Análisis de la adaptación de los edificios a los vientos dominantes

Para analizar si la orientación de los edificios es la adecuada en relación con la dirección predominante del viento es necesario calcular la orientación de las fachadas de los edificios. Para esto se construye un modelo digital del terreno (MDT) en formato TIN (Triangulated Irregular Network). El modelo del terreno debe presentar la edificación para que se puedan obtener los parámetros topográficos de la edificación. Una de las peculiaridades de este formato es que no permite construir modelos que presenten en la misma vertical dos cotas diferentes de altitud. Esta será la principal complicación técnica del procedimiento.

La información fuente necesaria para realizar este análisis será la siguiente:

• Capa de edificios con la altura del edificio (en plantas o en metros) en la tabla de atributos
• Capa de curvas de nivel con la altitud en la tabla de atributos

A lo largo del proceso se generarán nuevas capas y tablas para obtener los datos de orientación:

• TIN a partir de las curvas de nivel
• Raster de altitud
• Tabal zonal statistics de los edificios con el raster de altitud
• Buffer de edificios
• TIN con curvas de nivel y edificios
• TIN triangle del TIN con curvas y edificios
• Fachadas de los edificios
• Identity de las fachadas con el buffer de edificios
• Tabla resumen de la orientación de las fachadas por edificio

El procedimiento técnico se organiza de la siguiente manera:

1. Hacer el Modelo Digital del Terreno. Para esta fase del procedimiento es necesario crear un TIN a partir de las curvas de nivel. El método de triangulación utilizado puede ser soft line o mass point y la fuente de altura será la columna de la capa curvas de nivel que almacena la altitud.

2. Convertir el MDT de formato TIN a raster de altitud. Para esto usamos las herramientas de conversión del análisis 3D. Este paso es necesario para poder realizar el paso 3.

3. Obtener la altura de la base de los edificios. Para esto se usa la herramienta Zonal Statistics donde se pondrá la capa de edificios y su columna identificadora de cada polígono como contenedor y el raster de altitud como contenido. Con esto obtenemos una tabla con los estadísticos de los pixeles del raster de altitud que caen en cada polígono de edificios. La mínima será el valor tomado como cota de la base de los edificios.

De Análisis Territoriales con SIG

4. Cargar la cota de la base de los edificios en la capa edificios. Para realizar esta parte se utiliza el vínculo (join) entre tablas a partir del código identificador de los edificios.

De Análisis Territoriales con SIG

5. Hacer un buffer de los edificios de 10 cm. El objetivo de este buffer es utilizar la capa resultante como cota de la base de los edificios. Hay que realizar un buffer debido a que el formato TIN no permite triangular en la misma vertical la cota de la base y la del techo del edificio a la vez. Para realizar el buffer ejecutar la herramienta buffer (Analysis Tools / Proximity) y en la distancia poner 10 cm (0,1 m).

De Análisis Territoriales con SIG

6. Hacer el Modelo Digital del Terreno con Edificios. Para realizar este paso es necesario usar tres capas: curvas de nivel, edificios y buffer de edificios. Los edificios se usarán para triangular el techo y el buffer de edificios para la base. El método de triangulación y la fuente de altura de cada capa se muestra a continuación:

CAPA // MÉTODO DE TRIANGULACIÓN // FUENTE DE ALTURA

Curvas de nivel // Mass point o Soft Line // Columna Cota

Edificios // Hard replace // Columna Cota Techo

Buffer Edificios // Hard line // Columna Cota Base

De Análisis Territoriales con SIG

7. Convertir el MDT de formato TIN a shape (TIN Triangle). Para obtener los estadísticos de orientación de las fachadas de los edificios se convierte el TIN a shape a partir de la herramienta TIN Triangle (3D Analyst Tools / Conversion / From TIN).

8. Obtener la capa de las fachadas de los edificios. Para hacer esto es necesario seleccionar por localización los polígonos del TIN Triangle que tengan su centroide en el buffer de edificios. Remover de la selección los polígonos que tengan una orientación igual a -1 (techos). Exportar el resultado a una nueva capa de fachadas de los edificios.

9. Asignar el código identificador de cada edificio a las fachadas. Para esto se usa la herramienta Identity (Analysis Tools / Overlay). La capa buffer será la capa identidad y las fachadas la capa de input.

10. Hacer una tabla resumen de los estadísticos de orientación de las fachadas por edificio. Para esto se hace una tabla resumen de la columna identificadora de los edificios en la capa resultante del paso 9 y se calcula la máxima, mínima, media, suma, desviación y varianza de la orientación de las fachadas.

Interpretación de los resultados

La orientación media de las fachadas de los edificios es de 183,89 grados (dirección Sur), la moda es de 184 grados y la mediana de 182 grados por lo que teniendo en cuenta que la dirección dominante del viento es del Noreste (45 grados) se puede comprobar que la distribución de los edificios es la adecuada