tecnicas de construccion pasivas

7/23/2019 Tecnicas de Construccion Pasivas

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CANCÚN

Uso de técnicas de construcción pasivas para el conort de casas de interés

social en Canc!n en el periodo "#$%&"#$'

Couo( )edina *es!s Enri+ue

In,enier-a Civil$. Novie/0re "#$%

1



INT1ODUCCION

El tema de investigación del uso de técnicas de construcción pasivas para el confort de las casa de los

habitantes de la ciudad de Cancún y alrededores, es de importancia no solo para el confort de los

habitantes sino también para el ahorro de energía, ya que últimamente se olvidan el entorno en el cual se

construye y se trata de equilibrar con el usos de nuevas tecnologías, olvidando conceptos básicos de la

construcción que ayudarían de manera importante.

a recolección de información fue muy específica, ya que la mayoría de las investigaciones encontradas

estaban basadas en otro tipo de clima y por lo tanto no podían utili!arse de manera concreta para

Cancún, así que se buscaba información para climas tropicales.

Cuando las viviendas son construidas pasando por alto conceptos básicos, tales como el sentido del

viento, orientación del sol, y temperaturas, las ventanas y puertas así como la distribución en general de

la casa, tiene problemas, ya que los cuartos les da mucho el sol, no entra la lu! suficiente o entra mucho

lu!, se tiene que recurrir a climas, lámparas, focos, ventiladores y otros aparatos que consumen mucha

energía.

a intención es mostrarles las técnicas aplicables a la !ona, que pueden me"orar el confort de las

viviendas y de esta manera reducir el uso de las tecnologías y así también ahorrar energía.

2



INDICE2

Introducción pa,3"

4lantea/iento del pro0le/a pa,35

*ustiicación pa,35

Alcances 6 li/itaciones pa,3 %

Antecedentes 7 )arco teórico pa,3%

O08etivo ,eneral 6 O08etivos espec-icos pa, $"

9ipótesis pa,3 $:

)etodolo,-a pa,3 $:

;ndice propuesto pa,3 $5

Crono,ra/a de actividades pa,3 $%

<i0lio,ra-a pa,3 $'

3



4LANTEA)IENTO DEL 41O<LE)A

a principal problemática es el consumo e#cesivo de energía por los productos electrónicos en el hogar,

tales como aires acondicionados, ventiladores, lámparas, focos y otros aparatos que usamos para tener

un nivel de confort en la casa.

Esto se debe a la mala planeación o dise$o de la casa, pasando por alto información como la orientación

del sol y del viento, ya que en la mayoría de los casos, no se le da importancia a estas cosas, y causando

que los cuartos les dé mucho el sol, que no entre lu! a la casa, que las ventanas no estén posicionadas

en las corrientes, estas cosas hacen que usemos de mas, los aires acondicionados, los focos y muchos

más aparatos electrónicos.

%odo esto se puede disminuir de gran manera si se toman en cuanta desde un inicio para el dise$o y

construcción de la casa. &oniendo los cuartos en un lugar donde el sol no le dé en las ma$anas, la

corriente de aire entre los las ventanas, donde la posición del sol sea la adecuada para iluminar la casa y

conservar una temperatura agradable.

*USTI=ICACIÓN

a problemática a resolver aquí es el ahorro de energía y por lo consiguiente económico, ya que el

conocimiento y uso de métodos de construcción pasivos, aplicados desde el inicio de los proyectos,

disminuye de gran manera el gasto de energía que necesitan los aires acondicionados, ventiladores,

lámparas, focos, etc.

'a dirigido para los ingenieros, dise$adores y arquitectos, para que tengan en cuenta estos conceptos

básicos en los sus proyectos, ya que la gente no muy pocas veces está enterada de esto, y cuando

compra su casa, se da cuenta que el confort no es el que ellos desean, y buscan tenerlo con aparatos

electrónicos que puedan satisfacer sus necesidades.

4



ALCANCES > LI)ITACIONES

os alcances que esperamos en el proyecto de investigación es el grado que podamos obtener con la

recopilación de investigaciones anteriores, ya que poner en practica o e#perimentación no es del todo

sencillo, ya que como nos enfocamos en las técnicas de construcción pasivas, tendríamos que estar en

alguna obra que haya implementado o este implementando estas técnicas y asi poder recopilar datos, por

el tiempo que tuvimos en le curso, simplemente nos enfocamos a los te#tos que han compartido

investigadores con esta temática.

