centro escolar comunitario 'el arenal' sombrerete zacatecas
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA
DIVISIÓN DE CIENCIAS Y ARTES PARA EL DISEÑO
ESPECIALIZACIÓN, MAESTRÍA Y DOCTORADO EN DISEÑO
PROYECTO:
C E N T R O E S C O L A R C O M U N I T A R I O
“ E L A R E N A L ”,
SOMBRERETE, ZACATECAS.
PRESENTA:
Arq. Ana Julieta Acuña Valerio
Trabajo Terminal para optar por elgrado de especialista en Diseño
Línea Arquitectura Bioclimática
Asesor: Dr. Manuel Rodríguez Viqueira
Taller de Diseño Bioclimático III
Julio 2007
ASESORES:
DISEÑO BIOCLIMÁTICO: DR. MANUEL RODRÍGUEZ VIQUEIRA
ACÚSTICA:M. FAUSTO RODRÍGUEZ MANZO
ILUMINACIÓN:DR. JOSÉ ROBERTO GARCÍA CHÁVEZ
PRESUPUESTO ENERGÉTICO:M. VERÓNICA HUERTA VELÁZQUEZ
TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS:M. ESPERANZA GARCÍA LÓPEZ
A Dios, por permitirme llegar hasta aquí.
A mi Papá Jorge y Mamá Rosario por ser todo mi apoyo e inspiracióna Jorge, Reyna y Jesús por toda la alegría que me dan.
perdón por el tiempo que les he robado.
A ti Carlos Augusto, con todo mi amorpor los sueños que estamos construyendo juntos
y el futuro que hoy anhelamos.
A mi amiga Alejandra, por recordarme el inmenso valor de la vida
y demostrarme día a día que la fe y la voluntad mueven montañas.
A mis compañeros bioclimáticospor todo lo que hemos compartido en este año,
con gran cariño, al equipo sur por todo su apoyo y amistad.
A mis maestros con agradecimiento y admiración,por la generosidad con que comparten sus conocimientos.
INTRODUCCIÓN
PARTE 1: ANÁLISIS DEL SITIO
LocalizaciónTopografíaUso de suelo y vegetaciónGeologíaEdafología
Clima
Análisis de tipología constructivaMateriales de la región
Análisis de sistemas y estrategias de diseño aplicables al clima
PARTE 2: ANÁLISIS DEL TERRENO
LocalizaciónTopografíaVegetaciónGeometría solar
CO
NTE
NID
O
PARTE 3: ANÁLISIS DEL USUARIOPrograma arquitectónico:
Área administrativaÁrea de serviciosÁrea de salonesÁrea exteriorVivienda para profesores
Carta bioclimáticaCarta psicrométricaTriángulos de EvansIndicadores de MahoneyDatos horariosCriterio de diseño
PARTE 4: TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS APLICABLES AL PROYECTOSistema fotovoltaicoLetrinas secaComposta
PARTE 5: PROYECTO ARQUITECTÓNICO
PARTE 6: EVALUACIÓN
BIBLIOGRAFÍA
El propósito de este trabajo es presentar un proyecto arquitectónico bioclimático que busca dar una respuesta confortable y lógica al problema planteado: “Centro Escolar Comunitario”. Previo al proyecto, se presenta la metodología utilizada para llegar a él, en la que fue necesario “leer” en el sitio, el clima, la vegetación, la tipología arquitectónica, los usos y costumbres de los usuarios lo que el medio ambiente ofrece y demanda, para buscar integrarse a él. Posterior al proyecto se presenta la evaluación de este.
El Centro Escolar se propone en una comunidad rural, en la que se carecen de los servicios básicos con los que estamos acostumbrados a contar actualmente, como agua, electricidad, drenaje, recolección de basura; por lo tanto se demanda una solución arquitectónica bioclimática y sustentable. Lo anterior, implica un cuestionamiento a nuestra manera de pensar, a nuestra forma de vivir y a la manera de proyectar; personalmente, es por si mismo un reto arquitectónico interesante.
La filosofía utilizada para la elaboración de este proyecto fue el mejor aprovechamiento de los recursos naturales que el medio nos ofrece, además de constituir un discurso consciente, formativo y ambiental para quienes, se supone, han de estudiar en él y para la comunidad misma.
INTR
OD
UC
CIÓ
N
A N Á L I S I S D E L S I T I O
Sombrerete “El Arenal”
LOCALIZACIÓN
Se eligió una comunidad llamada “El Arenal” localizada en el municipio de Sombrerete, que se encuentra en la parte Noroeste del estado de Zacatecas y colinda con el estado de Durango.
Dicha comunidad se encuentra a 18Km de la cabecera municipal, está prácticamente en los límites del municipio de Sombrerete y el de Sain Alto.
Latitud 23º38´57”
Longitud 103º26´50”
Altitud 2,010msnm
Bioclima Templado seco
Clima BS1 kw(e)
AN
ÁLI
SIS
DEL
SIT
IO
Pendiente +5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 2-5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 1-5%
Pendiente 1-5%
TOPOGRAFÍA
El sitio se encuentra sobre terreno montañoso, sin embargo se ubica entre algunas elevaciones por lo que, en general presenta pendientes de menos del 5%; es prácticamente plano, por lo tanto su uso de suelo por topografía, según JanBazant. es para construcción de baja densidad, preservación ecológica y agricultura.
Se supone una ventilación media del viento por la cercanía con montañas que lo desvían además de una visibilidad limitada.
AN
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DEL
SIT
IO
USO DE SUELO Y VEGETACIÓN
De acuerdo a la carta de Uso de Suelo del INEGI se observa que el suelo es para agricultura temporal; lo que viene en color beige representa pastizales. Se presenta vegetación de matorral en la que predomina la gobernadora, el nopal y el huizache.
Se observa que la vegetación es de una región muy seca, lo que supone baja precipitación pluvial y oscilaciones térmicas a considerar en el proyecto.
GEOLOGÍA
La composición geológica del sitio es de rocas ígneas extrusivas y corresponde al periodo Cuaternario, cenozoico (naranja) y el resto al periodo Terciario (naranja oscuro).
Como conclusión del subsuelo tenemos que se puede utilizar como material de construcción y que es un suelo altamente permeable.
EDAFOLOGÍA
De acuerdo al INEGI, se presenta un suelo joven poco desarrollado tipo Cambisol (BC), que en el subsuelo tiene una capa con terrones que presentan un cambio con respecto al tipo de roca subyacente con alguna acumulación de arcilla, calcio, etc. Susceptibilidad de moderada a alta erosión, lo que permite un amplio rango de posibles usos agrícolas. Por su topografía presenta también un suelo tipo Luvisor (Lc), por el deslave de arcilla de las montañas por lo que éstas se acumulan en el subsuelo y se presenta alta erosión; sus granos son gruesos y la resistencia mediana, en consecuencia, las excavaciones no representarán mayor conflicto.
PASTIZAL
MATORRAL
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Datos Generales del Clima
Temp. Maxima 21.1Temp. Media: 16.1Temp. Mínima: 10.7Prec. Máxima: 120.6Prec. Mínima: 3.8Prec. Total. 456.2P/T 28.38% Prec. Inverna 5.55%Oscilación 10.4
Temp. (ºC) ; Prec. (mm)
A C B BS1 kw(e)E
Descripción: Seco extremoso no es tipo ganges no ha canícula
CLIMA BS1 kw(e)
Grupo climático CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA
Los datos climatológicos están tomados de la estación meteorológica 00032093 EL ARENAL, SOMBRERETE son normalizados, van del periodo de 1970-2000. Se utilizó el programa de Análisis Climático del Dr. Fuentes Freixenet y el de Dr. García Chávez.
