozzles and lowe emp ying de ice, wi h locking key. The
suppo o he anks on he beams is made wi h an in e media e esis an pla o m, which allows o
apply he load on he beams on wo poin s, ollowing he suppo dis ances p oposed by UNE-EN 408
(2011).
7850
9240 9460
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
1. Analiza las líneas de in es igación de los di e sos p og amas
y cons ui el mapa de la in es igación doc o al en España con el
apoyo de los coo dinado es, los u o es/di ec o es de esis, los
doc o andos y los jó enes doc o es en las disciplinas elacionadas
con la A qui ec u a y sus á eas a ines.
2. Conoce el es ado de las esis doc o ales en ma cha o de endidas
en los úl imos es años, seleccionadas po medio de una call con
e aluado es po pa es ciegos de los p og amas de doc o ado
pa icipan es en el cong eso.
3. Deba i sob e la es uc u a y la ges ión uni e si a ia de los p og amas
de doc o ado en elación con los e os de empleo, colabo ación con
el sec o p oduc i o y los p og amas nacionales de in es igación.
4. In e cambia expe iencias con o os p og amas de in es igación
doc o al a escala in e nacional sob e ges ión de la mo ilidad
in e nacional, esis con mención in e nacional, esis en co u ela, esis
con mención indus ial, e c.
5. No menos impo an e, consolida una ed nacional e in e nacional
de P og amas de Doc o ado elacionados con la A qui ec u a, la
U banís ica, el Pa imonio, el Paisaje, las Tecnologías y sus disciplinas
a ines.
OBJETIVOS
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
S E V I L L A

IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
IDA: Ad anced Doc o al Resea ch in A chi ec u e
A chi ec u e echnologies / TECNOLOGíAS DE LA ARqUITECTURA
p. 23-30: AnAlYsis oF inciDence oF license MAnAgeMen Ac iVi ies in he P ocesses oF he in e nA ionAl s AnDA D
une iso 21,500 / p. 31-39: ANÁLISIS DE INCIDENCIA DE LAS ACTIVIDADES DE GESTIÓN DE LICENCIAS EN LOS PROCESOS DE LA
NORMA INTERNACIONAL UNE ISO 21.500
Ga cía Ruiz-Espiga, Adol o; Sole Se e ino, Manuel
p. 41-49: enVeloPe’s ene gY Pe Fo MAnce oF uniVe si ies BuilDings locA eD in BAhiA – B AZil / p.50-58: DESEMPEÑO
ENERGÉTICO DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA DE EDIFICACIONES UNIVERSITARIAS CONSTRUIDAS EN BAHIA - BRASIL
San ana, B uno; Coch, Helena
p. 59-66: A s uDY oF he essen iAl chA Ac e is ics oF A gloBAl DAnce Floo sYs eM / p. 67-74: ESTUDIO SOBRE LAS
CARACTERíSTICAS ESENCIALES DE UN SISTEMA DE SUELO GLOBAL PARA LA DANZA
Tu iel, Claudia; Ga cía-San os, Al onso
p. 75-83: he ooF he MAl BehAVio in A oPicAl-eQuA o iAl cliMA e / p. 84-93: EL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE LA
CUBIERTA EN EL CLIMA TROPICAL-ECUATORIAL
To es-Quezada, Je e son; Coch-Rou a, Helena; Isalgué, An onio
p. 95-103: F P einFo ceMen AnD P oDuc ion oF Duo iMBe BeAMs / p. 104-112: FABRICACIÓN Y REFUERZO DE
VIGAS LAMINADAS DÚO CON FRP
Balmo i, Jose An onio; Bas e a, Luis-Al onso
p. 113-121: Me hoDologY oF coMPleMen A Y AssessMen o A liFe cYcle AnAlYsis oF he sus AinABili Y oF
use gADuA BAMBoo in cons uc iVe solu ions / p. 122-130: METODOLOGíA DE VALORACIÓN COMPLEMENTARIA A
UN ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE LA SOSTENIBILIDAD DEL USO DEL BAMBÚ GUADUA EN SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS
To es Rojas, José Edua do; Neila Gonzalez, F ancisco Ja ie
p. 131-141: he MoDYnAMics oF MeDi e AneAn cou YA Ds: QuAn iFicA ion AnD APPlicA ions in eco-eFFicien
