Universidad Autnoma De GuadalajaraCampus Tabasco

Presentacin De Trabajo De InvestigacinMetodolgica De Arquitectura BioclimticaDe la Universidad Autnoma De Guadalajara

Presentan Alumnos:

Ilse Hildegard Hernndez ZentenoUlises Eduardo Llanos BlancoMiriam Stephana Corts ChayLuis Gustavo Torres HernndezEduardo Gurria CrdovaFranklin Rodrguez Rodrguez

Asesor:Mtra. Mara de los ngeles Ixtlazihualt Cabrera Gonzlez

TEMA: Arquitectura bioclimtica

PROPSITO GENERAL: Lograr eficiencia energtica en una torre departamental

HIPOTESIS: la aplicacin de arquitectura bioclimtica a la torre departamental mediante mtodos de ventilacin, iluminacin y cuidado de su orientacin generar eficiencia energtica y ahorro en su funcionamiento

REVISION DE AUTORES: Arquitectura Y Ciudad. Del Proyecto Al Eco-Proyecto. Arq. Roberto Fernndez + T.I.PU Editorial Nobuko Atlas Bioclimtico De La Republica Mexicana Gua De Diseo Para La Eficiencia Energtica En La Vivienda Social Manual De Diseo Para Edificaciones Energticamente Eficientes En El Trpico Vivienda Sustentable Perspectiva Ambiental Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas . Vctor Olgyay GG

PROBLEMTICA: Elementos arquitectnicos bioclimticos para lograr eficacia energtica en una torre departamental.

