Browsing by Author "Hormigos Jiménez, Susana"

In areas where catastrophes, natural disasters or armed conflicts have occurred, the economic and social context of the affected population becomes vulnerable. In all of those cases, is it essential to provide, as fast as possible,security and therefore housing. Dwellings must achieve the main objectives of an emergency house: simple construction system, fast to build, and adaptable to any kind of placement. Once a shelter is given, and it provides basic habitability, a second step would include considering somatic and proprioceptive aspects to improve human health. The way refugees perceive the built space around them becomes a significant factor to achieve welfare. Thus, in this context, the design of living spaces should be developed trying to endeavor physical, mental, and social wellbeing of its occupants. This article aims to provide several basic habitability parameters, “bio-healthy markers,” which contribute, as far as possible, to acquire an optimal health state. These markers are analyzed in an emergency house prototype developed by REbirth INhabit research group, within VEM project (Reference Oracle MEADSAIR), sponsored by Airbus Defence and Space. This is a patent prototype with the reference ES2488790A1 Modular Adaptable Housing Architecture, with the international extension WIPO/PTC WO 2014/114836 A1.

Getting a healthy and comfortable indoor environment in homes in southern Europe is a complicated task. In continental climates, with very cold temperatures in winter and very hot in summer, energy consumption greatly increases with air conditioning significant spending. To propose action guidelines for use of natural ventilation and to develop effective design strategies is essential. Therefore, and given a specific building type block of flats in Madrid, this article focuses on establishing what periods of the year natural ventilation is required to reduce energy consumption in air conditioning, also considering the quality of the outdoor environment and the design of the building. To develop this, a statistical study of the chosen type, that allows studying the direction and the wind speed in the area, is performed. Analysis of wind pressures in holes in the facade is performed by means of numerical simulations of fluid flow (CFD) inside to later infer in the natural ventilation rate required within policy parameters. With the data obtained, a study of energy saving is made as a function of natural ventilation rate established for the building type.

A partir de un modelo estructural básico, definido por nervios cuatripartitos de curvatura esquifada y bastidor horizontal de base, se realizan diferentes simulaciones numéricas por discretización de puntos, considerando el factor de forma de su geometría, variable. El método aplicado sirve para confirmar que el coeficiente de seguridad resultante de la comparación realizada a los modelos, se optimiza al reducir progresivamente la relación entre la superficie de la envolvente y el volumen encerrado por la estructura espacial. El modelo es sometido a la acción de cargas permanentes y acciones de viento con efecto prolongado en su aplicación cuasiestática. Se realiza un análisis del comportamiento sobre la estructura portante tanto de manera aislada como considerando las cargas totales, determinando por cada configuración de forma las zonas más desfavorables solicitadas y la evaluación de cargas dominantes. Asimismo se consideran en la modelización, los casos materiales para la estructura de acero al carbono en la parte inferior horizontal de la base, adoptando la solución tanto con aleación metálica de aluminio como de fibra de vidrio en la parte superior de los nervios cuatripartitos.

Partiendo de una estructura autoportante, se pretende mostrar las consideraciones y modificaciones de diseño llevadas a cabo para desarrollar la optimización de un suelo rígido acero-bambú para dicha estructura. Se justifica la elección de los materiales a través de sus propiedades mecánicas y coste, mostrando las ventajas del empleo del bambú como material de construcción. Con el propósito de lograr el mejor resultado en la optimización del modelo, se emplea como metodología de trabajo la simulación numérica por medio de elementos finitos utilizando el software comercial Abaqus. Se llevan a cabo distintas configuraciones dentro de la estructura autoportante (empleando elementos de refuerzo) y en la propia configuración geométrica de los paneles de bambú y de su soporte de acero, generando tres modelos diferentes (A, B y C), de tal forma que sea posible, en las tres opciones, elaborar un análisis que relacione tanto los esfuerzos generados como el desplazamiento y la deformación que sufre la base sometida a estudio. Finalmente se realiza una comparación de los resultados obtenidos por medio de las simulaciones, para concluir cuál de ellos consigue la optimización más adecuada del modelo, observándose cambios significativos en la flecha y ciertas variaciones en los esfuerzos internos.