El mes más cálido es junio y el más frío enero, el periodo de lluvias va de los meses de julio a septiembre, siendo marzo el de menor precipitación. La radiación es una cualidad importante de este clima; los meses de mayor radiación solar son marzo, abril y mayo. La oscilación máxima registrada en los datos normalizados de los últimos años es de más de 40K. La oscilación registrada mensualmente es de más de 13K.
CLIMA
PARAMETROS UNID ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALTEMPERATURAS
MAXIMA EXTREMA ºC 28.0 31.0 31.0 34.0 35.0 36.0 33.0 32.0 32.0 31.0 32.0 29.0 36.0PROMEDIO MAXIMA ºC 19.8 21.8 24.6 27.1 29.4 29.4 26.6 25.9 24.9 24.3 22.7 20.3 24.7MEDIA ºC 10.7 12.0 14.5 17.2 19.8 21.1 19.7 19.2 18.0 15.9 13.3 11.5 16.1PROMEDIO DE MINIMA ºC 1.7 2.2 4.4 7.3 10.2 12.8 12.8 12.4 11.1 7.5 3.8 2.7 7.4MINIMA EXTREMA ºC -9.0 -8.0 -7.0 -2.0 2.0 5.0 6.0 5.0 2.0 -2.0 -8.0 -14.0 -14.0OSCILACION ºC 18.1 19.6 20.2 19.8 19.2 16.6 13.8 13.5 13.8 16.8 18.9 17.6 17.3
HUMEDADRELATIVA MAXIMA % 88.1 83.1 76.5 73.7 74.6 80.7 85.1 84.7 83.6 78.5 79.6 85.2 81.12RELATIVA MEDIA % 60.9 56.6 52.0 50.6 51.8 58.0 63.3 63.3 62.0 55.7 54.9 59.4 57.38RELATIVA MINIMA % 33.7 30.2 27.5 27.5 29.0 35.2 41.5 42.0 40.4 32.9 30.1 33.6 33.63TEMP. DEL BULBO HUMEDO ºC 7.27 7.98 9.63 11.73 14.05 15.94 15.39 14.96 13.74 11.21 8.91 7.82 11.55
PRECIPITACIÓNPRECIPITACIÓN MEDIA Milimetros 15.0 6.5 3.8 4.7 12.5 52.3 120.6 106.4 77.7 31.9 12.7 12.1 456.20MAXIMA Milimetros 123.0 50.0 34.0 43.0 85.0 116.0 566.1 194.1 175.0 193.5 57.4 49.0 566.10MAXIMA DEL MES EN 24 HRMilimetros 33.0 25.0 25.0 22.0 30.0 70.0 94.0 69.0 80.0 84.0 31.0 35.0 94.00
CÁLIDO
SEMIFRÍO
TEMPLADO
SECO
CÁLIDO
SEMIFRÍO
TEMPLADO
CÁLIDO
SEMIFRÍO
TEMPLADO
HÚMEDO
HÚMEDO
HÚMEDO
SECO
SECO
650mm 1000mm
26
°C2
1°C
C L A S I F I A C I Ó N C L I M A
Dentro de la clasificación climática de Köppenmodificada por García, el Arenal presenta un clima seco extremoso ya que tiene oscilación entre 7 y 14K; templado con verano fresco y largo.
C L A S I F I A C I Ó N B I O C L I M A
Según la clasificación Figueroa-Fuentes es un clima templado seco debido a que la temperatura media del mes más cálido, que es junio, está sobre 21°C y la precipitación es menor a 650mm, lo que lo ubica en los climas secos.
Humedad
0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0
100.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
%
Máxima ZCmax ZCmin Media Mínima
HRmin < 30%
HRmax < 70% HRmax >80%
HRmed >70%
AN
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SIT
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Radiación Solar
0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.0
1000.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
W/m
2
Máxima Directa Difusa Máxima Total Límite total Límite directa
Rad > 700 W/m2
Rad > 500 W/m2
Temperatura
-10.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12meses
°C
Máxima ZCmax Máx. Extrema Tn
Media ZCmin Min. Extrema Mínima
Tmax > Confort
Indice ombrotérmico
-20.0
0.0
20.0
40.0
60.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
C
Temperatura media Precipitación
Seco Húmedo Seco
28
68
108
m
148
188
El comportamiento de la temperatura demanda un diseño masivo con ganancia solar directa que promueva ganancias internas. Con lo anterior se compensa la oscilación térmica. Los meses fríos requieren de calentamiento solar activo como invernaderos. La radiación solar hay que aprovecharla para la energía y calentamiento de los espacios y tener cuidado en exteriores ya que puede ser molesta. La precipitación exige la mayor captación pluvial posible.
TIPOLOGÍA ARQUITECTÓNICA
Dentro de la Tipología constructiva encontramos:
• formas ortogonales• configuración compacta• uniformidad paisajística• distribuciones en una sola planta • predominancia del macizo sobre el vano• fachadas con eje de simetría
MUROS
Sistemas constructivos:- Muros de carga- Columnas
Materiales:- Adobe- Adobe con piedra- Tabique rojo recocido- Piedra
Acabados:- Aparente- Mortero y pintura
CUBIERTA
Sistema constructivo:- Losa de concreto reticular
- Losa de concreto maciza- Cubierta a base de lámina acanalada
- Vigueta y bovedilla- Vigas de madera, cubierta vegetal o terrado
Materiales:- Concreto
- Acero- Casetones de block y poliuretano
- Lámina de acero acanalada- Madera-Tabique
Acabados:- Aparente
- Impermeabilizante
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MATERIALES
-AdobeLos ladrillos son moldeados a partir de una mezcla maleable de tierra arcillosa, fibras vegetales, arena y gravas de diferentes tamaños. Esta mezcla se proyecta en un molde sin fondo y se prensa con unos golpes, después se extrae el adobe de la matriz y se deja secar en una superficie plana. Una vez seco el ladrillo se utiliza como en albañilería convencional, la argamasa puede ser de arena y barro o enriquecida con cal.
-Piedra, mamposteríaConstruidas con piedras en bruto, sin labrar o con labra irregular. Las observadas en sitio son: mampostería en seco (sin junta) u ordinaria (con mortero de cal, cemento o barro). Las piedras se adaptan unas a otras lo más posible para dejar el menor porcentaje de huecos o de relleno de mortero.
-PajaSe observaron grandes cantidades de paja, por lo que se está considerando el empleo de pacas de paja para algunos de los muros divisorios ya que ha comenzado a perfilarse como una alternativa sustentable, eficiente y moderna como material de construcción.