Arquitectura Bioclimtica

Laarquitectura bioclimticaconsiste en el diseo de edificios teniendo en cuenta las condiciones climticas, aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetacin, lluvia, vientos) para disminuir los impactos ambientales, intentando reducir los consumos de energa. La arquitectura bioclimtica est ntimamente ligada a laconstruccin ecolgica, que se refiere a las estructuras o procesos de construccin que sean responsables con el medioambiente y ocupan recursos de manera eficiente durante todo el tiempo de vida de una construccin. Tambin tiene impacto en la salubridad de los edificios a, travs de un mejorconfort trmico, el control de los niveles de CO2 en los interiores, una mayor iluminacin y la utilizacin de materiales de construccin no txicos avalados por declaraciones ambientales Una vivienda bioclimtica puede conseguir un gran ahorro e incluso llegar a ser sostenible en su totalidad. Aunque el costo de construccin puede ser mayor, puede ser rentable, ya que el incremento en el costo inicial puede llegar a amortizarse en el tiempo al disminuirse los costos de operacin. La arquitectura bioclimtica es un tipo de arquitectura donde el equilibrio y la armona son una constante con el medio ambiente. Se busca lograr un gran nivel de confort trmico, teniendo en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudar a conseguir el confort trmico interior mediante la adecuacin del diseo, la geometra, la orientacin y la construccin del edificio adaptado a las condiciones climticas de su entorno. Juega exclusivamente con las caractersticas locales del medio (relieve, clima, vegetacin natural, direccin de los vientos dominantes, insolacin, etc.), as como, el diseo y los elementos arquitectnicos, sin utilizar sistemas mecnicos, que ms bien se consideran como sistemas de apoyo. No debemos olvidar, que una gran parte de la arquitectura tradicional ya funcionaba segn los principios bioclimticos: ventanales orientados al sur en las regiones de clima fro del hemisferio norte, el uso de ciertos materiales con determinadas propiedades trmicas, como la madera, la piedra o el adobe, el abrigo del suelo, el encalado en las casas mediterrneas para mantener el interior fresco en verano, la ubicacin de los pueblos, etc. La arquitectura bioclimtica es, en definitiva, una arquitectura adaptada al medio ambiente, sensible al impacto que provoca en la naturaleza, y que intenta minimizar el consumo energtico y con l, la contaminacin ambiental. Una casa o inmueble bioclimtico no tiene por qu ser ms cara que una convencional, pero las construidas en climas templados han mostrado un sobrecosto del 5 al 15%. No necesita de la compra o instalacin de sistemas mecnicos de climatizacin, sino que juega con los elementos arquitectnicos de siempre para incrementar el rendimiento energtico y conseguir el confort de forma natural. Para ello, el diseo bioclimtico supone un conjunto de restricciones, pero siguen existiendo grados de libertad para el diseo segn el gusto de cada cual. La arquitectura bioclimtica tiene en cuenta las condiciones del terreno, el recorrido del Sol, las corrientes de aire, etc., aplicando estos aspectos a la distribucin de los espacios, la apertura y orientacin de las ventanas, etc., con el fin de conseguir una eficiencia energtica. No consiste en inventar cosas extraas sino disear con las ya existentes y saber sacar el mximo provecho a los recursos naturales que nos brinda el entorno. Sin embargo, esto no tiene porqu condicionar el aspecto de la construccin, que es completamente variable y perfectamente acorde con las tendencias y el diseo de una buena arquitectura. Es quiz en este punto donde es ms comn incidir cuando se habla de arquitectura bioclimtica. Lo ms habitual, es aprovechar al mximo la energa trmica del sol cuando el clima es fro, por ejemplo paracalefacciny agua caliente sanitaria. Aprovechar elefecto invernaderode los cristales. Tener las mnimas prdidas de calor (buen aislamiento trmico) si hay algn elemento calefactor. Cuando el clima es clido lo tradicional es hacer muros ms anchos, y tener el tejado y la fachada de la casa con colores claros. Poner toldos y cristales especiales como doble cristal y tener buena ventilacin son otras soluciones. En el caso de usar algn sistema de refrigeracin, aislar la vivienda. Contar delante de una vivienda con un gran rbol de hoja caduca que tape el sol en verano y en invierno lo permita tambin sera una solucin. Con una orientacin de las ventanas acristaladas al sur en elHemisferio Norte, o al norte en elHemisferio Sur, se capta msradiacin solaren invierno y menos en verano, aunque para las zonas ms clidas (con temperaturas promedio superiores a los 25C) es sustancialmente ms conveniente colocar los acristalamientos en el sentido opuesto, esto es, dndole la espalda al ecuador; de esta forma en el verano, la cara acristalada slo ser irradiada por el Sol en los primeros instantes del alba y en los ltimos momentos del ocaso, y en el invierno el Sol nunca baar esta fachada, reduciendo elflujo calorficoal mnimo y permitiendo utilizar conceptos de diseo arquitectnico propios del uso del cristal. Las ventanas con una adecuadaproteccin solar, alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menosradiacin solaren verano, evitando el sobrecalentamiento de localessoleados.. Por el contrario, este efecto no es beneficioso en lugares fros o durante el invierno, por eso, tradicionalmente, en lugares fros las ventanas son ms grandes que en los clidos, estn situadas en la cara exterior del muro y suelen tener miradores acristalados, para potenciar la beneficiosa captacin de laradiacin solar. Los muros gruesos retardan las variaciones detemperatura, debido a suInercia trmica. Un buenaislamiento trmicoevita, en el invierno, la prdida de calor por su proteccin con el exterior, y en verano la entrada de calor. La diferencia detemperaturaypresinentre dos estancias con orientaciones opuestas, genera una corriente de aire que facilita la ventilacin. Una buenaventilacines muy til en climas clidos hmedos, sinrefrigeracinmecnica, para mantener un adecuadoconfort higrotrmico. Mediante la integracin de fuentes deenerga renovable, es posible que todo el consumo sea de generacin propia y no contaminante. En este caso, hablamos deedificios 0 emisiones. Puede llegarse incluso a generar ms energa de la consumida -que podra ser vendida a la red-, en cuyo caso hablamos deedificios energa plus. Las fuentes ms empleadas de energas renovables son laenerga elica, laenerga solar fotovoltaica, laenerga solar trmicae incluso laenerga geotrmica. ASOLEAMIENTOS Estudio que permite determinar en qu perodos del ao y en qu momentos un espacio urbano o los distintos planos de un edificio reciben radiacin solar directa. Porque es necesario conocer en qu momentos, durante cunto tiempo y qu cantidad de energa reciben los planos para evaluar el desempeo de los espacios y as poder disearlos de acuerdo a los parmetros de confort y al uso racional de la energa. Los trazados permiten verificar situaciones, dimensionar y ajustar el diseo, por lo que esta herramienta es importante en la etapa del anteproyecto. Tambin es una herramienta que permite mejorar la calidad de los espacios ya construidos, de tal manera que se pueda controlar la energa cuando no sea necesaria y aprovecharla cuando sea beneficiosa. Efectos de la radiacin solar En adicin a lo mencionado anteriormente, el conocimiento del asoleamiento permite aprovechar los diferentes efectos que se generan en torno al sol, tales como: -Efectos trmicos -Efectos lumnicos -Efectos psicolgicos: la llegada de la luz solar a espacios abiertos o cerrados produce una sensacin estimulante, de origen complejo, donde cuenta la cualidad de variabilidad y color de la luz solar. -Efectos biolgicos : al ser el Sol necesario para la fijacin de calcio en el organismo y adems tener efectos bactericidad.

