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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE ARQUITECTURA

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ARQ. CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

AMBIENTALMENTE CONFORTABLE

ENERGÉTICAMENTE EFICIENTE

JUEGA CON EL DISEÑO Y LOS ELEMENTOS ARQUITECTÓNICOS SIN UTILIZAR SISTEMAS MECÁNICOS

REENCUENTRO CON EL MEDIO AMBIENTE RESPETO A LA NATURALEZA REEDEFINCIÓN DEL HÁBITAT PRIMER ACERCAMIENTO A LA ARQ. REGIONAL.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ARQUITECTURA BIOCLIMATICA

UTILIZACIÓN DE ENERGÍA

ACONDICIONAMIENTO

ENERGÍAS ENERGÍAS NO ACONDICIONAMIENTO ACONDICIONAMIENTO CONVENCIONALESCONVENCIONALES NATURAL ARTIFICAL

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO NATURALEZA (CLIMA)

ACONDICIONAMIENTO NATURAL

TÉRMICO

OBJETO (EDIF. ARQ.)

ASOLEAMIENTO, VENTILACIÓN

LUMÍNICO

LUZ NATURAL

ACÚSTICO

SONIDO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO OBJETIVO: EL A.N. TÉRMICO BUSCA LOGRAR TEMPERATURAS CONFORTABLES A TRAVÉS DE LA ENERGÍA SOLAR Y EL USO DE FUENTES NATURALES DE REFRESCAMIENTO (VIENTOS, HUMECTACIÓN, EVAPORACIÓN, ETC)

ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO

PROPENDEN AL: - AHORRO DE ENERGÍA UTILIZADA PARA LA CALEFACCIÓN. - EVITAN LA APARICION DE PATOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS QUE AFECTAN LA SALUD DE LOS MORADORES. - DEFINIR CONDICIONES DE DISEÑO QUE PERMITAN HACER UN USO EFICIENTE DE LOS RECURSOS NATURALES. EXISTE NORMAS INTERNACIONALES PARA EL A.N. TÉRMICO: EL IRAM EN ARGENTINA Y EL NBE-CT -79 DE LA UNIÓN EUROPEA.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

CLIMA

MATERIALES Y SISTEMAS BIOCLIMATICOS

USUARIO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO 1 RECOPILACION DE INFORMACIÓN

2 ANALISIS DE LA INFORMACIÓN

C. FISICAS DEL LUGAR: - CLIMA. - TOPOGRAFÍA. - PAISAJE.

ELABORACIÓN DE CUADROS ESTADÍSTICOS DE LOS ELEMENTOS DEL CLIMA. GEOMETRÍA SOLAR.

C. FISIOLÓGICAS DEL USUARIO. -PESO. -TALLA. -EDAD. -COLOR.

DETERMINACIÓN DEL EJE TÉRMICO DEL USUARIO. GRAFICO DE LA ZONA DE CONFORT TÉRMICO DEL USUARIO.

RECURSOS DISPONIBLES: - MATERIALES. - MANO DE OBRA. - TECNOLOGÍAS CONST. - ELEMENTOS BIOCLIMATICOS.

DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS DE LOS PRINCIPALES MATERIALES DEL LUGAR. DETERMINACION DE LA TIPOLOGIA Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DEL LUGAR. IDENTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LOS PRINCIPALES SISTEMAS BIOCLIMATICOS EN EL LUGAR.

3 OBJETIVOS, METAS Y ESTRATEGIAS DEL DISEÑO BIOCLIMÁTICO

4

6

DISEÑO BIOCLIMATICO PRELIMINAR

DISEÑO DEFINITIVO.

EVALUACION TÉRMICA DE LA PROPUESTA

5

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO CARACTERÍSTICAS DEL LUGAR

SI F. C

S ACI SI F. C

1

INFORMACION DE CAMPO

2

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

L C OI B. E

SEL AI RET A M

1

INFORMACION DE CAMPO

2

ANÁLISIS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

3 ORIENTACIÓN

ESTRATEGIAS GENERALES DE DISEÑO FORMA

MATERIAL Y E.B.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

4 DISEÑO PRELIMINAR

5

6

EVALUACIÓN TÉRMICA

DISEÑO FINAL

1)

2)

3)

CÁLCULO DE PERDIDAS DE CALOR DEL ESPACIO. CÁLCULO DE GANANCIAS DE CALOR DEL ESPACIO DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA INTERIOR

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO CARACTERÍSTICAS CLIMATICAS DE LA ZONA

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO CONFORT TÉRMICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ORIENTACIÓN

DISPOSICIÓN EN EL TERRENO

FORMA

SELECCIÓN DEL MATERIAL

COLOR

SELECCIÓN DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

¿CÓMO LOGRAR EL CONFORT TÉRMICO?