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A N Á L I S I S D E L T E R R E N O
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TER
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a Fresnillo
a Sombrerete
terreno
a Río Grande
vialidad principalVÍA
RERR
OVIA
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Carretera Federal 45escurrimiento
LOCALIZACIÓN
Se eligió un terreno en la parte Poniente de la comunidad “el Arenal”, tiene un escurrimiento hacia el SE. Se tiene acceso a él y a toda la comunidad únicamente por terracería. Estácercano a la Carretera Federal 45 que en este caso va hacia un lado a la cabecera municipal y al otro a Fresnillo. Cuenta también con una vialidad secundaria que se comunica con otras comunidades hacia el Norte y el Sur. El terreno no tiene disponibilidad de servicios de agua, drenaje, luz y recolección de basura, por lo que habráque generar un concepto de cero suministro y cero descarga como idea general del proyecto
TOPOGRAFÍAEl terreno cuenta con una superficie de 5,215m2. Hacia su parte NE se encuentra la carretera federal 45 y hacia el Sureste existe un escurrimiento.En general presenta pendientes de menos del 5%. De extremo a extremo, la mayor diferencia de nivel es de aproximadamente 4m. Como se observa en la imagen inferior La topografía está en sentido inverso a la ideal para tener el mayor asoleamiento.
102.95m4-1
50.79m3-4
103.63m2-3
53.52m1-2
DIMENSIÓNLADO
102.95m4-1
50.79m3-4
103.63m2-3
53.52m1-2
DIMENSIÓNLADO
1
2
3
4
Pendiente 3.8%
Pendiente 1.5%
Pendiente 4.5%
Pendiente 2.9%
Pendiente 2%
NTN 104
NTN 103
NTN 100
AN
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O
1 4
3 2
2
14
3
Vegetación alta
Vegetación baja
VEGETACIÓN
La vegetación es de pastizal en ciertas partes del terreno, se considerará como vegetación baja y que no es necesario conservar al 100% además no produce sombreado de importancia en el terreno. Se indicaron los árboles (mezquites) a los cuales habrá que hacerse ciertas consideraciones en el diseño para que la sombra que producen no sea contraproducente.
AN
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A N Á L I S I S D E L U S U A R I O
PR
OG
RA
MA
AR
QU
ITEC
TÓN
ICO
NECESIDAD ESPACIO MOBILIARIO DIMENSIÓN ÁREA R.C.L. R.C.A.escritoriosillas (3)archivero
Esperar espera sillas (4) 2m X 1m 2 100 lux 45-50dBAescritorio
sillaarchivero/botiquínmesa de trabajo
sillas (8)estantes
NECESIDAD ESPACIO MOBILIARIO DIMENSIÓN ÁREA R.C.L. R.C.A.bodega general estantes - - 75 lux 65-75dBA
guardar artículos de limpieza, lavar cosas séptico fregadero 75 lux 65-75dBAalmacenar agua de lluvia cisterna pluvial - - - -
tratar agua para reutilizarla sistema de tratamiento de agua jabonosa - - - -almacenar basura inorgánica contenedor de basura - - 75 lux 65-75dBA
almacenar baterías para fotoceldas, distribuir y transformar energía área de baterías - - 100 lux 65-75dBAnecesidades fisiológicas sanitario h/m letrinas secas 6m X 5m 30 100 lux 65-75dBA
lavabos
NECESIDAD ESPACIO MOBILIARIO DIMENSIÓN ÁREA R.C.L. R.C.A.acceder al área de salones, vincular aulas de clase vestíbulo de aulas - - - 100 lux 45-50dBA
escritoriosilla
butacaspizarrón
corcho para trabajosárea de guardadomesa de trabajo
sillasestufa solar
deshidratador solarfregaderofresqueraestantes
mesa de trabajosillas
estantestarja
estantesmesassillas
estradosillas
barra de atenciónárea de guardado
sala de maestros/juntas
secretaría
dirección
de
acue
rdo
a cá
lcul
o
Coordinar escuela, resolver problemas, atender personas
Apoyar dirección, administrar escuela, archivar documentación, guardar medicamentos 300 lux 45-50dBA
35-45dBA300 lux7.52.5m X 3m
2.1m X 1.6m 3.36
155m X 3m 300 lux 35-40dBA
aula-taller de manualidades, usos múltiples
eventos múltiples de la escuela y comunidad, teatro
dar clases, preparar alimentos, lavar, refrigerar, almacenar, hornear, deshidratar
dar clases, estudiar, leer, trabajar, guardar material aula
aula-taller-cocina
dar clases, aprender y realizar trabajos manuales, proyectar, actividades múltiples
6m X5m 30 500 lux 35-45dBA
6m X 5m 30 300 lux 50-65dBA
6m X 5m 30 300 lux 50-65dBA
35-45dBA250 lux606m X 10m
10m X 20m
3m X 3m
200 300 lux 35-45dBA
45-50dBA100 lux9
salón de usos múltiples
biblioteca investigar, leer, estudiar, almacenar libros
vender comida al interior y exterior de la escuela cooperativa
área
adm
inis
trat
iva
área
de
serv
icio
área
de
salo
nes
almacenar herramientas de jardinería y cosas en general
Realizar juntas, prepar material y clase, estudiar, revisar trabajos, almacenar material de trabajo
PR
OG
RA
MA
AR
QU
ITEC
TÓN
ICO
NECESIDAD ESPACIO MOBILIARIO DIMENSIÓN ÁREA R.C.L. R.C.A.ingresar a escuela, colocar avisos acceso general corcho/pizarrón 100 lux
hacer honores a la bandera,recreación plaza cívica asta bandera 15m X 20m 300 75 luxactividades múltiples gradas
recreación áreas libres juegos de madera - - 30 luxcanchaareneros
aprender a crear adobe área de preparación de adobe - -cultivas nopal y hierbas área de cultivos - -
generar composta área de composta - -criar animales área de corrales - -
estacionar bicicletas estacionamiento - - 50 lux 50-65dBA
NECESIDAD ESPACIO MOBILIARIO DIMENSIÓN ÁREA R.C.L. R.C.A.
descansar, recibir visitas estancia sillones 100 lux 35-45dBAmesas
comer comedor/desayunador mesa 100 lux 35-45dBAsillasbarrabancos
cocinar cocina estufa 300 lux 50-65dBAfregaderofresqueradespensa
lavar, tender ropa, guardar utencilios patio de servicio lavadero 100 luxsecar ropa secador solar 50 lux
dormir, descansar recámara principal cama matrimonial 200 lux 35-40dBAburós
dormir, descansar recámara 2 camas individuales 24 200 lux 35-40dBAburó
estudiar, leer, escribir estudio mesa/escritorio 300 lux 35-45dBAsillaslibrero
necesidades fisiológicas sanitario letrina seca, lavabo 100 lux 65-75dBAaseo personal, necesidades fisiológicas baño letrina seca 100 lux 65-75dBA
lavaboregadera
guardar vehículo cochera cajón 100 lux 50-65dBA
cama individual 200 lux 35-45dBAclósetmesa/escritoriosillas/bancosparrilla eléctricafregaderofresquera
baño letrina seca 75 lux 65-75dBAlavaboregadera
descansar, dormir, comer, leer, estudiar
aseo personal, necesidades fisiológicasvivi
enda
par
a pr
ofes
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CASA HABITACIÓN DIRECTOR
CUARTO REDONDO
área
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erio
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CA
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BIO
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A
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PS
ICR
OM
ÉTR
ICA
Se dividió el análisis en dos semestres de octubre a marzo y de abril a septiembre, considerando los meses que presentaban similitudes de temperatura y humedad: periodo cálido y frío.
CRITERIOS
Para determinar criterios de diseño bioclimático se utilizó la carta bioclimática de Olgyay. En el principal criterio que marca la carta es calentamiento solar.
