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• Diego Fernando Bravo Jimbo

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INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS

II

ANTECEDENTES • La arquitectura bioclimática es la que se centra en el diseño y construcción de edificios tomando en cuenta las condiciones climáticas de la región o país aprovechando los recursos naturales disponibles (sol, vegetación, lluvia, viento) para disminuir en lo posible el impacto ambiental generado por la construcción, intentando reducir los consumos de energía • No se trata de un nuevo estilo arquitectónico, sino de aplicar una serie de criterios, como la correcta orientación de los ambientes, la elección de los materiales, el tamaño de las aberturas y su protección del sol. • Este tipo de arquitectura, se basa en la importancia de proporcionar a la construcción confort térmico y acústico, así como de controlar los niveles de CO2 en los interiores del espacio. • Sus principales características son: • La orientación: se diseña tomando en cuenta la posición del sol para aprovechar al máximo la luz solar. • Soleamiento y protección solar: en este punto y dependiendo de la región en que se esté construyendo, los vidrios deberán contar con protección solar para disminuir la entrada de la radiación. • Aislamiento térmico: muros gruesos, edificios enterrados o semi enterrados; son algunas de las técnicas de construcción utilizadas para conseguir un correcto aislamiento térmico, que deberá retener el calor o impedir su entrada dependiendo de la estación del año. • Ventilación cruzada: con el objetivo de crear una buena ventilación en todas las áreas de la construcción. • El objetivo de la arquitectura bioclimática, es diseñar construcciones que sean capaces de cambiar su comportamiento ambiental de acuerdo a las condiciones de cada estación el año.

METODOLOGÍA PARA DESARROLLAR UN PROYECTO BIOCLIMÁTICO • Análisis de Proyectos Similares: • • • •

Función Tecnología Materialidad Sistemas bioclimáticos (aplicación y justificación)

• Metodología de Diseño: El proyecto de investigación trata de dar respuesta a varias preguntas como: • ¿Debe la arquitectura estar integrada a su medio ambiente? • ¿El medio ambiente condiciona, de alguna manera, a la arquitectura? • ¿Cómo pueden incorporarse las variables ambientales dentro del proceso de diseño? • ¿Es posible estructurar el estudio de las variables ambientales metodológicamente? • ¿Utilizar una metodología bioclimática ayuda a que la arquitectura se integre al medio ambiente? • ¿Utilizar una metodología bioclimática limita o facilita el trabajo del diseñador? • ¿Existe ya una metodología de diseño que incorpore los aspectos ambientales?, y en este caso, ¿Qué elementos considera? • ¿Es válida para nuestros días y para las condiciones específicas de nuestro país? • ¿Qué criterios de confort pueden manejarse en el Diseño de una vivienda?

• Tarea Investigar y contestar las preguntas, que formarán parte del trabajo de investigación

PROYECTO INTEGRADOR EFICIENCIA ENERGÉTICA Usar de forma inteligente el consumo de energía de manera que lo reduzcamos para reducir costos sin disminuir el confort ni la calidad de vida, pero sobre todo, para que nuestro planeta sea sostenible AISLAMIENTO DE VIVIENDAS: Si tenemos pensado reformar nuestra vivienda intentar escoger siempre materiales aislantes para las paredes así como ventanas aislantes (ventanas de doble cristal, de pvc) ya que el consumo en calefacción es el que más se dispara en las viviendas. SOL: Debemos aprovechar al máximo la energía que nos proporciona el Sol, podemos instalar en nuestra vivienda paneles solares nos proporcionará otro gran ahorro, ya que utilizaremos la energía solar para calentar nuestro agua, calentar nuestro hogar…etc.

MUROS La eficiencia energética con fachadas ventiladas Se usan para integrar elementos exteriores como voladizos o lamas e impedir el calor del exterior. Otra opción es instalar una cámara de ventilación por convección natural entre dos tipos de cerramientos en la fachada, uno interior y otro exterior. Este último hace de función de muro cortina evacuando gran parte de su energía absorbida a través del aire. Puede fabricarse con materiales como el vidrio, metal, cerámica o piedra. Para el cerramiento interior se recomienda que sea de doble acristalamiento para mejorar el aislamiento. Es aconsejable la

reducción de puentes térmicos (pilares, esquinas, uniones o frentes de forjado) cuando se instale. Existen empresas que instalan este tipo de cubiertas exteriores en viviendas y se estima que con ellas, se consigue hasta un 30% de ahorro energético. La eficiencia energética con fachadas integrales Es una combinación de fachadas ventiladas con sistemas solares térmicos para calefacción y agua caliente sanitaria, con la colocación de paneles fotovoltaicos para generar electricidad. Con este sistema, enfría, calienta, ventila y climatiza por medio de la energía solar. La última innovación de productos en elementos fotovoltaicos se puede encontrar una combinación de panel solar semitransparente con vidrio de color, enriqueciendo de esta forma la integración arquitectónica en su conjunto. Mejora la protección solar y evita el deslumbramiento del elemento. Las últimas tecnologías permiten también crear edificios de paneles aislantes de policarbonato relleno de aerogel con bomba geotérmica que calienta y enfría la casa. La eficiencia energética con adecuados acristalamientos Con los vidrios siempre se ha conseguido un perfecto aislamiento interior térmico y acústico e incluso para resistir al fuego, sin contabilizar el paso de la luz natural