(iempre y cuando la investigación se acoplara a las condiciones reales que pretendemos tener, como son

el clima de Cancún, ya que en muchos casos, encontramos técnicas usadas en climas diferentes, y los

cuales no serían aplicables.

imitamos el traba"o, a la investigación de te#tos, tesis y artículos relaciones con el clima de Cancún, que

es tropical, y la mayoría de los artículos buscamos que sean del )**o en adelante, ya que es cuando se

empie!a a implementar los aparatos electrónicos "unto con las de construcción para el me"or confort de

los habitantes

ANTECEDENTES 7 )A1CO TEO1ICO

El ob"etico que se plantea en la investigación de +aria Castorera y -nibal igueroa,/01 fue anali!ar la

arquitectura bioclimática colonial religiosa en é#ico y demostrar las alternativas que se implementaron

para el aprovechamiento del lugar.

Con la necesidad de una fuente nueva de abastecimiento de agua, se utili!ó la captación por medio de

las a!oteas de los edificios y el almacenamiento del agua de lluvia. a captación se reali!aba a través de

un dise$o de pendientes que lo conducían por un canal y este lo llevaba a un depósito con trampa de

arena para el filtrado. &ara la ventilación de algunos cuartos usaban ) orificios, uno mayor en el lado

norte que permitía la entrada de viento frio del norte y otro peque$o en la parte superior del muro sur. El

segundo orificio es más peque$o para asegurar que le flu"o de aire sea siempre de norte a sur.

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as observaciones de Castorera y iguero, fue que a pesar de que no e#istía tecnología, se usaron

conocimientos básicos, y se aprovecharon las condiciones del entorno para adaptar y tener un confort en

los edificios de esa época.

Ar+uitectura sosteni0le

El artículo del que se habla en -rquitectura sostenible es muy interesante, ya que hablan de un tipo de

materiales que son de gran ayuda para el conservar una temperatura agradable dentro de la vivienda,

menciona los siguientes2

uro %rombe2 es un muro de gran espesor orientado al sol, construido con materiales de gran inercia

térmica +que puedan acumular calor1 como la piedra, adobe, hormigón o incluso agua, pintado de negro o

color muy oscuro por la cara e#terior. (e coloca una lámina de vidrio, que genera un efecto invernadero,

por el cual la lu!, al tocar el muro lo calienta. &or este motivo se eleva la temperatura de la superficie

oscura y de la cámara de aire e#istente entre el muro y el vidrio.

(u funcionamiento se basa en la diferencia de densidad del aire caliente y el aire frío, que provoca

corrientes en una u otra dirección dependiendo de las trampillas que estén abiertas. Estas corrientes de

aire caliente o templado calientan o refrescan introduciendo o e#trayendo el aire caliente del edificio o las

estancias donde se instale. (e puede lograr una temperatura constante de 34 o )*5C en el interior del

edificio.

uro de acumulación ventilado2 similar al anterior pero que incorpora orificios en la parte superior e

inferior para facilitar el intercambio de calor entre el muro y el ambiente mediante convección.

'entilación cru!ada2 movimiento interior del aire utili!ado como sistema de refrigeración. &ara ello es

conveniente situar huecos o ventanas en fachadas opuestas del edificio.

Con un buen dise$o del edificio, se puede reducir considerablemente el consumo de electricidad,

permitiendo a la lu! del sol penetrar en el mismo.

-demás, se pueden utili!ar luminarias de ba"o consumo, que reducen considerablemente el gasto

energético del edificio, electrodomésticos de mayor eficiencia energética.

Geo/etr-a

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a forma óptima del edificio es aquella que tiene un menor índice de pérdidas térmicas en invierno y un

menor índice de ganancias térmicas en verano. Eso es lo que dice el artículo de -rquitectura sostenible,

es interesante fi"arse en las soluciones que plantea la arquitectura popular para cada tipo de clima y

región.

En climas e#tremos +cálidos o fríos1, el dise$o óptimo sería un edificio compacto, ya que la superficie de

intercambio térmico con el e#terior es menor.

