fundamentos de arquitectura y energÍa · 2020. 6. 11. · 1- el oficio de la arquitectura. la...

FUNDAMENTOS DE

ARQUITECTURA Y

ENERGÍA

Por: Arq. Francisco Barrios Lasso

Colegio de Arquitectos

Contenido

1- El oficio de la Arquitectura

–1-1 La Arquitectura como síntesis.

–1-2 La Arquitectura como extensión del ser humano.

–1-3 El Urbanismo: la Ciudad como escenario.

–1-4 La Arquitectura y el Urbanismo como satisfactor de necesidades.

2- Marco de la Arquitectura Bioclimática

–2-1 Antecedentes.

–2-2 Planteamientos Actuales.

–2-3 Breve contexto ambiental.

Contenido

3- Factores de diseño bioclimático.

–3-1 Principios generales.

–3.2 El Sistema Solar y la Transmisión de Calor.

–3.2.1 Radiación.

–3.2.2 Conducción.

–3.2.3 Convección.

4- El proceso de diseño Bioclimático.

–4-1 Metodología.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4.2.1 Enfriamiento y deshumidificación

1- El oficio de la Arquitectura

La Arquitectura es una de las más bellas profesiones, porque tiene la posibilidad de atender la necesidad básica del ser humano que es la del HABITAT, en todas sus manifestaciones:

-Vivienda

-Trabajo

-Educación

-Salud

-Recreación

Ciencia Arte

Arquitectura

1-1 La Arquitectura como síntesis.

El quehacer del arquitecto, se enmarca en una serie de factores que debe considerar, de una forma integral, exhaustiva y balanceada.

Especialista Detallista

Generalista Amplia

VISIÓN - PERCEPCIÓN

1-2 La Arquitectura como extensión del ser

humano.

El ESPACIO VITAL, es el objeto de la Arquitectura, de manera a que el SER HUMANO sea su sujeto.

Esto implica que este espacio vital debe corresponder, a sus necesidades, de manera que no afecte sus actividades básicas.

Además debe tender a mejorar su calidad de vida. (Confort Humano)

OXÍGENO

LUZ

AGUA

CO2

CALOR

DESECHOS

1-2 La Arquitectura como extensión del ser humano.

1-3 El Urbanismo: La ciudad como

escenario de la Arquitectura.

• El urbanismo es la disciplina que tiene como objeto de estudio a las ciudades, y desde una perspectiva holística, enfrenta la responsabilidad de ordenar los diferentes sistemas urbanos.

• Por su naturaleza se nutre de las ciencias sociales (geografía, sociología, economía, etc) y de la arquitectura (en cuanto a la solución de problemas de infraestructura y planificación).

• La ciudad por lo tanto, es el escenario de la arquitectura tanto como la arquitectura es la tercera piel del ser humano.

1-4 La Arquitectura y el Urbanismo

como satisfactor de necesidades.

Las necesidades humanas se proyectan a nivel individual y colectivo, material e inmaterial, temporal y permanente, ….

A la Arquitectura le corresponde atender estas necesidades particulares de una manera orgánica.

Al Urbanismo le corresponde atender el ordenamiento territorial para la ejecución de las necesidades de los asentamientos humanos.

HUMANAS

FÍSICAS CONTEXTUALES

TRIÁNGULO BÁSICO DE NECESIDADES

2- Marco de la

Arquitectura Bioclimática

–2-1 Antecedentes.

La Arquitectura Bioclimática no aporta nada innovador a los problemas actuales. Antes bien, todo el quehacer del habitat estaba íntimamente ligado con las condiciones ambientales de su contexto inmediato.

Sin embargo, no es hasta el inicio del siglo XX cuando el botánico y climatólogo alemán Köpper que desarrolló el “sistema de clasificación del macroclima terrestre”, basado sobre la adaptación climática de la vegetación en las distintas zonas del planeta.

–2-1 Antecedentes.