Transferencia de calor, la transferencia de calor es el paso de energa trmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto slido o un fluido, est a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo.Existen tres tipos: Conduccin: Es transferencia de calor que se produce a travs de un medio estacionario -que puede ser un slido- cuando existe una diferencia de temperatura. Conveccin: se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (lquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La conveccin se produce nicamente por medio de materiales fluidos. Lo que se llama conveccin en s, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de bombas o al calentar agua en una cacerola, la que est en contacto con la parte de abajo de la cacerola se mueve hacia arriba, mientras que el agua que est en la superficie, desciende, ocupando el lugar que dej la caliente. Radiacin: se puede atribuir a cambios en las configuraciones electrnicas de los tomos o molculas constitutivos. En ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiacin entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energa en forma de ondas electromagnticas.

Los aislantes trmicos son materiales especficamente diseados para reducir el flujo de calor limitando la conduccin, conveccin o ambos. Las barreras de radiacin, son materiales que reflejan la radiacin, reduciendo as el flujo de calor de fuentes de radiacin trmica. Los buenos aislantes no son necesariamente buenas barreras de radiacin, y viceversa. Los metales, por ejemplo, son excelentes reflectores pero muy malos aislantes.Anlisis de asoleamiento: Para poder analizar el asoleamiento de ventana existen diversas tcnicas donde la ms antigua y todava vigente es mediante el auxilio de cartas solares que indican el recorrido del sol en cada mes del ao y a cada hora en una latitud determinada. Otra forma muy usada por los arquitectos bioclimticos es mediante el uso de un heliodn que simula la posicin del sol en la bveda celeste. Suple al sol una lmpara de alta intensidad que va a asolear una maqueta del edificio a analizar iluminando las zonas expuestas a la lmpara (sol) y sombreando las opuestas a este. El heliodn es un instrumento costoso y voluminoso que est presente en casi todas las facultades y escuelas de arquitectura del mundo que cuenten con un laboratorio ambiental.

Revisin de lectura: Elementos/ Sistemas Arquitectnicos Bioclimticos Sistema de triple acristalamiento (ventanales de triple vidrio con cmaras de aire de gas argn en su interior de baja emisividad y alta transmisin). Elementos tipo inmviles en fachadas de control solar. Eleccin de luminarias de alto rendimiento(utilizacin de bombillas de bajo consumo). Estudio de asoleamientos Anlisis de vientos dominantes.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas. Cap. 2. Pag 72 Aspectos a considerar para diseo con Ganancia Solar Aislada: Use un color oscuro en la pared que recibir la radiacin solar. El espesor de la pared trmica debe ser de 8.12 pulgadas si el material es de adobe o tierra, de 10 a 14 si es de ladrillo y de 12 a 18 si es de hormign. Emplear plantas en la zona de acumulacin de calor esto reducir el calor en las temporadas con mayores temperaturas. Emplear 0.30 metros cuadrados de acristalamiento al sur por cada pie cuadrado de superficie de espacio vital. Si se llegase a utilizar un muro con agua se utilizaran 0.20 metros cuadrados de vidrio al sur para cada pie cuadrado de superficie habitable. Tener el sistema de ventilacin para los meses de verano.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas. Cap. 2 . Pg. 72 Chimenea Trmica a travs de sun rooms: Una chimenea trmica emplea a corrientes de conveccin para extraer el aire de un edificio. Mediante la creacin de una zona templada o caliente, con una toma exterior de escape, el aire puede ser arrastrado a la ventilacin de la casa de la estructura. El calor excesivo que se genera en una terraza acristalada orientada al sur durante el verano puede ser ventilado en la parte superior. Con la apertura de conexin inferior rejillas de ventilacin para la sala de estar con ventanas en el lado norte, el aire es aspirado a travs del espacio de vida que se agota a travs de las rejillas de ventilacin superior acristalada.(Las rejillas de ventilacin superior, desde la terraza acristalada de la sala de estar y todas las ventanas operables lado deben estar cerradas y el muro de la masa trmica en el cuarto de sol debe ser la sombra.) Control Solar en la Arquitectura