ESTRATEGIAS
La carta psicrométrica de Givonnni, modificada por Szokolay nos brinda estrategias de diseño, dentro de las cuales tenemos para este clima: en el primer semestre calentamiento solar activo, calentamiento solar pasivo, masa térmica; para el segundo semestre masividad térmica y enfriamiento evaporativo indirecto.
Se propone un horario de uso de 9 de la mañana a 2 de la tarde por lo que la estrategias utilizada para las aulas, será masa térmica, que es la que se requiere en este horario durante todo el año. Para la vivienda de profesores, como el horario es invariable se toman en cuenta todas las estrategias.
TRIÁ
NG
ULO
S D
E C
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FOR
T
IND
ICA
DO
RES
MA
HO
NEYESTRATEGIAS
Los triángulos de confort de Evans muestran confort en la mitad de los meses del año pero simplemente para circulación tanto interior como exterior; en el segundo la estrategia bioclimática que señala es la inercia térmica con ganancias solares.
INDICADORESLos indicadores de Mahoney recomiendan configuración compacta, concepto de patio compacto, aberturas muy pequeñas, sombreado total y permanente, y masividad con retardo térmico mayor a 8 horas.
-350.0
-300.0
-250.0
-200.0
-150.0
-100.0
-50.0
0.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DG. General DG. Local límite
Requerimientos de calentamiento todo el año
DGG= confort
De acuerdo a los datos horarios y la gráfica de días grado se presenta necesidad de calentamiento todo el año sobre todo en las primeras horas del día, sin embargo existe sobrecalentamiento principalmente en los meses de mayo y junio.Se propone un uso matutino de la escuela de 9 a 14hrs.
Horario de uso propuesto
Configuración compacta a través de agrupamiento de espacios y cubiertas
Masa térmica en muros
Amortiguamiento térmico en vanos con doble acristalamiento
Amortiguamiento térmico en losas
Invernaderos adosados a muros
Alturas de entrepiso de 2.5m
Ventilación unilateral
Iluminación primordialmente cenital proveniente del norte y sur
Vegetación endémica
Configuración compacta con patio interior Ventilación unilateral para renovación de aireMasividad e inercia térmica
CR
ITER
IO D
E D
ISEÑ
O
T E C N O L O G Í A S A L T E R N A T I V A S
A P L I C A B L E S A L P R O Y E C T O
ENER
GÍA
SO
LAR
Instalación solar fotovoltaica sin inversor, utilización a 12Vcc
Una instalación solar fotovoltaica con inversor, utilización a 230Vca
SISTEMA FOTOVOLTAICO
Un sistema fotovoltaico es un dispositivo que, a partir de la radiación solar, produce energía eléctrica en condiciones de ser aprovechada por el hombre. El sistema consta de los siguientes elementos:
- Un generador solar, compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos, que captan la radiación luminosa procedente del sol y la transforman en corriente continua a baja tensión (12 ó 24 V). -Un acumulador, que almacena la energía producida por el generador y permite disponer de corriente eléctrica fuera de las horas de luz o días nublados.-Un regulador de carga, cuya misión es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, que le produciría daños irreversibles; y asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficiencia. - Un inversor (opcional), que transforma la corriente continua de 12 ó 24 V almacenada en el acumulador, en corriente alterna de 230 V.
Considerando la buena radiación del sitio se propone abastecer los requerimientos de electricidad a través de un sistema fotovoltaico.
LUMINARIA SOLAR EXTERIOR
Es un sistema de alumbrado exterior cuyo principio de operación está basado en la generación eléctrica por medio de energía solar; una vez instalado funciona de manera automática y su capacidad de alumbrado nocturno depende de la capacidad de almacenaje con la que cuente; se puede proponer un uso aproximado de acuerdo a las necesidades.
LETR
INA
SEC
A
SIR
DO
SEC
O
LETRINA SECA
Es un método simple de disposición de las excretas se reduce la posibilidad de contaminación de fuentes de agua y riesgo de enfermedades gastrointestinales causados por parásitos y microorganismos patógenos.
Requerimientos:Estar a 15m como mínimo de cualquier fuente de
aguaEstar a una distancia mínima de 5m de cualquier
habitaciónChimenea orientada al SurVentilación cubierta con mosquiteroTubo ventilador cubierto con mosquitero
Partes que la componen;-Foso-Pozo o depósito-Losa o tapa-Cuneta-Brocal
Se propone el uso de letrinas secas dado que el proyecto se desarrolla en un clima seco, en el que se tiene un precipitación pluvial de solamente 456mm.
SIIRDO SECO
La diferencia de la letrina y el sirdo es que los residuos del sirdo se exponen a radiación solar para generar abono. Se les pone tierra en cada descarga y nunca cal como en las letrinas secas (para evitar olores). Requieren de una superficie inclinada orientada al sur para mejor captación solar. Una de sus desventajas es el mantenimiento constante que demandan.
La composta (también llamada humus) se forma por la descomposición de productos orgánicos y esta sirve para abonar la tierra. Es un proceso en el que no interviene la mano del hombre, el reciclaje es 100% natural. Cuando la materia orgánica se descompone, se enriquece la fertilidad del suelo proporcionándole a las plantas mejores condiciones para su desarrollo.
Procedimiento:1) Hacer el hoyo o recipiente2) Poner una capa de hojas o pasto3) Vaciar residuos orgánicos4) Tapar con tierra5) Mantener húmeda
En el proyecto, el objetivo de la composta, además de didáctico, será el máximo aprovechamiento de los recursos naturales generando fertilizante para los mismos cultivos a partir de los residuos orgánicos generados tanto en la vivienda como en la escuela y disminuir la emisión de contaminantes a la atmósfera.
CO
MP
OS
TA
P R O Y E C T O A R Q U I T E C T Ó N I C O
PR
OY
ECTO
AR
QU
ITEC
TÓN
ICO
SIRDO SECO, orientado al sur para mayor ganancia solar y
producción de abono
SIRDO SECO, orientado al sur para mayor ganancia solar y
producción de abono
SIRDO SECO para corrales, orientado al sur para mayor ganancia solar y
producción de abono
VIENTOS DOMINANTES
LAGUNA, para captar agua pluvial y evitar inundaciones
LAGUNA, para captar agua pluvial y evitar inundaciones
FILTROS PARA AGUA PLUVIALTanque elevado, bombeado con energía solar
PAVIMENTO, para captar la mayor cantidad de agua pluvial posible
separaciòn de 2" para captaciòn de agua pluvial
dren de grava 12" granulometrìa,15 cm. de ancho
andador a base de concretofirme de F'y= 150 kg/cm2
entortado de 15 cm. de anchocon pendiente del 2% para
encausamiento del agua haciacisterna
DETALLE 01. CORTE TRANSVERSALCAPTACIÒN DE AGUA PLUVIAL
EN ANDADORES Y PLAZA CÌVICA
MUROS DE TIERRA COMPACTADA para retardo térmico mayor a 8hr, ILUMINACIÓN NORTE con lucernarios para
lograr uniformidad y evitar ganancia solar directa, doble acristalamiento para evitar
pérdidas de calor.