1.8 CLIMA Conjunto de condiciones atmosféricas propias de un lugar, constituido por la cantidad y frecuencia de lluvias, la humedad, la temperatura, los vientos, etc., y cuya acción compleja influye en la existencia de los seres sometidos a ella. Por ejemplo: •

clima de montaña

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clima tropical

•

clima templado

•

el clima mediterráneo es muy apropiado para el cultivo de cítricos 1.8.1 FACTORES DEL CLIMA a) Latitud: es la distancia desde un punto determinado del planeta a cualquier punto del Ecuador. La latitud también va a influir en la temperatura, ya que cuanto más próximos nos encontremos al Ecuador, las temperaturas serán más altas, y conforme nos alejamos hacia los polos las temperaturas serán más bajas. b) Altitud: Que es la distancia de un punto en relación al nivel del mar. Este factor influye sobre la temperatura y sobre la pluviosidad o lluvia. Al aumentar la altitud la temperatura disminuye aproximadamente en un grado cada 180 metros. Esto sucede porque en las zonas de menor altitud el aire es más denso y es capaz de retener el calor, mientras que en las zonas más altas, las temperaturas

descienden. c) El relieve: va a influir en las zonas más montañosas, es decir, que están más elevadas, son más corrientes las precipitaciones en forma de lluvia, nieve o niebla. Las masas de aire que chocan con los cordones cordilleranos se elevan, disminuyendo su temperatura con la altura. Si el aire va cargado de vapor de agua, se generan precipitaciones. Después de atravesar el cordón montañoso las masas de aire han perdido toda su humedad, generando climas más secos. d) La influencia del mar: actúa como modelador de la temperatura, ya que se enfría lentamente suavizando el calor de las costas que baña. Las temperaturas varían menos entre el día y la noche.

e) Corrientes marinas trasladan masas de agua a lo largo de los océanos y a grandes distancias. Las aguas que provienen de lugares muy lejanos enfrían o entibian el aire de las regiones que circundan, incidiendo en las presiones, en la humedad y en los seres vivos que habitan esas aguas. f) La vegetación: actúa como un moderador térmico, evitando las grandes oscilaciones de temperatura. Contribuyen a generar mayor humedad en el aire y actúan como filtro de la radiación solar.

CLIMA 1.8.2 ELEMENTOS DEL CLIMA a) La temperatura es el grado de calor que posee la atmósfera. Las escalas termocéntricas que son más utilizadas son los grados Celsius y los grados Fahrenheit. En los mapas climáticos, la temperatura se grafica mediante las isotermas. Los instrumentos utilizados para el estudio de la temperatura son el termómetro, con el cual se mide, y el termógrafo con el cual es registrada. b) La humedad es la cantidad de vapor de agua que existe en la atmósfera. La superficie de los océanos es la fuente principal de la humedad del aire pues aquí se evapora el agua en forma constante, contribuyendo también a su formación los ríos, lagos, nieve, glaciares. Cuando hay mucha humedad, el vapor forma pequeñas gotas de agua que forman las nubes y la niebla. La humedad relativa, es la que hace referencia a la proporción de vapor de agua en relación a la cantidad total de moléculas de aire, llegando a un punto de saturación en la cifra del 100%. Los instrumentos que registran la humedad son el higrómetro y el psicrómetro c) El Viento es el aire de la atmósfera en movimiento. El aire se desplaza constantemente de forma horizontal en la atmósfera, arrastrando nubes e influyendo en la temperatura, pues también mueve masas. Los distintos tipos de viento se caracterizan por su dirección y su velocidad, estos se miden con anemómetro y veleta respectivamente. d) La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre. La unidad que se utiliza

para expresarla son los milibares. e) La precipitación es el agua que cae sobre la superficie terrestre en forma líquida o sólida y son el resultado de un proceso que es generado por el enfriamiento de masas de aire húmedo debido a la ascensión, y a la presencia de núcleos de condensación o de congelación, los que atraen moléculas de agua y originan las precipitaciones. Las precipitaciones se categorizan de acuerdo a la forma en que la masas de aire que las originó se elevaron en la atmósfera; por ello se clasifican en convectivas, ciclónicas, y orográficas. La cantidad de precipitaciones caídas en el periodo de un año en un territorio determinado, da origen al índice de pluviosidad, el que se expresa en milímetros por metro cuadrado; para obtener este importante indicador se recurre al pluviómetro, y para su representación al pluviógrafo

CLIMA 1.8.3 CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA Para determinar el clima exacto de una región se puede hacer uso de estudios o clasificaciones ya realizadas, existen diversas, la más difundida es del alemán Wladimir Koppen (1918) la cual se basa en las medidas de las temperaturas y de las precipitaciones mensuales y se tiene en cuenta la vegetación natural para determinar las regiones climáticas. Según la clasificación de Koppen el planeta se divide en cinco zonas principales y se identifican de la siguiente manera: •

La primera letra A, B, C, D ,E; señalan el clima

•

La segunda letra denota comportamiento de las lluvias anualmente

•

La tercera el régimen de las temperaturas

•

La cuarta señala algunas características especiales del clima

1.1.3.1 En el planeta Tierra

La Tierra se divide en tres zonas climáticas típicas; Zona Cálida, Zona Templada y Zona Fría.