A chi ec u Al Design / p. 142-152: TERMODINÁMICA DEL PATIO MEDITERRÁNEO: CUANTIFICACIÓN Y APLICACIÓN AL
DISEÑO DE ARqUITECTURAS ECO-EFICIENTES
Rojas Fe nández, Juan Manuel; Galán Ma ín, Ca men; Fe nández Nie o, En ique
p. 153-160: coMPleMen A Y echniQues Fo he chA Ac e iZA ion oF neW cons uc ion MA e iAls: AnAlYsis
AnD eVieW / p. 161-169: TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE NUEVOS MATERIALES
CONSTRUCTIVOS: ANÁLISIS Y REVISIÓN
Ped eño-Rojas, M. Alejand o; Mo ales-Conde, M. Jesús; Rod íguez-Liñán, Ca men; Pé ez-Gál ez, Filomena; Rubio-de-Hi a, Paloma
p. 171-181: cu en AnD Fu u e DeMAnD-siDe MAnAgeMen Po en iAl elA eD o he he MAl MAss oF
esiDen iAl BuilDings in eu oPe BAcKg ounD AnD Me hoDologicAl APP oAch / p. 182-192: POTENCIAL ACTUAL
Y FUTURO DE GESTIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA ASOCIADA A LA MASA TÉRMICA DE EDIFICIOS RESIDENCIALES EN
EUROPA ANTEDECENDES Y PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO
de-Bo ja-To ejón, Manuel; León-Rod íguez, Ángel-Luis; Aue , Thomas
p. 193-203: s uDY AnD AssessMen oF he seisMic Vulne ABili Y oF P iMA Y school BuilDings locA eD A he
AlgA Ve AnD huelVA: s A e oF he A / p. 204-214: ESTUDIO Y VALORACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SíSMICA DE
EDIFICIOS DE EDUCACIÓN PRIMARIA EN EL ALGARVE Y HUELVA: ESTADO DEL ARTE
Requena-Ga cía-de-la-C uz, Ma ía-Vic o ia; Fazendei o-Sá, Luis; Mo ales-Es eban, An onio; Es ê ão, João M.C.; Fe ei a, Mónica A.;
Du and-Ney a, Pe cy; Oli ei a, Ca los Soussa
p. 215-222: eseA ch on eco-eFFicien s uc u Al Mo A s / p. 223-231: INVESTIGACIÓN SOBRE MORTEROS
ESTRUCTURALES ECO-EFICIENTES
González-Kunz, Rocío N.; Pineda, Paloma; Mo illas, Leand o; B ás, Ana
p. 233-242: oWA D A con eMPo A Y PlAnning Me hoD: echnologiAl AnD ci iZenshiP coMMi Men / p. 243-253: HACIA
UN MÉTODO DE PLANIFICACIÓN CONTEMPORÁNEO: COMPROMISO TECNOLÓGICO Y CIUDADANO
Luque Ma ín, I ene
TERMODINÁMICA DEL PATIO MEDITERRÁNEO: CUANTIFICACIÓN Y
APLICACIÓN AL DISEÑO DE ARQUITECTURAS ECO-EFICIENTES
Rojas Fe nández, Juan Manuel (1)(*); Galán Ma ín, Ca men (2); En ique, Fe nández
Nie o(3)
(1)(*) A qui ec o In es igado en el g upo TEP-206. Email: jm [email protected]
(2)P o . Ti ula Depa amen o de Cons ucciones A qui ec ónicas I
(3)P o . Ti ula Depa amen o de Ma emá ica Aplicada I


Resumen: El p esen e abajo es udia el uso de pa ios medi e áneos en la a qui ec u a
como sis emas pasi os de aho o ene gé ico, median e el en endimien o de allado de su
compo amien o e modinámico. Se es udia su impo ancia his ó ica en la a qui ec u a,
p oponiendo pa a explica su o igen y pe i encia, un en oque que sub aya las cualidades
ísicas y las en ajas obje i as que epo an los pa ios. Se desc ibe el es ado de
conocimien o écnico que enemos sob e su uncionamien o en a qui ec u a de ec ando que
los p og amas de cali icación ene gé ica ac uales, desincen i an el uso del pa io al no
conside a la exis encia de un mic oclima en su in e io . Pos e io men e se a anza en la
desc ipción y comp ensión de los enómenos ísicos que condicionan los compo amien os
mic oclimá icos elacionándolos con sus ca ac e ís icas geomé icas. Es o se ealiza an o a
un ni el eó ico con el es udio de a ios diseños ipo, como a ni el expe imen al, con la
moni o ización y es udio del diseño de pa ios eales.
Palab as cla e: Mic oclimas, CFD, Clima Medi e áneo, Pa io, Eco-e iciencia.
