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Porous Media Characterization to Simulate Water and Heat Transport through Green Roof Substrates

Año: 2017
Categoría: Crecimiento urbano, Gestión adaptativa recursos hídricos

Autores: Victoria Sandoval, Carlos A. Bonilla, Jorge Gironás, Sergio Vera, Felipe Victorero, Waldo Bustamante, Victoria Rojas, Eduardo Leiva, Pablo Pastén and Francisco Suárez

Revista: Vadose Zone Journal, Vol. 16, Iss. 4

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Abstract

Los techos verdes integran la vegetación en los edificios, lo que minimiza los requisitos de energía y la escorrentía. Es necesario comprender los procesos que controlan los flujos de agua y calor en techos verdes bajo condiciones climáticas específicas del sitio para optimizar sus beneficios. Las características hidrodinámicas y térmicas de los sustratos y las capas de vegetación son los principales factores de control que determinan los flujos de agua y calor en los techos verdes. Caracterizamos las propiedades físicas, hidrodinámicas y térmicas de cinco sustratos de techo verde.

Realizamos simulaciones numéricas de transporte de calor y agua acopladas para evaluar el impacto de estas propiedades en el rendimiento hidráulico y térmico de un sistema de techo hipotético. Los cinco sustratos mostraron una gran capacidad para almacenar y transportar agua, mientras que su capacidad para conducir el calor era similar a la de otros sustratos de techo verde. En condiciones no saturadas, la retención de agua, la capacidad de almacenamiento y el contenido de materia orgánica (MO) de los sustratos controlaron la respuesta hidráulica y térmica de cada sustrato. Nuestros resultados de simulación muestran que el sustrato con la mejor capacidad para almacenar agua y reducir el flujo de calor a través de la capa de sustrato estaba compuesto de perlita y turba y tenía un gran contenido de MO (30,7%) y agua saturada (0,757 cm³ cm⁻³) . Este sustrato superó a los demás, probablemente debido a su baja conductividad térmica y su gran espacio poroso. El modelado dinámico presentado en este estudio puede representar la complejidad de los procesos que están ocurriendo en los sustratos de techo verde, y por lo tanto es una herramienta que se puede utilizar para diseñar la configuración de un techo verde.

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