1.1.3.2 En el Ecuador El clima ecuatoriano generalmente es caluroso y subtropical a causa de la geografía del país, atravesado por los Andes, se han generado diferentes regiones climáticas. Así, las zonas andinas son muy frías, mientras que en las regiones del litoral y de la selva, abundan las fuertes lluvias propias del Trópico.

DETERMINACIÓN DEL USUARIO INDICADORES POBLACIONALES Estudio del tipo de población por sexo Rangos de edad Composición familiar Actividades cotidianas Actividades Productivas Interrelación familiar Composición mínima de los espacios en la situación actual en la que viven los miembros de las comunidades Requerimientos comunes de la distribución de los espacios

CRITERIOS DE CONFORT 1.10.1.- Ergonómicos 1.10.2.- Higrotérmico 1.10.3.- Lumínico 1.10.4.- Acústico 1.10.5.- Olfativo 1.10.6.- Psicológico

CRITERIOS DE CONFORT •

2.1.- Análisis Bioclimático en Exteriores

•

2.1.1.- Cálculo de necesidades bioclimáticas para exteriores

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Norte: (VALOR = 1,12)

•

Existen varias fórmulas para hacer un cálculo aproximado de la potencia calorífica que se necesita para calentar cada estancia de la vivienda.

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Sur: (VALOR = 0,92)

•

Este: (VALOR = 1)

Para realizar el cálculo de los Vatios (W) de calefacción eléctrica que va a necesitar una vivienda, se puede trabajar con los valores de 5 variables a la fórmula de cálculo:

•

Oeste:(VALOR = 1)

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C = Aislamiento

•

El aislamiento es básico para determinar una mejor o peor eficiencia energética de un edificio. Una vivienda con carente de aislamiento sufrirá pérdidas de calefacción y por lo tanto de energía. A menor aislamiento, mayor consumo de calefacción, elejir entre estas tres opciones:

•

Buen aislamiento: Ventanal doble y tabique doble (VALOR = 0,93)

•

Asilamiento sencillo: Ventanal sencillo y tabique doble o ventanal doble y tabique sencillo (VALOR = 1)

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Sin aislamiento: Ventanal sencillo y tabique sencillo (VALOR = 1,10)

•

•

la superficie de la estancia (m) 2

•

la orientación de la vivienda

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su nivel de aislamiento

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la zona climática en la que se encuentra.

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Coeficiente de la zona

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Potencia requerida (W)= A x B x C x D x 85

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A = Espacio a calentar

Apunta en la fórmula los metros cuadrados de la estancia a calentar •

B = Orientación

•

D = Zona climática

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De la orientación de la vivienda depende que reciba una mayor o menor cantidad de luz solar. Una casa con orientación Sur siempre es más soleada y por tanto, está más caliente. Así, elige entre cuatro opciones y transfiere el dato a la fórmula:

•

El Código Técnico de la Edificación establece en el DB H1 las zonas climáticas. Consulta en el mapa la zona climática en la que se encuentra su vivienda y aplica su valor a la fórmula.

CRITERIOS DE CONFORT •

D = Zona climática

• El Código Técnico de la Edificación establece en el DB H1 las zonas climáticas. Consulta en el mapa la zona climática en la que se encuentra su vivienda y aplica su valor a la fórmula.

• Zona A: (VALOR = 0,88) • Zona B: (VALOR = 0,95) • Zona C: (VALOR = 1,04)

• Zona D: (VALOR = 1,12) • Zona E: (VALOR = 1,19)

• 0,081 kW para calentar un metro cuadrado, en condiciones óptimas de calentamiento, mediante un implemento

CRITERIOS DE CONFORT •

2.1.- Análisis Bioclimático en Exteriores

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2.1.1.- Cálculo de necesidades bioclimáticas para exteriores

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2.1.2.- Análisis de proyección de sombras

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2.1.3.- Estrategias bioclimáticas para exteriores

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2.1.4.- Criterios de selección de materiales y tecnologías

•

2.2.- Análisis Bioclimático en Interiores

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2.2.1.- Cálculo de necesidades bioclimáticas para interiores

•

2.2.2.- Estrategias bioclimáticas para interiores

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2.3.- Análisis paisajístico

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2.3.1.- Determinación de tipos de permanencia al aire libre

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2.3.2.- Paleta vegetal

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2.3.3.- Estrategias de diseño paisajístico para el proyecto

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2.4.- Criterios de selección de materiales y tecnologías

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2.4.1.- En la estructura

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2.4.2.- En pisos y mampostería

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2.4.3.- En acabados

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2.4.4.- En tecnologías