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 73 Alero, Volado o Voladizo:Los aleros se construyen con fines d e proteccin, tanto de fachada como de andadores y banquetas ya sea para proteger del sol o de la lluvia. El alero tambin puede ser un elemento independiente a la manera de una cornisa o en la parte superior de las ventanas. Prtico: Es el espacio o galera cubierta alrededor de un edificio , este funciona como un espacio de transicin entre espacios abiertos o cerrados, el prtico puede operar como un espacio de circulacin o un espacio utilitario.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 73Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 73 Repisa :Son Elementos volados a manera de mnsula. Como dispositivos de control solar son elementos horizontales ubicados dentro del claro de la ventana. En general estas repisas se utilizan como dispositivo de iluminacin natural, ya que reflejan los rayos solares hacia el plafn.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 74 Persiana (Horizontal) :Dispositivo formado por tablillas o elementos horizontales que permiten el paso de la luz y el aire pero no del sol. Las persianas pueden ser exteriores o interiores y fijas o giratorias en su eje horizontal.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 74 Faldn: En realidad se llama faldn a la vertiente triangular de ciertos tejados limitada por dos limas y el alero. En la actualidad definimos como faldn a cualquier elemento vertical que pende del extremo de un alero o volado. Puede ser macizo, tipo persiana o celosa.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 74 Pantalla:Es un elemento que sirve para obstruir los rayos solares. Es un elemento vertical colocado frente a la ventana a diferencia del faldn este elemento no esta unido a alero aunque puede estar suspendida de el. Puede ser un elemento macizo, tipo persiana o celosa.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 75 Pergolado: Es un elemento que sirve para obstruir los rayos solares. Es un elemento vertical colocado frente a la ventana a diferencia del faldn este elemento no esta unido a alero aunque puede estar suspendida de el. Puede ser un elemento macizo, tipo persiana o celosa.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 75 Toldo: Cubierta Fija o Plegable fabricada con lona u otro tipo de textil. Tiene la ventaja de poder ser translucida por lo cual nos da la ventaja de poder controlar los niveles de iluminacin. Techo Escudo:Doble techumbre con el espacio interior o cmara de aire ventilada. Tiene por objeto sombrear la totalidad de la techumbre y asi evitar la ganancia trmica por radiacin solar.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 76 Parte sol :Elemento vertical saledizo de la fachada que bloquea los rayos solares. Puede estar colocado perpendicular u oblicuo con respecto a la fachada y tambin puede ser parte de ella o un elemento separado.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 76 Persiana (Vertical): Dispositivo formado por tablillas verticales que permite el paso de la luz y del aire pero no del sol.Las persianas pueden ser exteriores o interiores y fijas o giratorias sobre su eje vertical.

Muro Doble:Doble muro con el espacio interior o cmara de aire ventilada. Tiene por objeto sombrear la totalidad del muro y as evitar la ganancia trmica por radiacin solar.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 76

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 77 Marco: Dispositivo de control solar formado por la combinacin de alero, repison y parte soles de tal manera que el permetro del vano est rodeado por voladizos y saledizos.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 77 Celosa: Combinacin de persianas horizontales y verticales o cualquier otro entramado usando como proteccin solar y visual.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 77 Marco:Dispositivo de control solar formado por la combinacin de alero, repison y parte soles de tal manera que el permetro del vano est rodeado por voladizos y saledizos.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 78 Cambio de Orientacin de Ventanas: En ocasiones, cuando la orientacin de la fachada es inadecuada es conveniente cambiar la orientacin de las ventanas.

Contraventanas:Contraventanas ciegas, tipos persiana o celosa pueden ser de hoja completa o seccionada; y tambin pueden ser interiores o exteriores.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 78

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 78 Nuevos Acristalamientos:En la actualidad se cuenta con nuevos tipos de acristalamiento para el control solar y de alta eficiencia trmica que pueden ser utilizados como capa aislante, por ejemplo: Acristalamientos de micro persianas Micro sun, formados por doble acristalamiento y una retcula de persianas diminutas que impiden el asoleamiento directo en el rango deseado. Acristalamientos trmicos como climatop e Iplus-3X, los cuales pueden llegar a coeficientes de transmisin de hasta 0.4 W/m2 CAcristalamientos con estructura tubular o capilar intermedia o con capsulas de materiales aislantes, tales como Helioran, Kapilux, Kapipane o Solfas, todos ellos de alta eficiencia trmica y de control de asoleamiento e iluminacin. Cortinas y Persianas Interiores. Estas se aplican al interior incluso para dar privacidad al interior y simultneamente para controlar la cantidad de luz y calor que entra al interior.

