estrategias de diseño bioclimatico

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚFACULTAD DE ARQUITECTURA

ARQ. CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

JUEGA CON EL DISEÑO Y LOS ELEMENTOS

ARQUITECTÓNICOS SIN UTILIZAR SISTEMAS

MECÁNICOS

AMBIENTALMENTE CONFORTABLE

ENERGÉTICAMENTEEFICIENTE

REENCUENTRO CON EL MEDIO AMBIENTE

RESPETO A LA NATURALEZA

REEDEFINCIÓN DEL HÁBITAT

PRIMER ACERCAMIENTO A LA ARQ. REGIONAL.

ARQUITECTURA BIOCLIMATICA

UTILIZACIÓN DE ENERGÍA ACONDICIONAMIENTO

ENERGÍAS CONVENCIONALES

ACONDICIONAMIENTO NATURAL

ENERGÍAS NOCONVENCIONALES

ACONDICIONAMIENTO ARTIFICAL

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

NATURALEZA (CLIMA)

OBJETO (EDIF. ARQ.)

ACON

DICI

ONAM

IENT

O N

ATUR

AL

TÉRMICO ASOLEAMIENTO, VENTILACIÓN

LUMÍNICO

ACÚSTICO

LUZNATURAL

SONIDO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

OBJETIVO:EL A.N. TÉRMICO BUSCA LOGRAR TEMPERATURAS CONFORTABLES A TRAVÉS DE LA ENERGÍA SOLAR Y EL USO DE FUENTES NATURALES DEREFRESCAMIENTO (VIENTOS, HUMECTACIÓN, EVAPORACIÓN, ETC)

PROPENDEN AL:- AHORRO DE ENERGÍA UTILIZADA PARA LA CALEFACCIÓN.- EVITAN LA APARICION DE PATOLOGÍAS CONS- TRUCTIVAS QUE AFECTAN LA SALUD DE LOS MORADORES.- DEFINIR CONDICIONES DE DISEÑO QUE PERMITAN HACER UN USO EFICIENTE DE LOS RECURSOS NATURALES.

EXISTE NORMAS INTERNACIONALES PARA EL A.N.TÉRMICO: EL IRAM EN ARGENTINA Y EL NBE-CT -79DE LA UNIÓN EUROPEA.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ACONDICIONAMIENTOTÉRMICO

MATERIALES Y SISTEMAS BIOCLIMATICOS

USUARIOCLIMA

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

C. FISICAS DEL LUGAR:- CLIMA.- TOPOGRAFÍA.- PAISAJE.

C. FISIOLÓGICAS DEL USUARIO.-PESO.-TALLA.-EDAD.-COLOR.

RECURSOS DISPONIBLES:- MATERIALES.- MANO DE OBRA.- TECNOLOGÍAS CONST.- ELEMENTOS BIOCLIMATICOS.

ELABORACIÓN DE CUADROS ESTADÍSTICOS DE LOS ELEMENTOS DEL CLIMA.GEOMETRÍA SOLAR.

DETERMINACIÓN DEL EJE TÉRMICO DEL USUARIO.GRAFICO DE LA ZONA DE CONFORT TÉRMICO DEL USUARIO.

DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS DE LOS PRINCIPALES MATERIALES DEL LUGAR.DETERMINACION DE LA TIPOLOGIA Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DEL LUGAR.IDENTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES SISTEMAS BIOCLIMATICOS EN EL LUGAR.

OBJETIVOS, METAS

Y ESTRATEGIAS DEL DISEÑO

BIOCLIMÁTICO

DISEÑO BIOCLIMATI-

CO PRELIMINAR

EVALUACION TÉRMICA DE

LA PROPUESTA

DISEÑO DEFINITIVO.

RECOPILACION DE INFORMACIÓN ANALISIS DE LA

INFORMACIÓN

1 2

3 4

5

6

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

CARACTERÍSTICAS DEL LUGAR

C. F

ISIC

ASC.

FIS

IOLO

GICA

S

INFORMACION DE CAMPO ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN1 2

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

MAT

ERIA

LES

E. B

IOCL

IMÁT

ICOS

INFORMACION DE CAMPO ANÁLISIS 1 2

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

3 ESTRATEGIAS GENERALES DE DISEÑO

ORIENTACIÓN FORMA MATERIAL Y E.B.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

4DISEÑO PRELIMINAR EVALUACIÓN TÉRMICA DISEÑO FINAL

1) CÁLCULO DE PERDIDAS DE CALOR DEL ESPACIO.

2) CÁLCULO DE GANANCIAS DE CALOR DEL ESPACIO

3) DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA INTERIOR

5 6ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

CARACTERÍSTICAS CLIMATICAS DE LA ZONA

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

CONFORT TÉRMICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ORIENTACIÓN

FORMA

COLOR

DISPOSICIÓN EN EL

TERRENO

SELECCIÓN DEL

MATERIALSELECCIÓN

DEL SISTEMA BIOCLIMATIC

O¿CÓMO LOGRAR EL CONFORT

TÉRMICO?