1. Obje i os
Comp ende y cuan i ica an o el mic oclima del pa io así como su in luencia sob e la eco-e iciencia
de los edi icios. Pa a ello se desa ollan simulaciones compu a izadas median e código o iginal
capaces de calcula la empe a u a del pa io pa a un clima y una a qui ec u a dada.
2. In oducción
La capi al impo ancia del pa io en la a qui ec u a medi e ánea queda e idenciada al se el espacio
más ep esen a i o de la casa en las ciudades de es as egiones, desde los albo es de la ci ilización
(Capi el 2005; Díaz Recasens 1997; Pé ez de Lama 1996). La casa omana y la casa musulmana son
cla os exponen es de es o en el a co medi e áneo al y como se ha mos ado. La p e alencia o
desapa ición del pa io se ha analizado en un mismo en o no cul u al pe o di e en e clima. La igu a 1
compa a San iago de Compos ela en el no e de España, que iene un clima más ío, y Se illa, una
ciudad en el su que iene un clima más cálido. En San iago los pa ios son escasos, sin emba go, en
Se illa son pa e signi ica i a de la es uc u a u bana.
Fig. 1 Compa ación en e la es uc u a u bana de San iago de Compos ela (a) y Se illa (b)
Po o o lado, exis en pa ios que o ganizan las piezas de las casas de mane a muy simila a la de las
medi e áneas en di e en es y dis an es egiones de la ie a que compa en climas cálidos. Hay
pa ios en egiones apa adas de China y en la Amé ica p ecolombina (Ca ballo 2016) donde la
a b
con inuidad cul u al no ha sido posible. Po an o, que el pa io sea más p opio de climas cálidos o
cálidos- emplados y menos de climas íos indica que es una adap ación climá ica de la edi icación.
Se p opone como hipó esis la lógica exis encia en es os espacios de un mic oclima con ai e más
esco que el del ex e io , que ayuda a mode a las empe a u as de la edi icación.
3. Ma co cien í ico
Sin emba go, al es udia el ma co cien í ico y écnico sob e edi icación ene gé icamen e sos enible, se
cons a a los g a es p oblemas de en endimien o de la es a egia del pa io. En la mayo ía de los
abajos in e nacionales de e e encia es udiados no apa ece mención alguna al pa io, ni cuando se
e ie en a climas cálidos. Cuando apa ece, lo hace de mane a pa cial desc ibiendo sólo sus
cualidades de en ilación y a amen e sus p opiedades mic oclimá icas (Ene gy Resea ch G oup o
Uni e si y College Dublin 2014). En los abajos nacionales sí se ha encon ado, en mayo o meno
medida, una más cuidadosa a ención y es udio a es as cualidades aunque sin pode cuan i ica las
(Neila González 2004). Se es ablece una azonable causa de al a de amilia idad climá ico-cul u al
con la solución del pa io que hace más di ícil su en endimien o como es a egia bioclimá ica en climas
sep en ionales. Pe o ambién las g andes di icul ades de la desc ipción cien í ica y cuan i a i a del
enómeno, colabo an en su al a de conside ación écnica.
En es e sen ido se cons a a que an o los p og amas in o má icos más ex endidos de balance
ene gé ico así como los que de e minan la cali icación obliga o ia de la e iciencia ene gé ica de los
edi icios en países como España, no conside an la exis encia de un mic oclima eal di e en e del
ex e io den o de los pa ios que pueda con ibui al aho o de ene gía en los edi icios. El pa adigma
ene gé ico asumido pa a cualquie clima, de hace los edi icios lo más compac o posible, con el
meno coe icien e de o ma, a a és de no ma i as como el CTE (Díaz Gui ado & Allepuz Ped eño
2016), c i e ios de concu sos públicos y p esc ipciones de ingenie ías, hacen cada ez más di ícil la
in eg ación de pa ios en los diseños con empo áneos.
Sólo en los úl imos años, los nue os en oques apo ados po las in es igaciones basadas en
dinámica de luido compu acional (CFD) (Mu akami 2006) (Kubo a e al. 2017; Micalle e al. 2016;
Almha dy e al. 2015; Padilla-Ma cos e al. 2015; Bajunid e al. 2013; Al-Mas i & Abu-Hijleh 2012;
Moonen e al. 2011; Muhaisen 2006; Rajapaksha e al. 2003) así como el dis in o ace camien o al
ac o de con o apo ando po el campo del con o é mico adap a i o (Nicol e al. 2012), han abie o
mejo es pe spec i as pa a la conside ación de los pa ios en edi icios na u almen e en ilados. Po
an o, se señala la necesidad de es ablece cien í icamen e la o ma en que los pa ios son ealmen e
buenas adap aciones climá icas y cuan i ica de mane a e ec i a su compo amien o.
