acondicionamiento ambiental 1 clima, confort térmicoy sostenibilidad
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
ASIGNATURA: ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL 1
Trabajo 1
clima, confort térmico y
sostenibilidad.
30 de noviembre de 2011
Gabriela Roberts, Ma Gabriela Ugarte
El presente trabajo tiene como objetivos analizar el efecto de los elementos
del clima sobre el confort térmico en viviendas de la ciudad de Maracaibo
Puntos a investigar
Parte teórica
1- Conceptos de arquitectura bioclimática y arquitectura sostenible
2- Conceptos de temperatura (máxima, mínima y promedio),
humedad, precipitaciones, radiación solar, asoleamiento y viento.
3- Concepto de confort térmico y factores que lo afectan.
4- Diagramas Bioclimáticos: concepto, principios, zona de confort,
gráficas de Olgyay y Givoni.
5- Meteorología y datos meteorológicos para la ciudad de Maracaibo.
Parte Práctica
1- Determinar i los parámetros meteorológicos investigados para
Maracaibo entran en la zona de confort de Olgyay y Givoni.
2- Evaluar y representar gráficamente como inciden los elementos del
clima en una vivienda: vientos, radiación solar, y vegetación. Señalar
los efectos de ventilación interna y externa.
3- Señalar los aspectos por los cuales la vivienda Evaluada tiene o no
tiene arquitectura sostenible
4- Buscar un ejemplo de arquitectura sostenible a nivel mundial y
señala los aspectos climáticos tomados en cuenta para su diseño.
PARTE TEÓRICA
1- Conceptos de arquitectura bioclimática y arquitectura sostenible
Arquitectura Bioclimática
La arquitectura bioclimática básicamente trata de orientar el diseño de
edificaciones en base a las condiciones climáticas, aprovechando los
recursos disponibles como el sol, la vegetación, la lluvia, y los vientos para
reducir los impactos al medio ambiente y así mismo reducir los costos de los
servicios.
Cabe resaltar que el costo de estas viviendas es elevado pero puede
haber una especie de compensación a la hora de que todas las facturas
de los servicios bajen de precio.
Este sistema de viviendas bioclimáticas se usa en otros países desde hace
algunos años donde los techos se orientan al sur en el hemisferio norte para
aprovechar la inclinación del sol, también se tienen en cuenta factores
como las condiciones del terreno, las corrientes de aire lo cual tendrá
relación con la manera en la cual se organizan los espacias de las
viviendas.
Arquitectura sostenible
La arquitectura sostenible, también llamada arquitectura verde, al igua
que la arquitectura bioclimática gira en torno al diseño, pero en este caso
busca que dicho diseño sea lo más sustentable posible, buscando el
sacarle provecho a los recursos naturales de tal manera que minimicen
el daño ambiental de las edificaciones sobre el medio ambiente y sus
habitantes.
Para que una edificación sea sostenible se debe tomar en cuenta las
condiciones climáticas, la hidrografía y los ecosistemas del entorno en que
se construyen dichas edificaciones, para obtener el máximo rendimiento
con el menor impacto, escoger siempre los materiales de bajo consumo, y
usar medios alternos como fuentes de energía renovables para reducir la
ingesta de energía.
2- Conceptos de temperatura (máxima, mínima y promedio),
humedad, precipitaciones, radiación solar, asoleamiento y viento.
Temperatura
La temperatura magnitud o cantidad que normalmente se asocia con la
sensación de calor y frio, también es una medida del calor o energía
térmica de las partículas en una sustancia, esta no depende del número
de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño.
Temperatura máxima. Es la mayor temperatura del aire alcanzada en un
lugar en un día (máxima diaria), en un mes (máxima mensual) o en un año
(máxima anual). En condiciones normales, y sin tener en cuenta otros
elementos del clima, las temperaturas máximas diarias se alcanzan en las
primeras horas de la tarde; las máximas mensuales suelen alcanzarse
durante julio o agosto en la zona templada del hemisferio norte y en enero
o febrero en el hemisferio sur. Las máximas absolutas dependen de muchos
factores, sobre todo de la insolación, de la mayor o menor humedad, de
los vientos etc.
Temperatura mínima. Se trata de la menor temperatura alcanzada en un
lugar en un día, en un mes o en un año y también la mínima absoluta
alcanzada en los registros de temperaturas de un lugar determinado.
También en condiciones normales, las temperaturas mínimas diarias se
registran en horas del amanecer, las mínimas mensuales se obtienen en
enero o febrero en el hemisferio norte y en julio o agosto en el hemisferio
sur. Y también las temperaturas mínimas absolutas dependen de varios
factores.