Los hermanos Olgyay (Víctor y Aladar), arquitectos húngaros-estadounidenses, a inicios de los años 60, aplicaron este término a la arquitectura.

Desde el punto de vista de la metodología del proyecto, el acercamiento bioclimático provee una serie de criterios específicos proyectuales:

se requiere un análisis profundo para caracterizar los fenómenos climáticos a escala local.

–2-1 Antecedentes.

El fin es dedeterminar la potencialidad del lugar para el control bioclimático pasivo de los edificios y la utilización de las fuentes de energías

renovables (radiación solar, viento, agua).

La localización, la tipología, la morfología y la orientación de los edificios en función del acceso dan protección a los factores climáticos principales: del sol (radiación y dinámica de las sombras) , viento (barreras, ventilación, refrescamiento), fuentes de calor (tierra, cielo, agua).

–2-1 Antecedentes.

Baruch Givoni, Steve Szokolay, entre otros, han continuado la labor científica investigativa de la incidencia del clima en la edificación.

Con la crisis energética del ´70 (como en la actualidad) la Arquitectura Bioclimática empezó a ser una alternativa concreta para contrarrestar los altos costos energéticos.

–2-2 Planteamientos Actuales.

La Arquitectura Bioclimática, se fundamenta en la adecuación positiva de las condiciones medioambientales y materiales, mantenida durante el proceso del proyecto y la obra.

Diferentes estudios avalan la capacidad de ahorro de energía hasta del 70% en soluciones arquitectónicas pensadas desde una lógica de adaptación y adecuación al clima.

–2-2 Planteamientos Actuales.

El crecimiento inmobiliario supone un crecimiento (en los países industrializados) de un incremento del 50% de la energía consumida, y el 25% de la contaminación emitida.

El sobrecosto de la aplicación de la Arquitectura Bioclimática ha implicado en España un 15% adicional. Esta cifra se compensa con ahorros energéticos, por el orden del 70%. Es tas cifras dan un cómputo global (relacionado con la vida útil del edificio) de ahorro neto de 20%.

2-3 Breve contexto ambiental.

ECOLOGÍA - ECOSISTEMA

EL CUERPO HUMANO

METABOLISMO

CONVECCIÓN

EVAPORACIÓN

POR RESPIRACIÓN

EVAPORACIÓN

POR SUDACIÓN

RADIACIÓN

CONDUCCIÓN

LA ENVOLVENTE ARQUITECTÓNICA

COMO TERCERA PIEL

ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA URBANA

ACTIVIDADES DE

LA POBLACIÓN COMUNICACON

ACCESIBILIDAD

ESPACIOS

ADAPTADOS REDES

COMPONENTES DEL MEDIO FÍSICO URBANO

MEDIO FÍSCO

NATURAL

CLIMA

TEMPERATURA

VIENTOS

PRECIPITACIÓN

HUMEDAD

AGUA

VEGETACIÓN

RELIEVE

FAUNA

FÉRTILES

EROSIONABLES

DIFÍCILES SUELOS

ELEMENTOS

GEOLÓGICOS

FALLAS

FRACTURAS

ZONAS SÍSMICAS

DESLIZAMIENTOS

MINAS

SUPERFICIALES

RECARGA ACUÍFERA

INUNDABLES

PENDIENTES

TOPOCLIMA

ACCIDENTES BOSQUES

MANGLARES

ÁRBOLES

ARBUSTOS

CUBREPISOS MAMÍFEROS

ACUÁTICOS

AVES

COMPONENTES DEL MEDIO FÍSICO URBANO

MEDIO FÍSCO

ARTIFICIAL

REDES

COMUNICACIÓN

ESPACIOS

ADAPTADOS

COMPONENTES DEL MEDIO FÍSICO URBANO

MEDIO FÍSCO

ARTIFICIAL

LÍNEAS

MOVIALIDAD

TRANSPORTE

REDES

COMUNICACIÓN

ESPACIOS

ADAPTADOS

COMPONENTES DEL MEDIO FÍSICO URBANO

MEDIO FÍSCO

ARTIFICIAL

ESPACIOS

ABIERTOS

REDES

COMUNICACIÓN

ESPACIOS

ADAPTADOS

ESPACIOS

CERRADOS

3- Factores del Diseño Bioclimático

–3.1 El Sistema Solar y el Soleamiento.