De igual o ma se es ablece la hipó esis de que, exis e una adap ación “na u al” de las ca ac e ís icas
del pa io a cada clima. Así, se es udia como e ec i amen e, algunas ca ac e ís icas dimensionales de
los pa ios se elacionan con el clima en donde se si úan. Es o pe mi e es ablece una elación en e
su o ma a qui ec ónica y su compo amien o mic oclimá ico. Es la a qui ec u a la que c ea y
condiciona el mic oclima del pa io. Dis in as geome ías y elemen os ( ege ación, agua, somb a)
de inidos desde la a qui ec u a modi ican el compo amien o e modinámico del pa io. En conc e o,
as un es udio de di e en es ipos de pa ios his ó icos se obse a como en egiones más cálidas, los
pa ios suelen se más p o undos (en endida la p o undidad como la azón en e la al u a y la anchu a
P=h/a) que en las ías (Tabla1). Sin emba go, en egiones más ías los pa ios, no exis en como
imos o cuando lo hacen, suelen se más g andes y de meno es p o undidades (más anchos) como
se e leja en la igu a 2.
su icien e de simulaciones compa adas con sus co espondien es moni o izaciones que e mina a de
desc ibi con de alle el alcance y limi aciones de las simulaciones p opues as.
Fig. 11 Compa ación en e la cu a de empe a u a en el pa io simulada y moni o izada (Rojas-Fe nández e al. 2012).
7. Con ibución del pa io al con o adap a i o.
Po úl imo se es udia el e ec o de la es a egia bioclimá ica del pa io sob e el con o humano. Se
analiza en el con o en el in e io de los edi icios con pa io, como en el pa io mismo. Es des acable
sub aya que pa a alo a el con o en los pa ios, no se usan, como pa ece ía lógico, las
me odologías aplicables a espacios ex e io es sino las usadas pa a alo a el con o in e io . La
azón es que, como se ha is o, los pa ios no son espacios en e amen e ex e io es ni en e amen e
in e io es sino una compleja in e acción de ambos. Si adop amos pa a los pa ios los c i e ios de
alo ación de con o en espacios in e io es, es a emos del lado de la segu idad pues es os c i e ios
son más es ic i os que los usados pa a ex e io es. Po o o lado (como pude es udia en la
uni e sidad de Ken ) las mejo es alo aciones de con o ex e io se basan en ex ensas encues as
bien es anda izadas ealizadas al usua io casual de esos espacios. Los pa ios medi e áneos
es udiados suelen se espacios p i ados cuyos usua ios no son casuales ni es adís icamen e
neu ales. Se ía necesa io in oduci en esos espacios “usua ios ic icios” que end íamos que
selecciona de alguna mane a. Todo es o supond ía un sesgo al es udio que disminui ía
conside ablemen e la obje i idad y alo del mismo. Po an o se op a po un p ocedimien o más
neu al que ap o echa las moni o izaciones obje i as ealizadas sob e el mic oclima de los pa ios
pa a alo a su g ado de con o .
Se adop a pa a ello el nue o en oque del con o adap a i o po se la mejo ap oximación que
enemos al enómeno. Así lo demues a su adopción en los nue os es ánda es de con o an o
eu opeos EN 15251 como es adounidenses ASHRAE 55 . El ac o cla e es en ende que el con o
es un pa áme o humano y po an o complejo que iene que e con su isiología pe o ambién con su
psicología. Las adicionales o mulaciones ísicas simpli icadas basadas en ecuaciones de balance
é mico del cue po con su en o no, no consiguen de ini co ec amen e el pa áme o de con o . Solo
median e ex ensas campañas de encues as se ha podido de e mina que las pe sonas encuen an
más ácilmen e el con o en espacios que p esen an a iaciones de empe a u a zonal y empo al,
siemp e elacionadas o acopladas con la empe a u a ex e io . El con o in e io depende de la
empe a u a ex e io y de la adap ación de la pe sona al clima, la cul u a y al edi icio en donde e
encuen as. En es e con ex o, el bienes a y el con o del se humano depende mucho de man ene
el con ac o con la e olución del ambien e y la empe a u a ex e io .