CELDAS FOTOVOLTAICAS, integradas a la cubierta de las aulas y orientadas al sur
INVERNADEROS en vivienda,
orientación sur para
calentamiento solar activo
FILTRO VEGETAL DESFOSFATADOR para tratamiento de aguas grises
CONTENEDORES DE BASURA, con acceso para la comunidad
Deshidratador y estufas solares para aula taller de cocina
PERGOLADO, orientado para evitar ganancias solares en verano y
promover en invierno
Estacionamiento bicicletas
Plaza Cívica
Vivienda profesores
aula
aula
baterías
aula
aula
dirección
biblioteca
Aula taller
Aula taller cocina
Cama biodinámica
Cultivos de nopal
Área de construcción con
tierrav
Banco de tierra
Lámparas solares en exterior
US
O E
FIC
IEN
TE
AG
UA
AGUA PLUVIAL
456mm anuales
FILTRO POTABILIZADOR
BEBEDEROS
CULTIVOS
LAVABOS
REGADERAS
FREGADEROSFILTROS
FILTRO
DESFOSFATADOR
CONSUMO ANIMAL
ESCURRIMIENTO COLINDANTE AL TERRENO
LAGUNA PAVIMENTOS AZOTEAS
CISTERNA
TANQUE ELEVADO
TRAMPA DE GRASAS
CANALES DE OXIDACIÓN
CONSUMO
FILTRACIÓN
ALMACENAJE
CAPTACIÓN
PR
OY
ECTO
sala de maestros
dirección
recepción/espera
aula 1
aula 2
aula 3
aula 4
biblioteca
aula-taller de usos múltiples
sépticobodega de
baterías
npt 103
npt 102.7
npt 102.4
npt 102.25
sanitarios hombres
sanitarios mujeres
npt 102.7
npt 102.1
npt 102.7
1
2
3
4
5
A B C D E F
6.00
6.00
6.00
6.00
24.00
6.203.705.203.705.20 24.00
Eje largo Este Oeste para mayor ganancia solar
MASIVIDAD
MUROS DE TIERRA COMPACTADA DE 30 Y 40 cm
SIRDO SECO
orientado al sur para mayor ganancia solar y producción de abono
CONFORT OLFATIVO
separado de espacios habitables
MASIVIDAD
Doble acristalamiento en ventanas orientadas al norte
CRITERIO: CALENTAMIENTO
ESTRATEGIA: MASIVIDAD Y CALENTAMIENTO
INDICADOR: DONFIGURACIÓN COMPACTA
Zon
a de
aul
as-o
ficin
as
MASIVIDAD
LOSA DE PANEL W CON CÁMARA DE AIRE
PERGOLADO, orientado para evitar ganancias solares en verano y promover en invierno MÓDULOS FOTOVOLTAICOS
Ángulo de inclinación 30°
PR
OY
ECTO
separaciòn de 2" para captaciòn de agua pluvial
dren de grava 12" granulometrìa,15 cm. de ancho
andador a base de concretofirme de F'y= 150 kg/cm2
entortado de 15 cm. de anchocon pendiente del 2% para
encausamiento del agua haciacisterna
pendiente 2% separaciòn de 2" para captaciòn de agua pluvial
andador a base de concretofirme de F'y= 150 kg/cm2
dren de grava 12" granulometrìa,15 cm. de ancho
DETALLE PLANTA CAPTACIÒN DE AGUA PLUVIAL
EN ANDADORES Y PLAZA CÌVICA
DETALLE CORTE TRANSVERSALCAPTACIÒN DE AGUA PLUVIAL
EN ANDADORES Y PLAZA CÌVICA Zon
a de
aul
as-o
ficin
as
taller de cocina comedor
DESHIDRATADOR SOLARESTUFA SOLAR
Aul
a ta
ller
de c
ocin
a
PR
OY
ECTO
diciem
diciem
2.58h =
2.5h
diciem
Sal
ón d
e us
os m
últi
ples
A B
1.00 1.00
9.60
1
2
3
4
5
6
7
1.10
0.30
2.10
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
0.50
24.00
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
1.10
0.30
2.10
3.50
3.50
3.50
3.50
1.10
24.00
0.50
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
0.50
2.10
0.30
1.00 8.60 1.00
9.60
Doble acristalamiento
Masividad en losa, terradoDispositivo de control solar
con superficie reflejante
Piso absorbente
bodega
cooperativa
npt 103npt 103
npt 102.75
npt 102.75
cocina
npt 103.35
npt 102.9
npt 103.175
npt 102.825
npt 102.825
npt 103
secador de ropa
21ABRIL 11, 21 AGOSTO 1121 NOVIEMBRE 13
21 DICIEMBRE 1421 FEBRERO 14
CALENTAMIENTO
Invernaderos orientados al sur
MASIVIDAD
MUROS DE TIERRA COMPACTADA DE 30 cm
CRITERIO: CALENTAMIENTO
ESTRATEGIA: MASIVIDAD Y CALENTAMIENTO
INDICADOR: DONFIGURACIÓN COMPACTA
Secador solarLetrina seca con
ventilación cruzadacalentador solar
fresquera
Viv
iend
a pr
ofes
ores
E V A L U A C I Ó N
E, W
23.27°23.27°
equi
nocc
io
solst
icio
solst
icio
21 m
arzo
21 se
ptie
mbr
e
21 ju
nio
21 d
icie
mbr
e
12
11-1310-14
9-15
8-16
7-17
6-18
5-19
6-18
7-17
8-16
9-15
10-14
11-13
5-19
21 m
ar
1 ab
ril
1 m
ayo
1 ju
n
21 ju
n
1 ju
l1
ago
1 se
p
21 se
p1
oct
1 no
v
1 di
c
21 d
ic1
ene
1 fe
b
1 m
ar
23.3
8°
12
N
E
S
W
12
11
10
9
8
76
13
14
15
16
1718
GEO
MET
TRÍA
SO
LAR
aul
a 1
aul
a 2
El aula se evaluó en maqueta en el heliodón para corroborar que el volado propuesto era sufieciente para cubrir la poca ganancia que existe hacia el lado norte ya que es una latitud por arriba del trópico de cáncer.
I L U M I N A C I Ó N
30°
30°
lucernario 1lucernario 2
plano de trabajo h = 0.60m
A B C
1
2
3
ILU
MIN
AC
IÓN
MÉTODO GRÁFICO
ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO PARA ILUMINACIÓN
-ORIENTACIÓN DE LOS VANOS HACIA EL NORTE PARA LOGRAR UNIFORMIDAD Y EVITAR ALTOS CONTRASTES LUMÍNICOS
-UTILIZACIÓN DE MATERIALES ALTAMENTE REFLECTIVOS EN CUBIERTA Y TECHO
-UTILIZACIÓN DE MATERIALES CLAROS EN PISOS Y PAREDES
Superior Inferior Superior Inferior Izquierda Derecha FC + FM x 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 RESULTADO
1,3 0.075 0.38 0.305 0.7015 0.449 3.249 324.896
2 0.25 0.25 0.5 1.15 0.736 3.536 353.6
1,3 0.12 0.44 0.32 1.28 0.8192 3.6192 361.92
2 0.35 0.35 0.7 2.8 1.792 4.592 459.2
1,3 0.18 0.48 0.3 0.3 0.192 2.992 299.2
2 0.425 0.425 0.85 0.85 0.544 3.344 334.4
FC=1 FM=0.8 S=0.8
E S C A L A "A"
Referencia de cuadrícula
Lecturas Factor de corrección 7+/- 8
Lecturas ÁnguloC-C inicial
1-2
Altitud media
(4+5)/2
E S C A L A "B"
ABC
CC 3X9
5
10.8
23
2.7
6.8
22 1 69
26
39
67
2.3 35
4 47.52.8
30.5
43.25
68
0.64
LUXFD 12
+ 13CRI
C-C corregida
10x11
A
B
C 1
2
3300
350
400
450
500
450-500
400-450
350-400
300-350
superficie reflectiva
superficie reflectiva
dispositivo de control solar
Iluminación proveniente del lado izquierdo de los pupitres para evitar sombras sobre el plano de trabajo de las personas diestras
Distribución de los pupitres a partir de un ángulo de 30ºrespecto al pizarrón
A B
Para trazar el método se eligió un aula tipo, se reticuló en nueve puntos a partir de los cuales se trazó el ángulo desde estos hacia cada lucernario, se tomaron lecturas con el transportador tanto en sección como en planta. Se siguió el procedimiento de la tabla superior, y se obtienen los resultados en lux.