Climas e#tremos cálidos y secos. es preciso disminuir la superficie de las fachadas en contacto con el

e#terior en las orientaciones en las que hay sol o en las que reciben vientos cálidos de verano. &ara ello

son recomendables los patios interiores con vegetación, que crean un microclima. (e recomienda el

dise$o y colocación de protecciones solares +fi"as, móviles o naturales1 como son2 marquesinas, pérgolas,

toldos, persianas, vidrios especiales, vegetación u otros elementos para evitar la entrada e#cesiva de

radiación solar.

Climas cálidos húmedos. %al es el caso de Cancún, el edificio debe ser abierto, para permitir la ventilación

cru!ada. as formas alargadas +e"e Este67este1 son óptimas. (e recomienda la elevación del edificio

sobre el terreno para facilitar la ventilación y convección.

Cu0iertas

a cubierta es el principal elemento que nos protege de las inclemencias del tiempo. (e debe usar como

elemento de ahorro energético2

8ecoger el agua de lluvia +cubierta al"ibe1 y9o canali!arla a un depósito, para su posterior utili!ación en las

cisternas de los inodoros o en el riego.

8eali!ar una cubierta vegetal o ecológica, que incrementa el aislamiento del edificio y absorbe C7).

as principales venta"as de las cubiertas verdes son2 me"ora del aislamiento y de la estabilidad térmica

interior, absorción del ruido, retención de polvo y sustancias contaminantes en la capa vegetal, protección

contra la radiación solar y aumento de la capacidad de enfriamiento por evaporación.

En climas cálidos se recomienda de"ar una cámara de aire entre la cubierta y la !ona habitable, para

evitar así el calentamiento e#cesivo debido a la radiación solar de las !onas vivideras. (on muy

interesantes los sistemas de ventilación pasiva para este tipo de climas, que reducen considerablemente

la temperatura en el interior.

7



?e,etación

El árbol es el elemento más ecológico de la construcción por varias ra!ones2

6 &rotege de la radiación solar en verano, pero permite la lu! del sol en invierno.

6 -porta un elevado grado de humedad al ambiente, muy a tener en cuenta en climas cálidos secos.

6 -bsorbe C7) y suelta o#ígeno.

:ependiendo de las orientaciones, podemos tener2

En orientación (ur2 se recomiendan árboles caducifolios de densidad media o alta, con formas

hori!ontales. así como trepadoras sobre estructuras hori!ontales.

E"emplos2 álamo, arce común, arce blanco , casta$o de indias, ciruelo, peral, sauce llorón, tilo En orientación Este2 se recomiendan árboles caducifolios de densidad ba"a y formas verticales,

además de arbustos y trepadoras.

E"emplos2 abedul , aliso , arbol del amor , fresno , chopo , roble En orientación 7este2 se recomiendan árboles caducifolios y perennifolios de densidad media y

formas verticales, así como arbustos y trepadoras.

E"emplo2 encina , espino albar , haya , madro$o , magnolio , man!ano , morera , olivo , olmo ,

plátano de sombra En orientación ;orte2 puede ser interesante plantar árboles perennifolios, como protección frente

a vientos, lluvia y demás.

El artículo de arquitectura sostenible, nos habla y recomienda unos tipos de vegetación para cada !ona

de la vivienda, pero es recomendable primero investigar la vegetación con la que se cuenta en la !ona y

de esta manera poder selección la más favorable.

El e8e/plo@ Casas pasivas2

El artículo de 3* casas pasivas, habla sobre los puntos más importantes los cuales debe tener una casa

pasiva y da e"emplo de algunas casas que se construyeron usando estos lineamientos

e"or aislamiento térmico +con me"ores materiales 6en ocasiones ancestrales, como el corcho y

las distintas maderas6 y cerramientos 6a mayor hermetismo, menor pérdida energética1 8educir las pérdidas de calor por infiltración en las largas noches invernales

&ermitir el sol invernal con la orientación y el dise$o de las aperturas y cornisas, que bloquean el

sol vertical y de"an pasar el sol invernal

8



<loquear el sol de verano o mediodía 6vertical6 usando protecciones solares fi"as, móviles y9o

naturales +por e"emplo, una arboleda caducifolia, que pierde las ho"as en invierno 6de"ando pasar

el sol6 y las recupera en primavera Evitar la sombra de otros edificios, accidentes geográficos, una mala orientación, etc.