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Tempe a u a moni o izada ex e io
Tempe a u a simulada en el pa io
Tempe a u a moni o izada en el pa io

Fig. 12 Con o adap a i o en el in e io del edi icio (a) y en el in e io del pa io (b)
Los pa ios, en un edi icio que pueda se na u almen e en ilado a a és de él, pe mi en odo es o
con mayo acilidad. La con as ación de lo an e io se ha hecho aplicando los cálculos de con o
adap a i o an o de la no ma eu opea como de la ame icana a las empe a u as in e io es del edi icio
de Có doba es udiado así como a las empe a u as moni o izadas de su pa io. La conclusión es cla a:
pa a los días de e ano es udiados, an o en el in e io del edi icio como en el pa io, las empe a u as
se encuen an la mayo pa e del iempo den o del ango de con o conside ado en ambas
no ma i as.
Se concluye en onces que el pa io es una es a egia idónea en climas como el medi e áneo pa a
consegui con o de mane a pasi a. De es a o ma se consigue, además, diseños más e icien es
ene gé icamen e pues pe mi e p escindi de la clima ización du an e el mayo iempo posible, que es
lo que más aho a ene gía. Finalmen e, cuando ealmen e es necesa io su uso, se puede u iliza el
ai e del pa io, más esco, pa a in eg a lo en la clima ización con lo que el aho o, en es e caso,
ambién se á posible g acias al pa io. Pocas es a egias pueden se an comple as.
8. Conclusiones.
A la luz de los esul ados expe imen ales y de simulación, se puede conclui que el diseño de pa ios
en edi icios medi e áneos p esen a las siguien es en ajas:
 Pe mi i la c eación de espacios ex e io es con mic oclimas que mode en la empe a u a en climas
cálidos siendo neu al su e ec o en climas más íos y condiciones de in ie no. Es os mic oclimas
se han u ilizado adicionalmen e de mane a pasi a pa a mejo a el endimien o de es os edi icios.
Sin emba go, ambién es posible u iliza es a écnica en diseños con empo áneos, in oduciendo
es e ai e más esco en el sis ema de ai e acondicionado y mejo ando el endimien o ene gé ico
del edi icio. Pa a e alua es o, se equie e un mejo conocimien o cuan i a i o de es os enómenos.
 Pa a mejo a las condiciones de en ilación e i ando el sob ecalen amien o. Las o mas y pa ios
complejos pe mi en meno es anchu as cons uidas de los espacios in e io es de los edi icios,
achadas en di e en es o ien aciones con di e en es condiciones de p esión de ien o y
empe a u a, que a o ecen las posibilidades de en ilación c uzada.
 Po úl imo, pe o no menos impo an e, en los climas medi e áneos, la a qui ec u a de o mas y
pa ios más complejos suele p opo ciona una expe iencia humana más sa is ac o ia man eniendo
el con ac o con la na u aleza (Nicol e al. 2012). Es o mejo a el con o é mico adap a i o y aho a
ene gía al man ene el ai e acondicionado apagado po más iempo.
El desa ollo de he amien as ene gé icas p ecisas pa a su u ilización du an e las p ime as ases del
p oyec o, es una p io idad pa a log a la e iciencia ene gé ica. El p esen e es udio pone de elie e el
hecho de que, mien as no se in eg en he amien as más so is icadas en el diseño del edi icio, las
ecomendaciones gene ales como un ac o de o ma educido que gene en edi icios más compac os,
no ienen alidez en climas cálidos, debido a la compleja in e acción de o ma y clima. Es as
ecomendaciones excesi amen e simpli icadas pueden incluso se pe judiciales cuando se in en a
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log a una mayo ecoe iciencia en la cons ucción: aumen an el iesgo de sob ecalen amien o
(Sameni e al. 2015) y c ean un ue e pa adigma que di icul a la explo ación de nue as es a egias
inno ado as basadas en o mas más complejas, como es el caso de los pa ios y sus condiciones
mic oclimá icas.
9. Re e encias
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10. Ag adecimien os
Es a in es igación no hubiese sido posible en su o ma ac ual sin el espaldo cien í ico y económico del P oyec o de
Excelencia In es igado a de la Jun a de Andalucía PATIO “P oyec a A qui ec u as de T ansición desde una
In es igación Obje i a” (P11-TEP-7985) y del P oyec o del Plan Nacional del Minis e io de Economía y Compe i i idad
de España MORE-PATIO “Modelización de O den Reducido O ien ada al Diseño Ecoe icien e de los Pa ios”
(MTM2015-64577-C2-1-R).