Temperatura media. Se trata de los promedios obtenidos entre las
temperaturas máximas y mínimas. Con las temperaturas medias mensuales
(promedio de las temperaturas medias diarias a lo largo del mes) se
obtiene un gráfico de las temperaturas medias de un lugar para un año
determinado. Y con estos datos recolectados por mucho tiempo se puede
sacar una estadística de la temperatura de dicho lugar.
Humedad
La humedad es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se
puede clasificar de forma absoluta (humedad absoluta) o de forma
relativa (humedad relativa). La humedad relativa es la relación porcentual
entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que
necesitaría contener para llenarse a igual temperatura, por ejemplo, una
humedad relativa del 70% quiere decir que de la totalidad de vapor de
agua (el 100%) que podría contener el aire a esta temperatura, solo tiene
el 70%.
Precipitaciones
La precipitación es cualquier forma de agua que cae del cielo y llega a la
superficie terrestre. Este fenómeno puede caer en forma de
lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo. La cantidad de precipitación
sobre la superficie terrestre es llamada pluviosidad.
La precipitación es un proceso significativo ya que es la causante del
depósito de agua dulce en el planeta y, por consiguiente, de la vida en
nuestro planeta, La precipitación es generada por las nubes, cuando
alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas de agua
aumentan de tamaño hasta alcanzar el punto en que se precipitan por la
fuerza de gravedad.
Radiación solar
La radiación solar es el conjunto de radiaciones
electromagnéticas emitidas por el Sol. No toda la radiación alcanza la
superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas, son
absorbidas por los gases de la atmósfera fundamentalmente por el ozono.
La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es
la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área,
alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).
Existen 4 tipos de radiación solar:
La directa, que es la que va del sol
a la tierra.
La difusa: es la que va del sol a la
nube y luego a la tierra.
Indirecta: va del sol al suelo
erosionado y luego al edificio.
Edificio-edificio: va del sol al suelo
erosionado luego al edifico y este
se la trasmite a otro edificio.
Asoleamiento
En Arquitectura se habla de cuando se trata de la necesidad de permitir el
ingreso del sol en ambientes interiores o espacios exteriores donde se trata
alcanzar un confort. En el asoleamiento se reciben los 4 tipos de radiación
solar.
Para poder lograr un asoleamiento adecuado es necesario prever la
cantidad de horas que estará asoleado una edificación y la cantidad de
radiación solar que pase a través de sus ventanas y otras superficies no
opacas. Es probable que luego de un estudio de asoleamiento se necesite
controlar la entrada de radiación solar por medio de protecciones solares y
así poder controlar el calentamiento del interior de las edificaciones.
Viento
El viento es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el
movimiento en masa del aire en la atmósfera y en la arquitectura es la
ventilación natural que puede tener una edificación.
En la arquitectura la ventilación juega un papel muy importante ya que
marcara la diferencia de temperatura si hablamos de un ambiente o la
diferencia de presión si hablamos de altura, así mismo es necesaria para un
ambiente si nos referimos a todas las funciones de la ventilación como por
ejemplo la evaporativa (aire caliente sube), la convectiva (aire se
proyecta) y la sanitaria (se eliminan malos olores).
3- Concepto de confort térmico y factores que lo afectan.
El confort térmico es una sensación neutra de la persona respecto a un
ambiente térmico determinado. Este depende de varios principios como
la temperatura del aire, la velocidad de este y la humedad relativa, y otros
específicos internos como la actividad que se desarrolle, la cantidad de
personas o el metabolismo de cada individuo.
Para que haya un confort los valores de temperatura y humedad relativa
deberían ser entre 18 y 26 ºC y tener una humedad relativa entre el 40 y
65%
4- Diagramas Bioclimáticos: concepto, principios, zona de confort,
gráficas de Olgyay y Givoni.
El diagrama Bioclimático es una representación gráfica donde cada punto
define ciertas condiciones atmosféricas dadas por la temperatura (T) y por
la humedad (H)
El área de confort su puede decir que es el conjunto de puntos del gráfico
en el cual una persona promedio, es decir con un metabolismo (calor
metabólico) normal en reposo y sin recibir radiación solar estaría en un
estado de confort. En el siguiente diagrama se puede ver que estas
condiciones se da para temperaturas entre 20 y 27 C y una humedad
relativa entre 20 y 80% con excepción del triángulo de temp. Y humedades
más alto que son 24 C y 50% de humedad relativa.
Víctor Olgyay
Baruch Givoni
Donde la zona de confort varía entre 22 a 28 C y de 25 a 75% HR
5- Meteorología y datos meteorológicos para la ciudad de Maracaibo.
Maracaibo es una ciudad soleada prácticamente todos los días del
año, donde su clima es cálido y severo y con mucha húmedo, dicho
clima lo afecta los vientos alisios y el lago de Maracaibo. El promedio
de temperatura de registros históricos hace diez años era de 29 °C.
pero últimamente se ha registrado un promedio por año de 32 C
como temp máxima y 25C como la temp mínima. Con respecto a la
humedad esta varía entre 88 y 63% HR.
