arquitectura bioclimática para el caribe mexicano dr. anibal figueroz uam 2010

planeación + diseño + construcción = sustentabilidadM A i R f T i I i i iMesoAmerican Reef Tourism Initiative

Arquitectura Bioclimática para el Caribe MexicanoArquitectura Bioclimática para el Caribe Mexicano

Dr. Aníbal Figueroa

Universidad Autónoma Metropolitana, Azcapotzalco

Laboratorio de Arquitectura Bioclimática (LAB)

Ri i M 2010Riviera Maya, 2010

HURACANESÑWILMA 2005 DAÑOS POR 30,000 MILLONES EN TRES DIAS

Fuente: NASA, Hurricane Control Center, 2005

DEFORESTACIONDEFORESTACION

DEFORESTACION EN MEXICO 20074º PAIS CON MAYOR DEFORESTACIÓNMUNDIAL4 . PAIS CON MAYOR DEFORESTACIÓN MUNDIAL

total deforestado 508,000 ha/añoFuente: Situación de los Bosques en el Mundo, FAO, ONU, 2007

189,000

180,000200,000

140,000160,000

ales

98,000 92,000

67 00080 000100,000

120,000

eas

anua

67,000 62,000

40,00060,00080,000

hect

are

020,000

,

sureste noroeste norteste centro occidente

CON FRECUENCIA LAS CONSTRUCCIONES TURÍSTICAS DESTRUYEN LA BELLEZA QUE DESEAN VENDER, YA QUE ALTERAN DE MANERA IRREVERSIBLE LA RIQUEZA NATURAL Y CULTURAL DEL SITIO EN QUE SE UBICANNATURAL Y CULTURAL DEL SITIO EN QUE SE UBICAN. 

• LAS CIUDADES Y LOS

• LAS CIUDADES Y LOS EDIFICIOS ACTUALES FUNCIONAN EN CICLOS ABIERTOS. SOLO CONSUMEN ENERGIA Y SERVICIOS DESECHANDO CALOR Y BASURADESECHANDO CALOR Y BASURA.

• ES IMPERATIVO CAMBIAR A CICLOS CERRADOS DE• ES IMPERATIVO CAMBIAR A CICLOS CERRADOS DE CAPTACION O GENERACIÓN, CONSUMO, TRATAMIENTO Y RECICLADO.

DISEÑO DE UNA ENVOLVENTE  

PARA CLIMATIZACION 

PASIVA

COSECHA, REUSO Y 

TRATAMIENTO DE AGUA

DISEÑO DE EXTERIORES 

VEGETACION  Y PAVIMENTOS

ARQUITECTURA SUSTENTABLE

ILUMINACION NATURAL Y 

ARTIFICIAL DE ALTA EFICIENCIA

GENERACION Y MANEJO 

EFICIENTE DE LA ENERGIA

MATERIALES DE CONSTRUCCION APROPIADOS LOCALEESLOCALEES, 

RECICLABLES Y RECICLADOS

FASES DEL DISEÑO SUSTENTABLEFASES DEL DISEÑO SUSTENTABLE

ESTUDIOS PREELIMINARES Y PLANIFICACION DE USO DEL PREDIO (0 1%)(0.1%)

DISEÑO Y CONSTRUCCION (1%)

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (<20%)

IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS VULNERABLES, ASÍ COMO LOS RIESGOS Y OPORTUNIDADES DE CADA PREDIO EN LO PARTICULAR 

ANALISIS DEL CLIMA

ACUIFEROSORIENTACION

ESTUDIOS PREELIMINARES  ( C C O )

ACUIFEROSORIENTACION

(PLANIFICACION)

VEGETACIONDENSIDAD Y UBICACIÓN 

ANTE TODO REDUCIR EL CONSUMO DE ENERGÍA Y AGUA AL MÁXIMO POSIBLE SIN SACRIFICAR LA EFICIENCIA DEL EDIFICIO NI LAPOSIBLE SIN SACRIFICAR LA EFICIENCIA DEL EDIFICIO, NI LA 