Evitar sistemas eficientes de calefacción y aire acondicionado, cada ve! más parecidos a los de

los automóviles con ahorro energético renovando sólo una parte del aire =nstalar renovables +paneles solares térmicos y fotovoltaicos para agua sanitaria y consumo

eléctrico> así como alternativas 6peque$os molinos eólicos o incluso peque$as estaciones

hidroeléctricas cuando se disponga de un peque$o curso de agua1 -umentar el espesor térmico en fachadas y a!oteas, optando cuando sea posible +y

económicamente viable1 por "ardines verticales y hori!ontales con especies 6preferiblemente

locales6 que requieran poco mantenimiento =luminación artificial de ba"o consumo y ma#imi!ación del uso de lu! natural +instalando si es

necesario claraboyas E#perimentar2 autogestión de aguas grises, muros de agua, captadores de viento, súper

aislamientos , multiplicadores de la ventilación 6como patios interiores y torres de viento =ntegrar la inmediate! natural +o crearla1 para que la casa se comporte como parte de un

comple"o ecosistema +las casas pueden rendir como un árbol, convirtiendo los residuos en

alimento1.

Orientación@ aisla/iento@ ventilación@ adaptación

as casas pasivas aprenden de las técnicas vigentes de la arquitectura tradicional y las integran en

una metodología integrada para lograr confortabilidad con el menor impacto y acondicionamiento artificial

posible2

&riori!an la buena orientación a la adecuación artificial2 la lu! natural ilumina y calienta y su incidencia

puede modularse a lo largo del a$o, disminuyendo la factura de iluminación artificial, calefacción y

refrigeración.

El aislamiento se convierte en una ciencia y es cuidado hasta el último detalle para que cerramientos y

materiales aislantes prote"an de la intemperie 6calor, frío, ruido.

(e inspiran en técnicas usadas desde la antig?edad2 patios interiores, parasoles retractables, aislantes

naturales, uso de fuentes y plantas para refrigerar, planificación de la incidencia solar y las corrientes de

viento en cada estancia y durante cada período del día y el a$o.

(e adapta a las circunstancias locales2 los dise$os varían en función del tipo de empla!amiento ,entornos

rurales o urbanos> patrones climáticos y micro climáticos> especificidades 6casas de monta$a, litoral,

desierto, etc.

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Casa Pasiva por Karawitz Architecture, (Bessancourt, Francia), como

podemos observar en la imagen es una casa, en donde usa muchos ventanales,

pero estos tienen una especie de cortinas las cuales controlan el fujo de viento e

iluminacin !ue entra en la vivienda, adem"s tiene en la parte del techo unos

paneles solares # se puede observar !ue al rededor e$iste una vegetacin

abundante

Casas pasivas2 /a6or a(orro ener,ético

(egún el artículo de ernánde! uer!a, &aíses como -lemania o Estados @nidos cuentan con miles de

viviendas que ahorran hasta el A*B en climati!ación gracias a sus sistemas no mecánicos

as casas pasivas reciben este calificativo porque su climati!ación se basa en diversas estrategias de

dise$o, como la ventilación natural, la orientación solar o los materiales de aislamiento eficientes. (us

impulsores aseguran ahorros de hasta un A*B en la energía que se utili!aría con un sistema de

calefacción convencional. -simismo, calculan que se han construido en el mundo entre 3D.*** y )*.***

de estas viviendas, siguiendo las tendencias normativas y de consumos más ecológicos y de ahorro

energético, y que se edificarán aún más en los pró#imos a$os.

En cuanto a los costes de construcción, sus impulsores reconocen que una vivienda de estas

características puede llegar a ser, de forma general, un 3B más cara que una vivienda convencional.

-hora bien, mati!an que la gran variedad de elementos posibles implica que los precios puedan oscilar

1%



considerablemente. -demás, ra!onan, la generali!ación y optimi!ación de estos sistemas permitirá

reducir sus costes. &or e"emplo, en el barrio ecológico de 'auban, en riburgo +-lemania1, las

edificaciones construidas con los estándares germanos de casas pasivas +&assivhaus1 han logrado

equipararse en costes a las casas convencionales.

