Urban layout and façade solar potential: a case study in the Mediterranean Region

Abstract

The access of direct radiation on building façades and the consequent opportunities for the passive use of solar energy mostly depend on the geometry of the urban canyon. The main factors which affect the influence of surrounding obstructions are the height to width ratio of the street section and the orientation of the urban pattern. This study aims to investigate the relationship between the two afore-mentioned parameters with regard to the solar energy gains on the different sides of a courtyard block which is taken as a typological case study. The concept of vertical solar potential is a useful tool to compare and assess the response of different urban layouts to the thermal and lighting requirements of a Mediterranean climate, in both quantitative and qualitative terms. The results of the analysis are expected to provide relevant information when formulating early design solutions to improve the solar performance and energy efficiency of urban patterns.

El acceso de la radiación directa en las fachadas y las consiguientes oportunidades de uso solar pasivo dependen, en gran medida, de la geometría del cañón urbano (o sección urbana). Los principales factores que determinan la mayor o menor influencia de las obstrucciones son: la relación entre la altura de los frentes edificados y el ancho de la calle (H/W) y la orientación de la trama de calles.

La presente investigación pretende analizar la relación entre estos dos parámetros y las ganancias de energía en las diferentes fachadas de un bloque urbano con patio central que se escoge como caso tipológico de estudio. El concepto de potencial solar vertical constituye una herramienta útil para evaluar y comparar la respuesta de diferentes configuraciones urbanas frente a los requerimientos térmicos y lumínicos, en el ámbito de la región Mediterránea, tanto en términos cuantitativos que bajo el aspecto cualitativo.

Los resultados del análisis proporcionan información relevante y útil para la elaboración de líneas guías de diseño que apuntan a mejorar el rendimiento solar y la eficiencia energética de los tejidos urbanos.

L'accés de la radiació directe a les façanes i les conseqüents oportunitats d'ús solar passiu depenen, en gran mesura, de la geometria del canó urbà (o secció urbana). Els principals factors que determinen la major o menor influència de les obstruccions son: la relació entre l'altura dels fronts edificats i l'ample del carrer (H/W) i l'orientació de la trama de carrers.

La present investigació pretén analitzar la relació entre aquests dos paràmetres i els guanys d'energia a les diferents façanes d'un bloc urbà amb pati central que s'escull com cas tipològic d'estudi. El concepte de potencial solar vertical constitueix una eina útil per avaluar i comparar la resposta de diferents configuracions urbanes front als requeriments tèrmics i lumínics, en l'àmbit de la Regió Mediterrània, tant en termes quantitatius com sota l'aspecte qualitatiu.

Els resultats de l'anàlisi proporcionen informació rellevant i útil per l'elaboració de línies guies de disseny que apunten a millorar el rendiment solar i l'eficiència energètica dels teixits urbans.