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