Se graficaron los resultados y se observa que, aunque por este método los niveles lumínicos no son muy adecuados, no se generan altos contrastes en el interior de las aulas.
A
B
C 1
2
3
PISO CLARO
1450-1500
1400-1450
1350-1400
1300-1350
1250-1300
1200-1250
A
B
C1
2
3
PISO DE CEMENTO1250-1300
1200-1250
1150-1200
1100-1150
1050-1100
1000-1050
950-1000
900-950
ILU
MIN
AC
IÓN
CIELO ARTIFICIAL
1 811 1169 13312 989 1231 14543 943 1177 14111 737 977 11772 860 1031 13143 786 1000 12341 820 971 12462 914 1074 13263 826 997 1286
Referencia de
cuadrícula
Muros de tierra compactada aparente,
piso claro, techo reflejante
Muros textura rugosa color blanco,
Piso de cemento pulido, techo
Muros textura rugosa color blanco,
piso claro, techo reflejante
ABC
superficie reflectiva
superficie reflectivadispositivo de control solar
A1 A2 A3
A
B
C 1
2
3
MUROS TIERRA COMPACTADA
950-1000
900-950
850-900
800-850
750-800
700-750
Para la evaluación con maqueta en el cielo artificial, se utilizó una maqueta escala 1:20, en la que se buscó que los materiales utilizados fueran lo más parecidos a los propuestos en la realidad. Se trazó la misma retícula de nueve puntos: A,B,C, cruzados con 1,2 y 3
El procedimiento de las mediciones fue el siguiente: se toma la lectura exterior al centro de la mesa y sin obstrucciones: 2450lux. Se realizan las mediciones a la altura del plano de trabajo (60cm) en cada uno de los puntos señalados, se hacen dos propuestas de materiales distintos para conocer la variación en iluminancia respecto a estos. Se divide cada lectura entre la temperatura exterior y se multiplica por 10,000, para escalar las mediciones al tamaño de la maqueta. Se aplica un factor de 0.7 por el acristalamiento y mantenimiento.
A C Ú S T I C A
FUENTE DE RUIDONIVEL DE RUIDO
(dBA)distancia de fuente de ruido a
1m del límite del terrenonivel de presión sonora 1m del
límite del terrenonivel de presión sonora en la
pared del edificioTREN 94 a 30m 150m 85dBA 75dBA
CARRETERA 86 a 15m 25m 81dBA 63dBA
AC
ÚS
TIC
A
ANÁLISIS DEL ENTORNO REMOTOComo condicionantes acústicas del terreno en el entorno se encuentra una vía ferroviaria a 150m y una carretera a 25m. Se determinaron los niveles de presión sonora para cada una de dichas fuentes emisoras. Se hizo la disminución de ruido considerando la distancia, se tomó a razón de 6dBA al doble de la distancia de la fuente por considerar que es un espacio abierto. Se hizo la ponderación hasta llegar a 1m del límite del terreno; para esta distancia los niveles que afectan al terreno son 85dBA de la vía ferroviaria y 81dBA de la carretera.
ANÁLISIS DEL ENTORNO INMEDIATODentro del terreno se ubican las fuentes de ruido y su nivel de presión sonora. Para este caso se consideró: plaza cívica y áreas recreativas con 84dBA, los corrales de vacas con 57dBA y el salón de uso múltiples con 88dBA
ANÁLISIS DEL ESPACIOUna vez obtenidos los niveles de presión sonora fuera del edificio dentro del cual se encuentra el espacio a evaluar, se hace la suma de decibeles del entorno remoto y del entorno inmediato, para obtener el valor que afecta directamente al espacio. Si el espacio cuenta con colindancias, se determinan los niveles críticos de presión sonora de estos espacios aledaños.
ANÁLISIS DEL ENTORNO REMOTO
53,52
102,9
5
50,79
103,6
3
105
100
100
103
102
102
101
101
100
103
104
103
85dBA
81dBA
Auditorio 88dBA
área recretativa84dBA
plaza cívica
84dBA
Corrales 57dBA
sala de maestros
dirección
recepción/espera
sépticobodega de
baterías
npt 103
npt 102.7
npt 102.4
npt 102.25
sanitarios hombres
sanitarios mujeres
1
2
3
4
5
B B B
aula 1
aula 2
aula 3
aula 4
biblioteca
aula-taller de usos múltiples
npt 102.7
npt 102.1
npt 102.7
B B B
1.10
6.00
6.00
6.00
6.00
24.00
4.70 0.50 1.80 1.40 0.50 4.70 0.50 3.20 0.50 1.88 1.95 1.88 0.50
6.203.705.203.705.20
24.00
0.40
5.60
5.60
4.85
0.75
1.50
0.75
1.35
2.00
0.40
0.40
0.40
0.40
73dBA
vía ferroviaria
64dBA
carretera
68dBA
78dBA
78dBA
78dBA
78dBA
78dBA
84dBA
cancha84dBA
84dBA
Plaza cívica
84dBA
AC
ÚS
TIC
A
ANÁLISIS DEL ENTORNO INMEDIATO
Muro A = 10 log (17.9m2) 50 dBA
(14m2 X 10- 01(51) + (3.9m2 X 10- . 01(50))
Muro B = 10 log (14.4m2) 50 dBA
(12.75m2 X 10- 01(53) + (1.63m2 X 10- . 01(50))
Muro C = 10 log (17.9m2) 39 dBA
(11.5m2 X 10- 01(51) + (3.9m2 X 10- . 01(51) + (2.5m2 X 10- . 01(25))
Cubierta = 10 log (46.68m2) 37 dBA
(34.68m2 X 10- 01(38) + (17m2 X 10- . 01(37))
2
3
aula 26.0084-50=34
69-50=19
78-53=25
78-39=39
40 dBA
0.83T
Cubierta63-37=26
MATERIAL SUPERFICIE (m2) NRC ABSORCIÓN (m2) STC TLA
tierra compactada de 30cm 14 0.1 1.4 54 51cadena de cerramiento y cuerpo de lucernario acabado con yeso pulido 3.9 0.05 0.195 53 50
Superficie total muro A 17.9 m2
tierra compactada de 40cm 12.75 0.1 1.275 56 53cadena de cerramiento y cuerpo de lucernario acabado con yeso pulido 1.632 0.05 0.0816 53 50
Superficie total muro B 14.382 m2
tierra compactada de 30cm 11.5 0.1 1.15 54 51cadena de cerramiento y cuerpo de lucernario acabado con yeso pulido 3.9 0.05 0.195 53 50puerta metálica 4.5cm de espesor 2.5 0.09 0.225 28 25
Superficie total muro C 17.9 m2
tierra compactada de 40cm 12.75 0.1 1.275 56 53
cubierta de panel w doble con cámara de aire de 10cm 34.68 0.05 1.734 41 38lucernarios con doble acristalamiento de 6mm y cámara de aire de 5cm 12 0.05 0.6 40 37
46.68 m2
109.612 m28.1306 m2
ANÁLISIS DEL ESPACIO
Tiempo de reverberación = 90.78 m3 X 0.161 = 1.8 s
8.1306 m2
A
B
C
D
Tiempo de reverberación = 90.78 m3 X 0.161 = 0.83 s
17.5656 m2
ADECUACIÓN: El tiempo de reverberación no cumplía con lo permitido que va de 0.5-0.9s, se colocó una barrera acolchada en la pared C con un NRC de 0.7 y se disminuyó un segundo de tiempo de reverberación.