COMODIDAD DE LOS USUARIOS

VENTILACIÓN

DISEÑO DE LOS

ASOLEAMIENTOSISTEMAS ENERGÉTICOS

DISEÑO DE LOS EDIFICIOS EN EL 

CARIBE  ILUMINACIÓN MATERIALESMEXICANO

ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL

MATERIALES CONSTRUCTIVOS

SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN

USO Y RECICLADO DE 

AGUA

EL MEJOR WATT ES EL QUE NO SE GASTA Y EL MEJOR LITRO DE AGUA EL QUE SE RECOLECTA Y RECICLA

CAPACITACION DE PERSONAL

CERTIFICACIONES LEED, NOM, FIDE 

CORRECCIÓN DE SITUACIONES ANORMALES

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 

MANUALES DE OPERACIÓN Y 

MANTENIMIENTO

PROCEDIMIENTOS Y ESTRATEGIAS DE 

DISEÑO Y OPERACIÓN

EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO 

OPERACIÓN

DISPOSITIVOS DE SOMBREADO Y CONTROL 

DE ASOLEAMIENTOINERCIA TERMICA

Ó

MANEJO DE EXTERIORES (PAVIMENTOSHUMIDIFICACIÓN (PAVIMENTOS,  CUBRESUELOS Y ARBOLADO)

ENFRIAMIENTO PASIVO Y/O DEVENTILACION NATURAL

EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN DE ALTA 

( O SPASIVO Y/O DE ALTA 

EFICIENCIA

VENTILACION NATURAL Y/O MECÁNICA CONTROLADA

EFICIENCIA (BOMBAS DE CALOR,  

HUMIDIFICADORES, INTERCAMBIADORES D E 

CALOR, 

CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA ENLLUVIA EN AZOTEAS Y TERRAZAS

TRATAMIENTO PRIMARIO

EVAPORACION E 

INFILTRACIONINFILTRACION

LAVADO DE ROPA, 

REGADERA

RIEGO DE JARDIN

TRATAMIENTO SECUNDARIO

TRATAMIENTO TERCIARIO

INODORO, MIGITORIO, LAVADO DE EXTERIORES.

TUNEL DETUNEL DE VIENTO

LABORATORIO DE 

ARQUITECTURA HELIODONHERRAMIENTAS 

DIGITALES

BIOCLIMATICA

CIELO ARTIFICIAL

TUNEL DE VIENTOTUNEL DE VIENTO

HELIODONHELIODON

CIELO ARTIFICIALCIELO ARTIFICIAL

PARA LOGRAR UNA ARQUITECTURA SUSTENTABLE EN EL CARIBE MEXICANO, EL PRIMER PASO ES LIMITAR EL DESPERDICIO Y EFICIENTAR EL CONSUMOEL PRIMER PASO ES LIMITAR EL DESPERDICIO Y EFICIENTAR EL CONSUMO.

LAS PRINCIPALES MEDIDAS SON:

• DISEÑAR DE ACUERDO AL CLIMA Y AL SITIO• TOMAR EN CUENTA EL ASOLEAMIENTO EN VENTANAS• SOMBREAR E INSTALAR AISLANTES EN CUBIERTAS• PROMOVER EL ENFRIAMIENTO PASIVO• CUANDO SEA POSIBLE, EMPLEAR LA VENTILACION NATURAL• DISEÑAR CON ILUMINACION NATURAL PARA TENER APAGADAS TODAS LAS 

LAMPARAS DURANTE EL DIA.• EN ESPACIOS CON AIRE ACONDICIONADO, SE REQUIERE HERMETICIDAD DE LAS 

VENTANAS Y DOBLE ACRISTALAMIENTO.• RECUPERAR Y EMPLEAR EL AGUA DE LLUVIA, ASI COMO RECICLAR EL AGUA 

JABONOSA• INSTALACIONES ELECTRICAS EFICIENTES CON LAMPARAS AHORRADORAS, 

SENSORES DE DIA Y DE PRESENCIA• INSTALAR COLECTORES SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA Y/O SISTEMAS 

FOTOVOLTAICOSFOTOVOLTAICOS.

HOTEL CAMINO REAL IXTAPAHOTEL CAMINO REAL IXTAPA

• IXTAPA‐ZIHUATANEJO, MEXICO

• 1984

• ARQUITECTO RICARDO LEGORRETAARQUITECTO RICARDO LEGORRETA

• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR

CASA “MI OJO”CASA  MI OJO

• CAREYES MEXICOCAREYES, MEXICO

• ARQUITECTO MARCO ALDACO

• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR

CASA TALECCASA TALEC

• CAREYES MEXICOCAREYES, MEXICO

• ARQUITECTO DIEGO VILLASEÑOR

• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR

PROYECTO GAMMA  HERMOSILLO (2007‐2010)Diseño: Arq. Fernando Ituarte y D.I. Octavio LópezDesarrollo de Proyecto: Arq Francisco Plata OrtegaDesarrollo de Proyecto: Arq. Francisco Plata Ortega