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 79 Vegetacin. Podemos poner una cortina de vegetacin de la zona para disminuir la entrada de la radiacin solar a los interiores del edificio o su incidencia sobre las paredes del mismo. Podemos finalmente hacer varias combinaciones de todos los sistemas antes expuestos. Ventilacin y Ventanas que se abren: Un sistema natural de ventilacin en climas clidos es emplear ventanas orientadas al sur empelando las siguientes estrategias:Colocar ventanas que se abran con orientacin surMarcos de ventanas que ofrezcan mejor flujo de aire.Toldos que protejan contra la lluvia.Si se pueden utilizar ms de una ventana en el mismo espacio es mejor que emplear solo una de gran tamao.

Paredes Verticales de Ala

Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas .Cap.2. Pag 79Las paredes son verticales ala paneles slidos colocada al costado de las ventanas perpendicular a la pared en el lado d e barlovento de la casa.En este sistema de refrigeracin los Muros de ala acelerarn la velocidad del viento natural, debido a las diferencias de presin creado por la pared del ala.

Subtemas:

-Energa Sustentables-Confort Trmico-materiales Climticos-Arquitectura Ecolgica-mtodos de solucin de arquitectura bioclimtica-concepto de arquitectura bioclimtica y su utilizacin-Asoleamiento-mtodo de transferencia de calor

Bibliografa:

Carlos Corral Y Becker,2000, Lineamientos De Diseo Urbano, Cap. 2, Edit. Trillas, DF, Mxico Dominique Gauzin-Muller,1994, 25 Casas Ecolgicas,Cap,1, Edit. GG, SL, Barcelona Cathy Stronghman,2004, La Casa Sostenible, Cap. 1-8, Edit. Ocano, Madrid, Espaa. Hylary French,1999, Nueva Vivienda Urbana, Cap. 2, Edit. GG, SL, Barcelona Esther Higueras, 1999, Urbanismo Bioclimtico, Cap. 1-4, Edit. GG, SL, Barcelona Victor Olgyay, , Arquitectura Y Clima; Manual De Diseo Bioclimtico Para Arquitectos Y Urbanistas Cap. 1-3, Edit. GG, Barcelona, Espaa

Conclusin

Gran parte de las obras arquitectnicas estn enfocadas al diseo formal y al funcionamiento, pero en ocasiones dejan de lado cuestiones bioclimticas que pueden ser favorables para larealizacinde mejores proyectos ya que las cuestionesclimatologasde cadareginnosprovnde ciertas herramientas paraaplicarlasa las edificaciones. La arquitectura bioclimtica trata de promover una solucin mas que el diseo, trata de sentar las bases para la toma de conciencia y un cambio de actitud respecto al diseo y al uso de los materiales de construccin. Las buenas prcticas de un diseo bioclimtico, en base a estrategias que debieran estar referida a las condiciones particulares que presente el lugar, sus parmetros con la geografa, vegetacin, ruido y contaminacin, sern determinantes para desarrollar el proyecto. Los factores climticos como temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y radiacin, proporcionarn un vnculo con el medio ambiente tenindolos particularmente presentes para desarrollar un buen diseo. Una de las condiciones que siempre nos estrega el lugar tiene que ver con la arquitectura y los espacios vernculos urbanos y de edificaciones; estos espacios siempre nos entregarn conocimiento, experiencia y prctica. Hablaremos entonces siempre deconstruir con el microclima, haciendo referencia a la condicin propia de un lugar especfico. Estas condiciones nos ayudan en brindar herramientas para que el diseador y el constructor, considerando la interaccin del ambiente del lugar con el inmueble, con bases de estudios de contextos y zona climtica. Considerando orientaciones favorables de las fachadas al clima del lugar, caractersticas trmicas, espesores y acabados de los materiales de construccin, soleamientos en ventana, forma del edificio, entre otros, permientiendo lograr un edificio diseado para las condiciones de confort y ahorro de energa.