En el mundo hay entre 3D.*** y )*.*** casas pasivas, principalmente en -lemania -ustria, (ui!a, los

países escandinavos y Estados @nidos

os e#pertos en estos sistemas estiman que en el mundo hay entre 3D.*** y )*.*** casas pasivas,

principalmente en -lemania -ustria, (ui!a, los países escandinavos y Estados @nidos. -simismo,

diversas empresas de dichos países ofrecen la posibilidad de construir viviendas con estos sistemas y

certificados.

Conse8os para construir una casa pasiva

:e igual manera ernánde!, menciona que la orientación del edificio es clave, porque permitiráaprovechar el sol lo me"or posible. -simismo, los sistemas pasivos se basan en principios físicos para

captar y acumular el calor solar. as posibilidades son muy diversas2 superficies vidriadas orientadas en

función de las necesidades de calor del edificio> muros %rombe para me"orar la captación de la lu! solar y

muros de acumulación ventilados para facilitar el intercambio de calor> techos de acumulación de calor>

colectores solares de aire o agua caliente para acumular el calor> materiales superaislantes y

transpirables para las paredes y el techo> ventanas de tecnología pasiva> sistemas eléctricos y de

iluminación de alta eficiencia, etc. F a la inversa, se pueden usar diversos sistemas de refrigeración

pasiva para los días calurosos. &or otra parte, para cubrir posibles carencias puntuales, se pueden

utili!ar sistemas de energía renovable domésticos, como paneles fotovoltaicos o térmicos.

Tec(o ?erde

@n techo verde funciona como un micro hábitat en las a!oteas y tachos de edificios. -demás de los

beneficios ecológicos que discutiremos más adelante, funcionan también técnicamente para evitar da$os

al edificio que los soporta. En la estructura de un techo verde, e#isten principalmente 0 capas que lo

componen +empe!ando de arriba hacia aba"o12

Capa vegetal +compuesta por las plantas, pastos y flores que se sembrarán en la superficie1.

aterial para crecimiento de las plantas +normalmente una me!cla nutritiva de tierra de vivero y otros

compuestos orgánicos1.

Capa o tela de filtración +contiene a la tierra y a las raíces, pero permite el paso del agua para drenar.1

11



Capa de drenado y captación de agua pluvial +compuesta por arenas u otros materiales de grano grande

que permiten el paso del agua pero no otros compuestos sólidos, y la almacenan o canali!an para su uso

posterior1.

<arrera de raíces

embrana impermeable +detiene el paso de agua y humedades a la parte estructural de la a!otea1.

'enta"as

<eneficios al medio ambiente

8educen el efecto de isla de calor de las grandes ciudades.

8educen inundaciones ya que retienen buena parte del agua de lluvia en tormentas.

Gabilitan espacios no usados de su hogar en donde usted podrá rela"arse, leer el periódico, tomar

un café. o las tres al mismo tiempo.

<eneficios a la (alud

3m) de pasto genera el o#ígeno requerido por una persona en todo el a$o

3m) de pasto atrapa 3H* gramos de polvo por a$o.

e"ora el despe$o y reduce malestares de las personas que tienen vegetación en su lugar de

traba"o.

os techos verdes también son un aislante natural del ruido y el calor, además de hacer más frescos los

espacios debido a la transpiración de las plantas, reduciendo así el uso de aires acondicionados.

8educción de costos de calefacción y aire acondicionado del edificio +el techo verde actúa como un

colchón de clima, que conserva el calor en invierno, y mantiene fresco el ambiente interior en verano1.

O<*ETI?O GENE1AL > O<*ETI?OS ES4ECI=ICOS

O08etivo General2

:emostrar que las tecnicas de contruccion pasivas son una manera de reducir significativamente el

consumo de energia electrica en la casa, tales como aires acondicionados, calefaccion, lamparas, focos y

12



otros aparatos electrodomesticos para me"orar el confort de la vivienda. Esto mostrando las

investigaciones ya reali!adas y algunos e"emplos que se han llevado a la contruccion tales como casas.