AC
ÚS
TIC
A
AC
ÚS
TIC
A
1.00 1.00
9.60
1.10
0.30
2.10
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
0.50
24.00
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
1.10
0.30
2.10
3.50
3.50
3.50
3.50
1.10
24.00
0.50
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
0.50
2.10
0.30
1.00 8.60 1.00
9.60
78-39=39
55-51=4
78-53=25
78-39=3942 dBA
0.83T
Cubierta
63-47=16
A
B
C
D
Muro A, C = 10 log (91.7m2) 39 dBA
22.5m2 X 10- 01(53) + 18.8m2 X 10- . 01(50) + 42m2 X 10- . 01(37) + 8.4m2 X 10- . 01(25)
ADECUACIÓN: El tiempo de reverberación no cumplía con lo permitido que va de 1.3-1.9s, por lo tanto se hizo la propuesta de piso de madera y se resolvió; se colocaron vidrios dobles en ventanas Norte y Sur, a diferencia de la propuesta inicial que solo eran al Norte.
E LE ME NTO MATE RIAL S UPE RF ICIE (m2) NRC ABS O RCIÓ N (m2) S TC TLAMuro A tierra compactada de 40cm 22.5 0.1 2.25 56 53
columna de concreto 18.8 0.05 0.94 53 50vidrio doble de 6mm con cámara de aire de 5cm 42 0.05 2.1 40 37puerta metálica 4.5cm de espesor, 57Kg/m2 8.4 0.09 0.756 43 40
S uperficie total muro A 91.7 m2 6.046
Muro B tierra compactada de 30cm 46 0.1 4.6 54 51
Muro C tierra compactada de 40cm 22.5 0.1 2.25 56 53
columna de concreto 18.8 0.05 0.94 53 50vidrio doble de 6mm con cámara de aire de 5cm 42 0.05 2.1 40 37puerta metálica 4.5cm de espesor, 57Kg/m2 8.4 0.09 0.756 43 40
S uperficie total muro C 91.7 m2 6.046
Muro D tierra compactada de 40cm 46 0.1 4.6 56 53
Cubierta losa de concreto reticulada de 30cm con terrado y plafond de y eso con cámara de aire de 25cm 192 0.05 9.6 50 47
Piso madera 192 0.1 19.2 70 67
467.4 m2 205.612 m2
Tiempo de reverberación = 2196.78 m3 X 0.161 = 1.72 s
205.612 m2
PRESUPUESTO ENERGÉTICO
NORMA 008-ENER-2001
NO
M-0
08
EN
ER-2
00
1
sala de maestros
dirección
recepción/espera
aula 1
aula 2
aula 3
aula 4
biblioteca
aula-taller de usos múltiples
sépticobodega de
baterías
npt 103
npt 102.7
npt 102.4
npt 102.25
sanitarios hombres
sanitarios mujeres
npt 102.7
npt 102.1
npt 102.7
1
2
3
4
5
A B C D E F
1.10
6.00
6.00
6.00
6.00
24.00
4.70 0.50 1.80 1.40 0.50 4.70 0.50 3.20 0.50 1.88 1.95 1.88 0.50
6.203.705.203.705.20
24.00
0.40
5.60
5.60
4.85
0.75
1.50
0.75
1.35
2.00
0.40
0.40
0.40
0.40
0.30 5.10 3.20 0.50 4.70 3.20 5.700.30 0.50 0.50 0.50
24.50
24.40
ÁREA EVALUADA POR LA NORMA
8-ENER-2001
aula 1
aula 2
dirección
biblioteca aula-taller manualidades
MU
RO
OES
TE
tier
ra c
ompa
ctad
a de
30
cm
MURO SUR
tierra compactada de 40 cm
MURO NORTE
tierra compactada de 40 cm
MURO SUR
tierra compactada de 40 cm
MU
RO
ESTE
tierra compactada de 3
0 cm
pergolado
MU
RO
ESTE
tierra compactada de 3
0 cm
pergolado
A pesar de que a nivel mundial, es en los años setenta que se manifiesta la preocupación por hacer un uso más eficiente de la energía, es hasta la década de los noventa, cuando en nuestro país se empiezan a desarrollar políticas de eficiencia energética, teniendo como meta, el uso racional de ésta. Actualmente existe mayor conciencia de la importancia de laeficiencia energética de las edificaciones tanto para su construcción como operación, Dentro de las que se involucran directamente con la arquitectura bioclimática se encuentra la NORMA Oficial Mexicana NOM-008-ENER-2001 “Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificios no residenciales”, cuyo objetivo es la preservación y el uso racional de los recursos energéticos en las edificaciones. Para aplicar la norma se consideró el edificio más grande, que consta de biblioteca, dos aulas, aula taller de manualidades, dirección.
CELDAS FOTOVOLTAICAS, integradas a la cubierta
Panel w 7.5cm de espesor
Panel w 7.5cm de espesor
Cámara de aire de 10cm de espesor
Vidrio doble de 6mmcon cámara de aire de 5cm
2.- Valores para el Cálculo de la Ganancia de Calor a través de la Envolvente2.1.- Ciudad Sombrerete, ZacatecasLatitud 23º 38´57"
2.2.- Temperatura equivalente promedio "te"(ºC)a) Techo 34b) Superficie inferior 24c) Muros
Norte 21 Norte 27Este 23 Este 30Sur 22 Sur 29Oeste 22 Oeste 29
d) Partes transparentes Tragaluz y domo 20Norte 21Este 21Sur 22Oeste 22
2.3.- Coeficiente de transferencia de calor "K" del edificio de referencia (W/m2K)Techo 0.391 Muro 2.2Tragaluz y domo 5,952 Ventana 5,319
2.4.- Factor de ganancia de calor solar "FG" (W/m2)Tragaluz y domo 274Norte 91Este 137Sur 118Oeste 146
2.5.- Barrera de Vapor SI NO
2.6.- Factor de correción de sombreado exterior (SE)Número 1 2 3L/H o P/E (volado extendido) X X XW/H o W/E XNorte 0.77Este/Oeste 0.53Sur 0.39
MASIVOS LIGEROS
NO
M-0
08
EN
ER-2
00
1
1.- Datos Generales1.1 PropietarioNombre Gobierno Municipal, Sombrerete, ZacatecasDirección Carretera Federal 45Colonia El ArenalCiudad SombrereteEstado ZacatecasCódigo Postal 99100
1.2 Ubicación de la ObraNombre Centro Escolar Comunitario "EL ARENAL"Dirección Carretera Federal 45Colonia El ArenalCiudad SombrereteEstado ZacatecasCódigo Postal 99100