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ORIENTACIÓN N

EQUINOCCIOS

N S. INVIERNO

12°

35°

S S. VERANO 11°

N

N S TODO EL AÑO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO SELECCIÓN DE LA FORMA N N O N

S O

E

O

N

S

S O

E S

E

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO SELECCIÓN DE LA FORMA

CÓNCAVAS

CONVEXAS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO DISPODICIÓN EN EL TERRENO

COMPACTAS

DISPERSAS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO 1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES DIRECTOS A) A TRAVÉS DE SUP. VIDRIADAS

B) LUCERNARIOS SOLARES

El espacio habitable se convierte a la vez en captor solar, depósito térmico y sistema de distribución. Con este sistema se debe disponer de una superficie vidriada al norte y de una masa térmica suficiente, colocada estratégicamente para la absorción y almacenamiento del calor

Los Rayos solares penetran directamente en cualquier época del año, e el espacio interior y se difunden y distribuye sobre la superficie de obra del interior. Esta masa térmica absorbe y almacena eficazmente la energía que le llega y actúa como un depósito térmico almacenando la energía durante el día para devolverla al espacio durante la noche.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO 1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES INDIRECTOS A) MUROS DE ALMACENAMIENTO DE CALOR

Cuando la radiación solar incide primero en una masa térmica que esta situada entre el sol y el ambiente. La radiación absorbida por esta masa se convierte en energía térmica (calor ) y es transferida después al espacio habitable. Muro de Félix Trombe.

Los muros de agua captan y distribuyen el calor al espacio en forma similar y únicamente en la pared de agua el calor se transmite por medio de ella, mas por convección que por conducción. Este sistema mantiene temperaturas del edificio entres 17 y 21º C.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO B) INVERNADEROS ADOSADOS.

C) CUBIERTAS DE AGUA.

.

La radiación solar es absorbida por la pared posterior del invernadero, donde se convierte en calor y una parte del mismo se transfiere al interior del edificio. Para nuestro medio normalmente el largo del invernadero debe estar en el eje este oeste y con frente al norte.

En un sistema de cubierta estanque la masa térmica se sitúa en la cubierta del edificio. Los depósitos de agua (sacos de plástico fino) están soportados por el forjado (normalmente de plancha metálica que a su vez sirven como lecho de la habitación inferior. Sirven en invierno como en verano.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO 2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN 2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE DIRECTO: A) CLARABOYAS OPERABLES.

C) ABERTURAS EN EL TECHO.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO 2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN: 2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE INDIRECTO: C) CHIMINEAS SOLARES.

D) PARED TROMBE DE VENTILACION .

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO 2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN A) DOBLE PARED.

C) TORRES DE VIENTO.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCCIÓN DE LOS MATERIALES CARACTERISTICAS TÉRMICAS DE LOS MATERIALES

LA CONDUCTIVIDAD TERMICA, indica la cantidad de calor que pasa por una superficie en cierta unidad de tiempo y por cada grado de temperatura

INERCIA TÉRMICA, indica el tiempo en que tarda en fluir el calor almacenado en un muro o techumbre.

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ELECCCIÓN DE LOS MATERIALES MATERIALES

COND. TÉRM K/W/m/ºC

DENSIDAD Kg/m3.

COEFIC. ABS.

COEFIC. EMIS.

LADRILLO K.K.

0.72

1,97

0,68

0,9

TEJAS ARCILLA

1,05

2,00

0.72

0.87

ADOBE

0,64

1,5

0.75

0,92

HORMIGÓN

1,20

2,31

0,6

0,9

MORTERO CEMENTO

1,10

1,80

0,8

1,00

MADERA DURA

0,25

1,12

-

-

ALUMINIO

2,21

2,74

0,04

0,09

ACERO

45,3

7,83

0,8

0,12

COBRE

390

8,9

0,2

0,38

CONCRETO

1,6

1,70

0,5

0,6

MÁRMOL

2,90

2,60

0,84

GRANITO

3,35

2,80

2,30

ESTRA TEGIA S DE DISEÑO BIOCLIMÁ TICO DISEÑO PRELIMINAR Y/O DEFINITIVO

EVALUACION TERMICA DEL EDIFICIO METODOLOGÍA DE EDWARD MAZRIA 1.- CALCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL ESPACIO EN INVIERNO d total F = -------------------- x 24 horas Área de piso

ELEMENTOS Muros

Ejemplo: F= horas

1,389.04 ---------------- x 24 145.12

F= 229. 72 W h/día – m2 / ºC

A (M2)

C(W/ºC)

dm

300.00

2.30

690.00

Techos

dt

130.12

1.80

234.22

Vidrios

dv

71.81

1.028

73.82

Puertas

dp

8.85

0.25

2.21

Suelo

ds

145.12

0.50

72.56

Renovac. Aire

dra

XNx0.34

1.5

316.21

TOTAL

D(W/ºC)

1,389.04

2.- CALCULO DE LAS GANANCIAS DE CALOR DEL ESPACIO EN INVIERNO C=

GD ------------Área piso

+

GI ----- -------

GANANCIAS DIRECTAS: (GD) GD = A x I x Fc

Área piso

Donde: A = Área de las vidrieras que no esta en sombra. (65.85 m2) I = Aporte solar por m2 de vidriera en W h/día (886 W/m2). Fc = Factor de transmisión térmica (Vidrio simple = 0.84)

GD = 65.85 x 886 x ( 0.84 ) GD = 48,978.43 Wh/día/m2. GI = 10.00 x 886 X 2.5 GI = 22,150.00 W – h/día/m2. LUEGO: 48,978 22,150 C= -------- +--------- Wh/día/m2. 145.12 145.12 C= 490.13 W-h/día/m2.

