Thermal performance and roof geometry in churches of San José de Cúcuta, Colombia

Abstract

[EN] Understanding the thermal performance of architectural enclosures is fundamental due to its environmental, economic, social, and political implications worldwide. This study investigates the impact of roof geometry on the thermal performance of three churches in San José de Cúcuta, Colombia: The Cathedral of San José, the Church of Our Lady of Candelaria, and the Church of Our Lady of Carmen. The methodology is divided into four parts: configuration of simulation variables, simulation execution, data analysis, and thermal characterization of different types of roof enclosures. Conducting heat transfer simulations in ANSYS is based on previous research on solar incidence and heat transfer on church roof surfaces. The results highlight the importance of geometry in mitigating exterior and interior temperatures in warm climates such as that of San José de Cúcuta. This provides valuable information for architects and designers, enabling them to make informed decisions to optimize building thermal efficiency and improve occupant comfort, making this research valuable for architectural practice.

[ES] La comprensión del rendimiento térmico de las envolventes arquitectónicas es de vital importancia debido a sus repercusiones ambientales, económicas, sociales y políticas en todo el mundo. Este estudio investiga el impacto de la geometría de las cubiertas en el rendimiento térmico de tres iglesias en San José de Cúcuta, Colombia: la Catedral de San José, la Iglesia de Nuestra Señora de la Candelaria y la Iglesia de Nuestra Señora del Carmen. La metodología se divide en cuatro partes: configuración de variables de simulación, ejecución de simulaciones, análisis de datos y caracterización térmica de diferentes tipologías de envolventes de cubierta. La realización de simulaciones de transferencia de calor en ANSYS está basada en investigaciones previas sobre incidencia solar y transferencia de calor en superficies de cubierta de iglesias. Los resultados destacan la importancia de la geometría en la mitigación de las temperaturas exteriores e interiores en climas cálidos como el de San José de Cúcuta. Esto ofrece información valiosa para los arquitectos y diseñadores, permitiéndoles tomar decisiones informadas para optimizar la eficiencia térmica de los edificios y mejorar la comodidad de los ocupantes, lo que hace que esta investigación sea valiosa para la práctica arquitectónica.