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ORIENTACIÓN

12°

35°

11°TODO EL AÑO

EQUINOCCIOS

S. VERANO

S. INVIERNO

N

S

N

N NS

N

N

N

E

O

N

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

SELECCIÓN DE LA FORMA

E

S

S

EO

O

O

S

S

CÓNCAVAS

SELECCIÓN DE LA FORMA

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

CONVEXAS

COMPACTAS DISPERSAS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

DISPODICIÓN EN EL TERRENO

A) A TRAVÉS DE SUP. VIDRIADAS B) LUCERNARIOS SOLARES

El espacio habitable se convierte a la vez en captor solar, depósito térmico y sistema de distribución.Con este sistema se debe disponer de una superficie vidriada al norte y de una masa térmica suficiente, colocada estratégicamente para la absorción y almacenamiento del calor

Los Rayos solares penetran directamente en cualquier época del año, e el espacio interior y se difunden y distribuye sobre la superficie de obra del interior. Esta masa térmica absorbe y almacena eficazmente la energía que le llega y actúa como un depósito térmico almacenando la energía durante el día para devolverla al espacio durante la noche.

1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES DIRECTOSELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

A) MUROS DE ALMACENAMIENTO DE CALOR

Cuando la radiación solar incide primero en una masa térmica que esta situada entre el sol y el ambiente. La radiación absorbida por esta masa se convierte en energía térmica (calor ) y es transferida después al espacio habitable. Muro de Félix Trombe.

Los muros de agua captan y distribuyen el calor al espacio en forma similar y únicamente en la pared de agua el calor se transmite por medio de ella, mas por convección que por conducción. Este sistema mantiene temperaturas del edificio entres 17 y 21º C.

1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES INDIRECTOS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

B) INVERNADEROS ADOSADOS.

La radiación solar es absorbida por la pared posterior del invernadero, donde se convierte en calor y una parte del mismo se transfiere al interior del edificio. Para nuestro medio normalmente el largo del invernadero debe estar en el eje este oeste y con frente al norte.

En un sistema de cubierta estanque la masa térmica se sitúa en la cubierta del edificio. Los depósitos de agua (sacos de plástico fino) están soportados por el forjado (normalmente de plancha metálica que a su vez sirven como lecho de la habitación inferior. Sirven en invierno como en verano.

C) CUBIERTAS DE AGUA.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

.

A) CLARABOYAS OPERABLES.

2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

C) ABERTURAS EN EL TECHO.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE DIRECTO:

2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN:

C) CHIMINEAS SOLARES. D) PARED TROMBE DE VENTILACION.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE INDIRECTO:

A) DOBLE PARED.

2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓNC) TORRES DE VIENTO.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

ELECCCIÓN DE LOS MATERIALESCARACTERISTICAS TÉRMICAS DE LOS MATERIALES

LA CONDUCTIVIDAD TERMICA, indica la cantidad de calor que pasa por una superficie en cierta unidad de tiempo y por cada grado de temperatura

INERCIA TÉRMICA, indica el tiempo en que tarda en fluir el calor almacenado en un muro o techumbre.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

MATERIALES COND. TÉRMK/W/m/ºC

DENSIDADKg/m3.

COEFIC. ABS. COEFIC. EMIS.

LADRILLO K.K. 0.72 1,97 0,68 0,9

TEJAS ARCILLA 1,05 2,00 0.72 0.87

ADOBE 0,64 1,5 0.75 0,92

HORMIGÓN 1,20 2,31 0,6 0,9

MORTERO CEMENTO 1,10 1,80 0,8 1,00

MADERA DURA 0,25 1,12 - -

ALUMINIO 2,21 2,74 0,04 0,09

ACERO 45,3 7,83 0,8 0,12

COBRE 390 8,9 0,2 0,38

CONCRETO 1,6 1,70 0,5 0,6

MÁRMOL 2,90 2,60 0,84

GRANITO 3,35 2,80 2,30

ELECCCIÓN DE LOS MATERIALES

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICODISEÑO PRELIMINAR Y/O DEFINITIVO

EVALUACION TERMICA DEL EDIFICIO

1.- CALCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL ESPACIO EN INVIERNOMETODOLOGÍA DE EDWARD MAZRIA

d total F = -------------------- x 24 horas Área de piso

1,389.04TOTAL

316.211.5XNx0.34draRenovac. Aire

72.560.50145.12dsSuelo

2.210.258.85dpPuertas

73.821.02871.81dvVidrios

234.221.80130.12dtTechos

690.002.30300.00dmMuros

D(W/ºC)C(W/ºC)A (M2)ELEMENTOS

1,389.04TOTAL

316.211.5XNx0.34draRenovac. Aire

72.560.50145.12dsSuelo

2.210.258.85dpPuertas

73.821.02871.81dvVidrios

234.221.80130.12dtTechos

690.002.30300.00dmMuros

D(W/ºC)C(W/ºC)A (M2)ELEMENTOS

Ejemplo:

1,389.04 F = ---------------- x 24 horas 145.12

F= 229. 72 W h/día – m2 / ºC

GD GIC= ------------- + ----- ------- Área piso Área piso

GD = 65.85 x 886 x ( 0.84 )GD = 48,978.43 W-h/día/m2.