PARTE PRÁCTICA
1- Determinar si los parámetros meteorológicos investigados para
Maracaibo entran en la zona de confort de Olgyay y Givoni.
Givoni:
Olgyay:
Podemos concluir diciendo que las variantes climáticas de
Maracaibo, tales como la temperatura y la humedad no se
encuentran dentro de la zona de confort.
2- Evaluar y representar gráficamente como inciden los elementos
del clima en una vivienda: vientos, radiación solar, y vegetación.
Señalar los efectos de ventilación interna y externa.
Se seleccionó una vivienda ecológica o sustentable, donde
podemos decir que todos los factores climáticos como los vientos, la
radiación solar y la vegetación juegan un papel muy importante.
Como se sabe los vientos vienen por el noroeste por lo cual es
importante que la casa este bien ubicada para su ventilación tanto
interna como externa sea beneficiosa. La radiación solar, por ser esta
una casa que cuenta con paneles solares, es fundamental ya que
de esta dependerá la energía que se acumule para el
funcionamiento del interior. Podemos ver como la casa cuenta con
vegetación esta será primordial para el control de la temperatura,
un ejemplo es la grama que ayuda a refrescar el lugar, algunos
árboles que ayudan a dar sombra y algunos arbustos que ayudan a
canalizar los vientos refrescando el lugar, es importante el lugar
donde se encuentre la vegetación ya que esta podría tapar la
ventilación natural de la casa.
Con respecto a la ventilación natural directa externa, podemos
observar aristas en la casa las cuales están ubicadas en sentido
noroeste, que es el mismo por el que vienen los vientos lo cual es
beneficioso por que aumenta la velocidad del viento.
La casa cuenta con retiros a los lados, una más angosto que otro,
podemos ver que el lado más angosto se encuentra en el lado más
alto de la casa y el más ancho en el más bajo, en este caso se
cumple un efecto corredor que acelera la ventilación, en esta casa
la ventilación será más acelerada por el lado más angosto. Así
mismo podemos ver que dicha estructura no cuenta con pilotes lo
cual produce en su parte frontal de 2/3 inferior un remolino y en 1/3
superior buena ventilación.
Con respecto a la ventilación natural interna tenemos que ver la
planta
Planta baja planta alta
Las ventanas de la cocina, baños deben ser altas ya que el aire
caliente sube, en este caso son ventanales que van prácticamente
del piso al techo que se comunican con el jardín lo cual a su vez
refresca la casa, las de los baño si cumplen su regla de ser altas, la
mayoría de estas ventanas exceptuando las de la cocina tienen
antepecho, también en esta casa las ventanas tienen entrada
grande y salida grande por lo que la ventilación entra con facilidad,
ventila el espacio y sale desgastada al exterior.
En esta casa no hay mucha tabiquería ya que los espacios son
amplios lo cual es positivo ya que hay una buena ventilación,
también es positivo que dicha edificación cuente con pérgolas lo
que produce un mejor funcionamiento en la ventilación al difuminar
el aire cuando entra.
3- Señalar los aspectos por los cuales la vivienda Evaluada tiene o
no tiene arquitectura sostenible
La vivienda previamente nombrada cuenta con arquitectura
sostenible ya que cuenta con paneles solares que ayudan a
recolectar energía y a bajar el consumo de los servicios de la
vivienda, a demás de que aporta una buena cantidad de luz natural
al interior.
4- Buscar un ejemplo de arquitectura sostenible a nivel mundial y
señala los aspectos climáticos tomados en cuenta para su diseño.
King Abdullah University of Science and Technology Building, una
Universidad diseñada por HOK arquitectos en Arabia, esta edificación ha
sido seleccionada en el top 10 de proyectos verdes, es estas 26
edificaciones que forman parte de un campus universitario se integro el
sostenibilidad con el diseño. La idea era de hacerlo lo mas sustentable
posible tomando en cuenta el clima tan caliente y con una humedad muy
elevada, para esto comprimieron lo más que pudieron las edificaciones
para evitar gran cantidad expuesta al sol y evitar grandes distancias de
caminerias externas. Así mismo se creó un sistema de techo que se
expante por todos los edificios para bloquear el sol en las fachadas y así
facilitar ventilación natural, además cuenta con paneles solares para
capturar energía.
Se tomó también sistemas pasivos de ventilación ya existentes en las casas
de arabia para diseñar torres de viento y de energía solar para producir
corrientes de aire en las caminerias del campus, se pueden encontrar
también sistemas de persianas eléctricas para reducir o bajar el calor de
las áreas internas