–3.1 El Sistema Solar y el Soleamiento.

–3.1 El Sistema Solar y el Soleamiento.

–3.1 El Sistema Solar y el Soleamiento.

–3.1 El Sistema Solar y el Soleamiento.

–3.1.1 Radiación.

–3.1.2 Conducción.

–3.1.3 Convección.

4- El proceso de Diseño Bioclimático

–4-1 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

–4-2 Sistemas Pasivos de Climatización.

5- Normativas de Eficiencia Energética para edificios

LEED Leadership in Energy &

Environmental Design

USGBC

Leadership in Energy &

Environmental Design (LEED)

• El Sistema de Clasificación LEED® (Líder en

Diseño con Eficiencia Energética y

Sostenibilidad) es un sistema estándar

internacional voluntario, basado en el consenso y

en criterios de mercado para desarrollar edificios

sostenibles de alta eficiencia energética.

• Los miembros del USGBC, que representan

cada sector del medio construido desarrollaron y

continúan refinando LEED.

LEED fue creado para:

• Definir “edificio sostenible” estableciendo un

estándar de medición común

• Promover prácticas de proyecto integradoras y

para la totalidad del edificio

• Reconocer el liderazgo medioambiental en la

industria del medio construido

• Estimular la competencia en Sostenibilidad

• Elevar la apreciación del consumidor sobre los

beneficios que aportan los edificios sostenibles

• Transformar el mercado del medio construido

• LEED proporciona un marco completo para

evaluar la eficiencia del edificio y cumplir

los fines de la Sostenibilidad.

• Basado en estándares científicos bien

cimentados, LEED hace énfasis en

estrategias punteras en Sostenibilidad

para; el desarrollo de la parcela, eficiencia

en agua, eficiencia energética, selección

de materiales y calidad medioambiental

interior.

• LEED reconoce logros y promueve el

conocimiento en edificios sostenibles a

través de un sistema amplio que ofrece la

certificación del edificio, la acreditación de

profesionales, formación y recursos

prácticos.

Clasificación de la norma:

• LEED-NC: Edificios de nueva planta y grandes

remodelaciones

• LEED-EB: Funcionamiento y mantenimiento en

edificios existentes

• LEED-CI: Remodelaciones de interiores

• LEED-CS: Envoltorios y estructura

• LEED-H: viviendas unifamiliares

• LEED-ND: Desarrollos urbanos

NOM-008-ENER-2001

CONAE - MEXICO

NOM-008-ENER-2001

• Representa un avance importante en el diseño

de un edificio desde el punto de vista del

comportamiento térmico de la envolvente,

obteniéndose como beneficios, entre otros, el

ahorro de energía.

• Esta norma limita la ganancia de calor de las edificaciones a través de su envolvente.

NOM-008-ENER-2001

• Aplica a todos lo edificios nuevos y las ampliaciones de edificios existentes.

• Quedan excluidos edificios cuyo uso primordial sea industrial o habitacional.

• Si el uso de un edificio dentro del campo

de aplicación de esta norma constituye el

90% o más del área construida, esta

norma aplica a la totalidad del edificio.