1.2 Unidad de VerificaciónNombre Maestra Verónica HuertaDirección Av. San PabloColonia ReynosaCiudad MéxicoEstado D.F.
CENTRO ESCOLAR COMUNITARIO “EL ARENAL”Carretera Federal No.45El ArenalSombrerete
33232971
Zacatecas
99100
10.6%
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077tierra compactada 0.3 0.93 0.323convección interior 1 8.1 0.123
M = 0.523 m2K/WK = 1.912 W/m2 K
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077vidrio 6mm 0.006 1.16 0.005cámara de aire 0.05 0.025 2.000vidrio 6mm 0.006 1.16 0.005convección interior 1 8.1 0.123
M = 2.211 m2K/WK = 0.452 W/m2 K
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077vidrio 6mm 0.006 1.16 0.005convección interior 1 8.1 0.123
M = 0.206 m2K/WK = 4.865 W/m2 K
MURO ESTE/OESTE
VENTANA NORTE
VENTANA ESTE/SUR
4
5
6
3.- Cálculo del Coeficiente Global de Transferencia de Calor de las Porciones de la Envolvente(*)3.1 Descripción de la porción
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077impermeabilizante 0.001 0.17 0.006aplanado 0.015 0.63 0.024panel W 0.075 0.044 1.705cámara de aire 0.1 0.025 4.000panel W 0.075 0.044 1.705enyesado 0.015 0.372 0.040convección interior 1 6.6 0.152
M = 7.708 m2K/WK = 0.130 W/m2 K
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077vidrio 6mm 0.006 1.16 0.005cámara de aire 0.05 0.025 2.000vidrio 6mm 0.006 1.16 0.005convección interior 1 8.1 0.123
M = 2.211 m2K/WK = 0.452 W/m2 K
componente de la envolvente techo pared
material espesor (m)conductividad
térmica (w/mK)aislamiento térmico
(m2 K/W)convección exterior 1 13 0.077tierra compactada 0.4 0.93 0.430convección interior 1 8.1 0.123
M = 0.630 m2K/WK = 1.586 W/m2 K
MURO NORTE/SUR
1
2
3
CUBIERTA
LUCERNARIOS
NO
M-0
08
EN
ER-2
00
1
5.- Resumen de cálculo5.1.- Presupuesto Energético
Ganancia por conducción
Ganancia por radiación
Ganancia total
REFERENCIA -1539.394 4862.54 3323.144PROYECTADO -1374.870 4346.72 2971.855
5.2.- Cumplimiento Si No 89.42900125
10.57%
4.- Cálculo Comparativo de la Ganancia de Calor4.1.- Datos Generales
Temperatura interior (t) 25 ºC
4.2.- Edificio de referencia4.2.1.- Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)
Tipo y orientación de la porción envolvente
Coeficiente Global de Transferencia de Calor (W/m2 K)
Área del edificio (m2)
Fracción de la componenteTemperatura equivalente (K)
Ganancia por conducción
techo 0.130 210 0.95 34 232.9536tragaluz y domo 0 210 0.05 20 0muro norte 1.586 122.92 0.6 21 -467.9047ventana norte (lucernarios) 0.452 122.92 0.4 21 -88.96268muro este 1.912 87.1 0.6 23 -199.8621ventana este 4.865 87.1 0.4 23 -338.9892muro sur 1.586 43.35 0.6 22 -123.7614ventana sur 4.865 43.35 0.4 22 -253.0743muro oeste 1.912 87.1 0.6 22 -299.7932ventana oeste 0 87.1 0.4 22 0
SUBTOTAL -1539.394
Tipo y orientación de la porción envolvente
Coeficiente Global de sombreado
Área del edificiom2)
Fracción de la componenteGanancia de
calor (FG)
Ganancia por radiación
ventana norte (lucernarios) 1 122.92 0.4 91 4474.29ventana este 1 87.1 0.4 137 225.50ventana sur 1 43.35 0.4 118 162.75
SUBTOTAL 4862.54
4.2.2.- Ganancia por radiación (partes transparentes) 4.2.1.- Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)
Tipo y orientación de la porción envolvente
Área del edificio (m2)
Temperatura equivalente
(ºC)
Ganancia por conducción
Número de la porción
Valor calculado
techo 1 0.130 210 34 245.21431muro norte 3 1.586 66.2 21 -419.9925ventana norte (lucernarios) 2 0.452 56.72 21 -102.627muro este 4 1.912 84.9 23 -324.6899ventana este 6 4.865 2.2 23 -21.40575muro sur 3 1.586 38.73 22 -184.286ventana sur 6 4.865 4.62 22 -67.4281muro oeste 4 1.912 87.1 22 -499.6553
SUBTOTAL -1374.87
4.2.2.- Ganancia por radiación (partes transparentes)
Tipo y orientación de la porción envolvente
MaterialCoeficiente de
sombreadoÁrea del edificio (m2)
Ganancia de calor (FG)
Ganancia por radiación
Número Valorventana norte (lucernarios) vidrio doble 1 56.72 91 5 0.77 3974.37ventana este vidrio sencillo 1 2.2 137 6 0.53 159.74ventana sur vidrio sencillo 1 4.62 118 6 0.39 212.61
SUBTOTAL 4346.72
Factor de sombreado exterior
Coeficiente Global de Transferencia de Calor (W/m2 K)
4.2.- Edificio proyectado
NO
M-0
08
EN
ER-2
00
1
B I B L I O G R A F Í A
LACOMBA, Manual de Arquitectura Solar, Ed. Trillas, México D.F., 1991Puppo, Ernesto y Puppo, Giorgio ACONDICIONAMIENTO NATURAL Y ARQUITECTURA. 2a. Edición, Boixareu Editores, Barcelona 1979
Cavanaugh, William J., Wilkes, Joseph A., ARCHITECTURAL ACOUSTICS, Principles and practice. John Wiley & Sons, Inc. USA 1999Recuero, Manuel ESTUDIOS Y CONTROLES PARA GRABACION SONORA. I.P.N., México 1991
Lipscomb, David M. & Taylor, Arthur C., NOISE CONTROL, Handbook of Principles and Practices. Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1978Viqueira, Manuel, INTRODUCCION A LA ARQUITECTURA BIOCLIMATICA Editorial LIMUSA S.A. de C.V. México, 2001
Fuentes Víctor, Clima y Arquitectura, Universidad Autónoma Metropolitana, 2003
INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA, GEOGRAFÍA E INFORMÁTICA (INEGI)Carta Topográfica, Guadalajara
Carta Geológica, GuadalajaraCarta Edafológica, Guadalajara
Carta de Uso de Suelo, Guadalajara
GOOGLE EARTH
FUENTES FREIXANET, Victor, ANÁLISIS CLIMÁTICO,SOFTWAREGARCÍA CHÁVEZ, José Roberto, ANÁLISIS CLIMÁTICO,SOFTWARE
GRÁFICOS:DEFFIS CASO, Armando, LA CASA ECOLÓGICA AUTOSUSTENTABLE, Editorial “Arbol”
GUÍA PARA EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA EN LA VIVIENDA Primera edición, 2006, ISBN: 968-7729-34-1
http://www.zacatecas.gob.mx
BIB
LIO
GR
AFÍ
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