Bioclimática: Arq. Aníbal FigueroaIngeniería de Sistemas: Ing. David Esparza Aguilera

• ILUMINACION NATURAL• MASIVIDAD• PROTECCION SOLAR• CLIMATIZACIÓN DE ALTA EFICIENCIA• GENERACIÓN FOTOVOLTAICA

T tTemperatura

50 0

60.0°C

Tmax > Confort

40.0

50.0

20.0

30.0

0.0

10.0

-10.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

Máxima ZCmax Máx. Extrema Tn

Media ZCmin Min Extrema MínimaMedia ZCmin Min. Extrema Mínima

Radiación SolarRadiación Solar

1200.02Rad > 700 W/m2

800 0

1000.0W/m

600.0

800.0

Rad > 500 W/m2

200.0

400.0Rad 500 W/m2

0.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

Máxima Directa Difusa Máxima Total Límite total Límite directaMáxima Directa Difusa Máxima Total Límite total Límite directa

Estrategias para el ahorro de energía en el edificioEstrategias para el ahorro de energía en el edificio

• Orientar el edificio al norte sur astronómico

• Ventanas solo al sur y al norte• Ventanas solo al sur y al norte

• Sombrear al 100% las ventanas

• Iluminación cenital en Planta Alta para apagar la iluminación eléctrica en el día

• Masa en los muros Este y Oeste con terraplén en Planta Baja

• Aislante en todos los muros y losas• Aislante en todos los muros y losas

Carga Térmica con Aire Acondicionado en Juliosin douvent, sin aislante y 50% sombra

desglose base 21 26C

350,000.00

250,000.00

300,000.00

150,000.00

200,000.00

50,000.00

100,000.00

-50,000.00

0.001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ganancia Solar Ganancias Internas Conducción Infiltración Total

Carga Térmica con Aire Acondicionado en Juliocon douvent, aislante y sombra

Carga Térmica Desglosada Julio

350,000.00

200 000 00

250,000.00

300,000.00

100,000.00

150,000.00

200,000.00

Wat

ts

0.00

50,000.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24-50,000.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

horas

Solar Interna Conducción Infiltración Total

Análisis de Iluminación Natural

• Se uso el método de factor de día para el calculo de 

mix a 43,000 lux

a b c d generald a pa a e ca cu o deluminancia

• La iluminancia externa de referencia fue de 43 000 lux

a b c d general

1 763 636 1018 382

referencia fue de 43,000 lux.2 1654 1272 1399 891

3 2290 2544 3180 1527

4 2417 2544 2544 1527

5 2163 2036 1781 1145

6 1527 1018 1018 636

prom 1802 1675 1823 1018 1580prom 1802 1675 1823 1018 1580

Análisis de AsoleamientoAnálisis de Asoleamiento

L t di d l i t• Los estudios de asoleamiento se han realizado para complementar la información, aumentando el volado en las ventanas de 90 cmvolado en las ventanas de 90 cm. a 120 cm.

• Esta es una consideración i t t dimportante, ya que no se desea que el sol incida en las ventanas en la fachada sur. 

Estrategias para el Ahorro de Energía en EquiposEstrategias para el Ahorro de Energía en Equipos

Ahorro de energia en computadoras y lamparasAhorro de energia en computadoras y lamparas

7000080000

40000500006000070000

W

200003000040000W

010000

onal

ptop

line

leds

ional

ativo dif

f

80 pc

conv

encio

n

80 la

pt70

0 slim

l

700 l

eco

nven

cio

altern

at

80

Desempeño EnergéticoDesempeño Energético

• El proyecto Gamma es energéticamente• El proyecto Gamma es energéticamente eficiente y se apoya en primera instancia en un diseño pasivo más que en el consumo de combustibles fósiles. En un clima que se caracteriza por veranosclima que se caracteriza por veranos extremadamente calurosos, el edificio consumirá solamente un 30% de la electricidad de un edificio similar convencional en la región. Esto se logra 

l h bi d l d i lcon los ahorros combinados al reducir el consumo eléctrico de los sistemas de iluminación, climatización y equipos de oficina, aunados a la generación eléctrica fotovoltáica y térmica que aprovecha lafotovoltáica y térmica que aprovecha la intensa radiación solar de la región. Estos sistemas de energía no convencional producirán electricidad suficiente para satisfacer al menos el 85% del consumo eléctrico anualizado para aire acondicionado.

fca@correo azc uam mxfca@correo.azc.uam.mx