O08eticos Especiicos2

<uscar informacion relacionada con el tema

-nali!ar investigaciones de tecnicas de contruccion pasivas

Clasificar según el tipo de clima en que se desarrollan o implementan

:emostrar como en algunos lugares se han aplicado estas tecnicas

Comparar los beneficios que se obtuvieron con la aplicaciones de las tecnicas

Evaluar si es combeniente el uso de las tecnicas de contruccion

9I4OTESIS2

as tecnicas de contruccion pasivas aplicadas en la vivienda me"oran el confort de la misma, y ademas

disminuyen el uso de electrica, ya que crean un entorno mas agradable en el interior de la casa de

manera natural y asi se evita el uso de aparatos electronicos.

)ETODOLOGIA2

a investigacion que reali!amos fue emperica, ya que nos basamos en el analisis y recopilacion de

informacion relacionada con el tema, ademas tambien se enfoco en las cualidades y no cantidades de los

datos , ya que en las distintas recopilaciones nos arro"aban las formas en las de daban solucion a un

cierto tipo de problematicas, y aunque estas no arro"aban datos numericos, se sabia que el problema se

solucionaba o se reducia de gran manera.

13



(e tuvo que enfocar mas en las tecnicas aplicadas para la !ona, ya que una gran mayoria de

investigaciones, se enfocaba en climas frios, donde buscaban el calor en la vivienda, mientras en nuestro

caso, el clima es mas calido humedo, entonces no se podian aplicar estas tecnicas. -si que se buscaba

las que se podian adaptar en la region

&or el tipo de investigacion, que es contrucctiva, es muy dificil que se lleve a e#perimentacion, ya que se

necesitaria locali!ar alguna obra la cual utili!e estas tecnicas, pero en general se de"an a segundo plano,

ya que le solo importa el espacio y cantidad en la mayoria de las contructoras.

&udimos apoyarnos con algunas casas que se han contruido especialemente utili!ando estas tecnicas,

aunque no sea aplicable en la !ona, es notable como el consumo de energia se reduce de gran manera.

INDICE 41O4UESTO

Casa pasiva

Tecnicas de construccion pasivas

Orientacion estrate,ica

?entilacion de la casa

Ilu/inacion de la viviendas

?e,etacion

Tec(os verdes

A(orro de ener,ia

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C1ONOG1A)A2

Este es el cronogramo que tengo planeado para la reali!acion del proyecto, se mane"an tiempo de hasta

la o H semanas porque son actividades que son algo tardadas, tales como las investigaciones de

campo y los analisis de resultados, se tiene estimado un tiempo de 0 mese y 3 semana apro#imadamente

para la finali!acion del proyecto, que concluye con la publicaciones de un articulo en la Ieb.

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<I<LIOG1A=IA2

8espuesta bioclimatica de la -rquitectura colonial religiosa en e#ico, Castorena aria y igueroa anival,

pagina /0, 3AAD

-rquitectura6sostenible6com, +)*3D1. -rquitectura6sostenible.+online1, acceso2 / de nov del )*3D1 ,

http299III.arquitectura6sostenible.com9pages9energia*3.html

aircompanies,+)*3D1. 3* casas pasivas2 mas rendimiento ambiental. enos energía. +online1,

http299faircompanies.com9neIs9vieI93*6casas6pasivas6rendimiento6ambiental6con6menos6esfuer!o9

+acceso2 / nov del )*3D1

ErosJi consumer, +ernande! uer!a, )**A1 medio ambiente urbano +online1

http299III.consumer.es9Ieb9es9medioKambiente9urbano9)**A9*D934934DH/.php

:earJitectura.blogspot.m#, +)*3D1, que es un techo verde1, :e -rJitectura +online1

http299dearJitectura.blogspot.m#9)*3)9*09que6es6un6techo6verde.html

16

http://www.arquitectura-sostenible.com/pages/energia01.html

http://faircompanies.com/news/view/10-casas-pasivas-rendimiento-ambiental-con-menos-esfuerzo/

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2009/05/18/185374.php

http://faircompanies.com/news/view/10-casas-pasivas-rendimiento-ambiental-con-menos-esfuerzo/

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2009/05/18/185374.php

http://www.arquitectura-sostenible.com/pages/energia01.html



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tecnicas de construccion pasivas

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