Por medio de la presente investigación, se pretende llegar a establecer una serie de criterios, relativos a la ventilación, que garanticen una buena calidad del aire interior en ambientes residenciales y que, a su vez, aseguren un consumo energético adecuado, sin que vaya en perjuicio de la salud de los ocupantes. Para ello, el enfoque de este trabajo se centra en desarrollar una metodología para determinar la tasa de renovación de aire adecuada, de acuerdo a las emisiones de los materiales empleados en espacios interiores, y en la evaluación de la eficiencia de la ventilación, tanto en el recinto completo como en la zona de respiración, en función de variaciones en el número y en la disposición de elementos de mobiliario incluidos en el interior. En el estado del arte, se refleja la importancia de profundizar en la investigación acerca de las estrategias más extendidas para mejorar la calidad del aire interior, que son el suministro de aire puro, el control de fuentes interiores de emisión de contaminación (especialmente de compuestos orgánicos volátiles totales (TVOC) y formaldehído (HCHO)) y la mejora de la eficiencia de la ventilación. Cabe destacar que, hoy en día, en los países industrializados, la gente pasa entre un 80% y un 90% del tiempo en espacios interiores; por ello, la calidad del aire interior, especialmente en espacios interiores residenciales, influencia en gran medida la salud humana, así que resulta esencial diseñar una ventilación apropiada, que garantice una buena calidad del aire interior y que, a su vez, cumpla con los requerimientos de confort y eficiencia energética. La metodología seguida para alcanzar el propósito de la investigación se centra en el desarrollo de un procedimiento de cálculo para determinar la tasa de renovación de aire adecuada; para ello, se emplea la información sobre modelos de emisión de diferentes productos de construcción incluida en la base de datos NRC, desarrollada por el por el National Research Council de Canadá. Por otro lado, la metodología empleada para evaluar la eficiencia de la ventilación reside en la simulación numérica por medio de la técnica de dinámica de fluidos computacional (CFD), validada a través del método experimental de caída de concentración del gas trazador. En el desarrollo y en los resultados de la investigación se muestra, por un lado, la influencia del tipo de materiales (de altas y de bajas emisiones), de las características geométricas del espacio interior y de la concentración máxima admisible de contaminación interior sobre el cálculo de la tasa de renovación de aire. Como conclusión principal, cabe destacar la disminución de la tasa de renovación volumétrica, necesaria para reducir los niveles de contaminación interior, a más del 99% tras haber transcurrido 3 meses desde la aplicación del material; además, se observa que, ante una tasa de renovación de aire constante de 0,5 h-1, se precisan 21 años para reducir la concentración interior de TVOC a niveles seguros si se emplean materiales de altas emisiones, frente a 19 días, si se aplican materiales de bajas emisiones. Por otro lado, el desarrollo y los resultados relativos a la eficiencia de la renovación volumétrica, en el recinto completo y en la zona de respiración, muestran, además de los valores relativos a dicha eficiencia, las zonas de estancamiento de aire producidas por la influencia de la disposición de elementos de mobiliario en el interior. Cabe destacar, como conclusión, que todos los modelos evaluados al desarrollar el estudio sobre la eficiencia de la ventilación poseen un patrón de flujo de cortocircuito (eficiencia inferior al 50%), excepto al analizar la eficiencia de la renovación de aire en la zona de respiración, donde dos de los casos presentan una eficiencia por encima del 50% y albergan, por lo tanto, un patrón de flujo de mezcla perfecta. Como divulgación científica de la presente investigación, se encuentran publicados cuatro artículos científicos, todos ellos en revistas indexadas en el Journal Citation Reports (JCR), una de ellas en el primer cuartil (Q1), otra en el segundo cuartil (Q2), otra en el tercer cuartil (Q3) y la restante en el cuarto cuartil (Q4).

According to the need of emergency houses all around the world, thedevelopment of a prototype (low cost and high strength structure) whichcould be placed anywhere becomes essential. This placement could be insusceptible areas to earthquakes, floods or armed conflicts. It has been studiedthe behaviour of a steel-bamboo hybrid structure compared with a steel-aluminiumhybrid one(in termsof strength).Finite elementssoftware hasbeenused to simulate both models. It has been obtained the maximum quantity ofbamboo which can be placed in the prototype achieving the optimum design.As far as strength is concerned, steel-aluminium is better than steel-bamboo;even though, it exists minimum difference (9.16%), which is despicableconsidering the advantages of bamboo. When using bamboo as alternativematerial, displacement varies because of the density of the elements. Thestructuralmodel becomeslighter and,according to that,it supposesan increasein the displacement (about 0.4 mm).