GANANCIAS INDIRECTAS: (GI) GI=Ax I xp A = Área de vidrieras que no están en sombra (10.00 m2) I = Aporte solar por m2 de vidriera en W h/día (886 W/m2). P = Porcentaje de energía incidente sobre un muro captador que alcanza el interior (25%)

3.- DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA INTERNA

Ti = C /F + To

C= COEFICIENTE DE APORTES TÉRMICOS EN Wh/día/m2. (490.13) F= COEFICIENTE DE PÉRDIDAS TÉRMICAS EN Wh/día/m2. (229.72) To=TEMPERATURA COTIDIANA PROMEDIO EXTERIOR EN ºC (19.8ºC) Luego: 490.13 Ti =-------------ºC 229.72

+ 19.8 ºC = Ti= 21.93

COMO: EL EJE DE CONFORT TÉRMICO ESTÁ ENTRE:

18.25 º C y 22. 63 º C LA TEMPERATURA INTERIOR DEL EDIFCIO NO NECESITA REAJUSTARSE.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más destacadas del Modelo 1: galerías subterráneas refrescan el aire de ventilación, las particiones de los espacios son desmontables y las de los baños son de vidrio, uso de leds de bajo consumo para la iluminación.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Vivienda unifamiliar de presupuesto medio en Barcelona

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más importantes en Modelo 2: alta eficiencia energética (consume un 30% de lo que gasta una vivienda convencional, con la misma superficie construida), captor de vientos, galerías subterráneas para refrescar el aire y bloques desmontables con un mayor grado de aislamiento térmico y acústico.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 3: Vivienda unifamiliar de presupuesto alto en Alicante.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones más importantes en Modelo 3: incluye la estructura de una piscina bioclimática y un sistema de muro doble que permite el desmontaje total de la vivienda, con el fin de facilitar la reparación o reutilización de todos sus componentes, incluida la propia estructura.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 4: Vivienda unifamiliar de presupuesto bajo (prefabrica da) en Jávea, Alicante.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones Modelo 4: sistema de refresco a base de un pequeño espacio central de tres alturas, comportamiento bioclimático, posibilidad de regular la humedad y bajo consumo energético.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Modelo 5: Vivienda de presupuesto muy bajo (prefabricada) en Toledo.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Innovaciones a destacar en Modelo 5: Triple piel en los cerramientos de la fachada sur para obtener el mayor aprovechamiento solar bioclimático.

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Arquitecto australiano. Autor de una obra cuya singularidad radica en su fidelidad simultánea a la herencia moderna y a la tradición autóctona australiana

Pritzker Architecture Prize  Laureate 2002 Glenn Murcutt

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA “Esta casa retorna a la austeridad y simplicidad de sus pabellones campestres alargados. Abandonando la tradicional noción de fachada, explora la sutil relación entre el adentro - afuera, con renovado vigor, llevando a novedosos límites la idea de un refugio en simbiosis con el paisaje y los elementos naturales. Esta ambigüedad del adentro-afuera, dictada en gran parte por los factores climáticos, generó una característica sorprendente de la relación entre el marco, los techos y las paredes, las cuales en este caso son tratadas como un esqueleto y piel - una manera orgánica que rompe con la tranquilidad y fluidez de sus interiores”. Francoise Fromonot.

MARIKA – ALDERTON HOUSE (AUSTRALIA – 1994(

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

COMMERZ BANK – FRANKFURT: SIR NORMAN FOSTER

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

JEAN MARIE TJIBAU CULTURAL CENTER - NUEVA CALEDONIA RENZO PIANO

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

BURUJ AL ARAB – DUBAI – HOTEL 7 ESTRELLAS WRIGTH

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

JORGE BURGA BARTRA – HOTEL LOS HORCONES EN TÚCUME

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ROBERTO SAMANEZ ARQGUMEDO – HOTEL DE CASA ANDINA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

ARQUITECTURA VERNACULAR

A RQUITECTURA BIOCLIMÁ TICA

CONSTRUCCION DE AULAS PARA PREGRADO, FACULTADES DE ADMINISTRACION DE EMPRESAS, CONTABILIDAD Y ECONOMIA DE LA UNCP.

DISEÑO BIOCLIMATICO: ARQ. CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR

CONSTRUCCIÓN DE AULAS PARA PREGRADO DE LAS FACULTADES DE ECONOMIA, ADMINISTRACIÓN Y CONTBILIDAD - UNCP

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