Definición de términos

de referencia

• Para fines de esta norma, las partes que

conforman la envolvente de un edificio se

clasifican y denominan de la siguiente

manera:

NOM-008-ENER-2001

Nombre de la

componente

Angulo de la normal a la superficie

exterior con respecto a la vertical

Partes

Techo Desde 0° y hasta 45° Opaco

Transparente (domo y tragaluz)

Pared Mayor a 45° y hasta 135° Opaca (muro)

Transparente (vidrio, acrílico)

Superficie

inferior

Mayor a 135° y hasta 180° Opaca

Transparente

Piso Generalmente 180° también se deben

considerar los pisos inclinados

Opaco

• La ganancia de calor (p) a través de la

envolvente del edificio proyectado debe ser

menor o igual a la ganancia de calor a través de

la envolvente del edificio de referencia (r)

p r

• El edificio de referencia es aquel que conserva

la misma orientación, las mismas condiciones

de colindancia y las mismas dimensiones en

planta y elevación del edificio proyecta

RESET

(COSTA RICA – FCA)

• OBJETIVOS

• 1. Crear una norma que este basada en los tres

pilares fundamentales de la sostenibilidad:

social, económico y ambiental

• 2. Hacer un énfasis en evaluar las decisiones de

Diseño de un proyecto de arquitectura en el

trópico, ya que compartimos el criterio que es

• en esta etapa de desarrollo de un proyecto donde

se toman las decisiones que mas afectan la

sostenibilidad del mismo.

RESET

RESET

• 3. No dejar de lado evaluar criterios para

aplicaciones/especificaciones técnicas del

proyecto

• 4. No dejar de lado evaluar la operatividad /

funcionamiento de los edificios.

• 5. Hacer de la norma una herramienta que

facilite revisar decisiones de proyecto, que sirva

como indicador y pauta, en las distintas

etapas, dependiendo del interés y perfil del

proyecto.

ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN • El formato de la evaluación es digital

(Excel), unas hojas que conforman una

matriz entrelazada a la cual se le

introduce los datos y ponderación que

genera automáticamente un sin numero

de posibilidades.

• Para realizar la evaluaciones, se requiere

de certificadores capacitados para su

ejecución. Los mismos tendrán que

actualizarse periódicamente.

FUNCIONAMIENTO DE LA MATRIZ 1. Introducción (explica funcionamiento)

2. Hoja de contexto:

- Categoría de impacto

- Factor climatológico

- Factor de infraestructura

3. Hoja de Estudios preliminares (indica

estudios necesarios y/o recomendados)

4. Capítulos de evaluación, cuyos criterios están

diferenciados en diseño y aplicaciones:

1)Aspectos socio-económicos

2)Entorno y transporte

3)Calidad y bienestar espacial

4)Suelos y paisajismo

5)Materiales

6)Uso eficiente de agua

7)Eficiencia energética

5. Indicador gráfico de resultados

Actualmente, se está trabajando

con el gráfico de araña de Excel

ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN

Se plantean tres etapas, según el requerimiento

RESET diseño

(etapa de proyecto y especificaciones técnicas) Usos: Préstamos e incentivos económicos, instituciones, oficinas de diseño entre otros

ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN

Se plantean tres etapas, según el requerimiento

RESET diseño y construcción (etapa de construcción y

entrega)

Usos: Certificación del

edificio propiamente y su

proceso constructivo

ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN

Se plantean tres etapas, según el requerimiento

RESET operación (etapa en funcionamiento)

Usos: Continuidad para

incentivos, Turismo,

imagen corporativa

de empresas, y otros.

Ejemplos

prácticos

KEN YEANG

KEN YEANG

KEN YEANG

KEN YEANG

CH2 – Council House, Merlbourne

Australia

CH2 – Council House, Merlbourne

Australia

CH2 – Council House, Merlbourne

Australia

CH2 – Council House, Merlbourne

Australia

BEIJINIG

BEIJINIG

BEIJINIG

BEIJINIG

BEIJINIG

BEIJINIG

JEAN NOUVEL - Torre AGBAR

JEAN NOUVEL

Torre AGBAR

JEAN NOUVEL

Torre AGBAR

JEAN NOUVEL

Torre AGBAR

JEAN NOUVEL

Torre AGBAR

¡¡¡ MUCHAS GRACIAS!!!