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.

El presente trabajo estudia el uso de patios mediterráneos en la arquitectura como sistemas pasivos de ahorro energético, mediante el entendimiento detallado de su comportamiento termodinámico. Se estudia su importancia histórica en la arquitectura, proponiendo para explicar su origen y pervivencia, un enfoque que subraya las cualidades físicas y las ventajas objetivas que reportan los patios. Se describe el estado de conocimiento técnico que tenemos sobre su funcionamiento en arquitectura detectando que los programas de calificación energética actuales, desincentivan el uso del patio al no considerar la existencia de un microclima en su interior. Posteriormente se avanza en la descripción y comprensión de los fenómenos físicos que condicionan los comportamientos microclimáticos relacionándolos con sus características geométricas. Esto se realiza tanto a un nivel teórico con el estudio de varios diseños tipo, como a nivel experimental, con la monitorización y estudio del diseño de patios reales.