GI = 10.00 x 886 X 2.5GI = 22,150.00 W – h/día/m2.

LUEGO: 48,978 22,150 C= -------- +--------- W-h/día/m2. 145.12 145.12C= 490.13 W-h/día/m2.

GANANCIAS DIRECTAS: (GD)GD = A x I x Fc

Donde:A = Área de las vidrieras que no esta en sombra. (65.85 m2)I = Aporte solar por m2 de vidriera en W h/día (886 W/m2).Fc = Factor de transmisión térmica (Vidrio simple = 0.84)

GANANCIAS INDIRECTAS: (GI)G I = A x I x p

A = Área de vidrieras que no están en sombra (10.00 m2)I = Aporte solar por m2 de vidriera en W h/día (886 W/m2).P = Porcentaje de energía incidente sobre un muro captador que alcanza el interior (25%)

2.- CALCULO DE LAS GANANCIAS DE CALOR DEL ESPACIO EN INVIERNO

Ti = C / F + To

C= COEFICIENTE DE APORTES TÉRMICOS EN Wh/día/m2. (490.13)F= COEFICIENTE DE PÉRDIDAS TÉRMICAS EN Wh/día/m2. (229.72)To=TEMPERATURA COTIDIANA PROMEDIO EXTERIOR EN ºC (19.8ºC)

Luego: 490.13Ti =-------------- + 19.8 ºC = Ti= 21.93 º C 229.72

COMO:

EL EJE DE CONFORT TÉRMICO ESTÁ ENTRE:

18.25 º C y 22. 63 º C

LA TEMPERATURA INTERIOR DEL EDIFCIO NO NECESITA

REAJUSTARSE.

3.- DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA INTERNA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más destacadas del Modelo 1: galerías subterráneas refrescan el aire de ventilación, las particiones de los espacios son desmontables y las de los baños son de vidrio, uso de leds de bajo consumo para la iluminación.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Vivienda unifamiliar de presupuesto medio en Barcelona

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más importantes en Modelo 2: alta eficiencia energética (consume un 30% de lo que gasta una vivienda convencional, con la misma superficie construida), captor de vientos, galerías subterráneas para refrescar el aire y bloques desmontables con un mayor grado de aislamiento térmico y acústico.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 3: Vivienda unifamiliar de presupuesto alto en Alicante.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más importantes en Modelo 3: incluye la estructura de una piscina bioclimática y un sistema de muro doble que permite el desmontaje total de la vivienda, con el fin de facilitar la reparación o reutilización de todos sus componentes, incluida la propia estructura.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 4: Vivienda unifamiliar de presupuesto bajo (prefabricada) en Jávea, Alicante.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones Modelo 4: sistema de refresco a base de un pequeño espacio central de tres alturas, comportamiento bioclimático, posibilidad de regular la humedad y bajo consumo energético.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 5: Vivienda de presupuesto muy bajo (prefabricada) en Toledo.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones a destacar en Modelo 5: Triple piel en los cerramientos de la fachada sur para obtener el mayor aprovechamiento solar bioclimático.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Pritzker Architecture Prize  Laureate 2002 Glenn Murcutt

Arquitecto australiano. Autor de una obra cuya singularidad radica en su fidelidad simultánea a la herencia moderna y a la tradición autóctona australiana

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

“Esta casa retorna a la austeridad y simplicidad de sus pabellones campestres alargados. Abandonando la tradicional noción de fachada, explora la sutil relación entre el adentro - afuera, con renovado vigor, llevando a novedosos límites la idea de un refugio en simbiosis con el paisaje y los elementos naturales. Esta ambigüedad del adentro-afuera, dictada en gran parte por los factores climáticos, generó una característica sorprendente de la relación entre el marco, los techos y las paredes, las cuales en este caso son tratadas como un esqueleto y piel - una manera orgánica que rompe con la tranquilidad y fluidez de sus interiores”. Francoise Fromonot.

MARIKA – ALDERTON HOUSE(AUSTRALIA – 1994(

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

COMMERZ BANK – FRANKFURT: SIR NORMAN FOSTER

JEAN MARIE TJIBAU CULTURAL CENTER - NUEVA CALEDONIARENZO PIANO

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

BURUJ AL ARAB – DUBAI – HOTEL 7 ESTRELLASWRIGTH

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

JORGE BURGA BARTRA – HOTEL LOS HORCONES EN TÚCUME

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ROBERTO SAMANEZ ARQGUMEDO – HOTEL DE CASA ANDINA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ARQUITECTURA VERNACULAR

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

CONSTRUCCION DE AULAS PARA PREGRADO, FACULTADES DE ADMINISTRACION DE EMPRESAS, CONTABILIDAD Y ECONOMIA DE

LA UNCP.

DISEÑO BIOCLIMATICO:ARQ. CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

CONSTRUCCIÓN DE AULAS PARA PREGRADO DE LASFACULTADES DE ECONOMIA, ADMINISTRACIÓN Y CONTBILIDAD - UNCP

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CONS

TRUC

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ECON

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