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Universidad Técnica de Oruro Facultad de Arquitectura y Urbanismo

1.-INTRODUCCIÓN El sol, la luz, el viento y las estaciones del año son variables climáticas a considerar una vez que queramos aplicar bioclima en arquitectura. Y en la Facultad de Arquitectura y el urbanismo de la ciudad de Oruro se nos está formando como futuros arquitectos, y considerar este estudio bioclimático es muy necesario puesto que nuestra primera misión en la sociedad es ofrecer mejores condiciones de vida, proporcionando un espacio en la que el ciudadano pueda desarrollar sus actividades bajo las mejores condiciones en cuanto a espacio se refiere, para así estimular su salud mental también. Estos parámetros de confort se obtuvieron gracias al minucioso estudio del clima en la Ciudad de Sucre-Bolivia. Sucre, capital constitucional de Bolivia, cuna de la libertad latinoamericana, declarada "Patrimonio Cultural de la Humanidad" por la UNESCO en 1991, es una ciudad que posee una gran riqueza arquitectónica, concentrada en su centro histórico colonial y republicano. Con más de trescientos mil. Puesto que como Futuros arquitectos debemos saber aplicar este estudio en diferentes partes del país e incluso del mundo. Por tal motivo la realización del presente trabajo constituye un valioso aporte, para el mejoramiento del proceso de diseño y por ende del funcionamiento térmico de los edificios de la ciudad, considerándose en una herramienta práctica para nosotros, futuros arquitectos. El presente trabajo, puntualiza criterios de diseño que son aplicables a un hecho arquitectónico en Sucre, referidos a la ubicación, la forma, la piel, la distribución interior, los materiales del edificio, y otros aspectos que definen el funcionamiento energético del mismo. Además, se indican cuáles son los sistemas de acondicionamiento térmico que pueden aplicarse, considerando las variables climáticas de la ciudad y en concordancia con los materiales y sistemas constructivos empleados regularmente, de manera que sean correspondientes con el contexto en el que se las realiza.

2.-ANTECEDENTES Como arquitectos, nuestro aporte fundamental ante este conflicto mundial es precisamente, optar por realizar diseños bioclimáticos, acordes al clima y al lugar donde se emplacen, que disminuyan el uso de energías convencionales, que se realicen con materiales locales y de bajo impacto ecológico. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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De tal manera es importante realizar el estudio bioclimático para poder cumplir con los parámetros de confort de un determinado lugar como es Sucre, para así proporcionar una calidad de vida a la sociedad en cuanto a espacio se refiere. 3.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Situación problemática

La falta de conocimiento y escasa aplicación de la arquitectura bioclimática en los diferentes hechos arquitectónicos, genera una serie de aspectos Problemáticos referidos al comportamiento térmico inadecuado en las viviendas, Que ocasiona:  Ambientes sobrecalentados en verano o muy fríos en invierno.  Ambientes sin ventilación adecuada, con estanqueidad, o con presencia de fuertes vientos.  Ambientes muy sombreados.  Espacios de uso frecuente (dormitorios, estares, comedores) en áreas frías y húmedas.  Áreas exteriores sombreadas todo el año, por lo tanto, no utilizadas.  Espacios muy húmedos o muy secos.  Ambientes subutilizados, debido a las malas condiciones ambientales.

Todos estos aspectos repercuten sin duda en el desarrollo de las actividades cotidianas de los usuarios al interior de las viviendas o diferentes hechos arquitectónicos, ocasionando molestias, incomodidades, perjuicios, muchas veces incluso deteriorando la salud de los usuarios. Definición del problema

¿Qué estrategias de diseño bioclimático se deben aplicarse en el diseño arquitectónico en la ciudad de Sucre, de manera que se logre un comportamiento térmico adecuado?

4.-OBJETIVOS:

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Objetivo general Determinar estrategias de diseño bioclimático, aplicables a las viviendas de la ciudad de Sucre, mediante las cuales se posibilite un mejoramiento de las condiciones térmicas de un hecho arquitectónico. Objetivos específicos: Se consideran los siguientes:  Describir pautas generales acerca de conceptos relacionados con la energía y el bioclimatismo.  Caracterizar a la ciudad de Sucre, su arquitectura y la relación de esta con el bioclimatismo.  Identificar el tipo de clima de la ciudad de Sucre  Caracterizar y analizar los factores climatológicos en la ciudad de Sucre.  Determinar parámetros de confort térmico, válidos para la ciudad de Sucre.  Identificar recomendaciones de diseño como acciones a realizar, basadas en diagramas de necesidades y otras herramientas. 5.-ASPECTOS METODOLÓGICOS La metodología de investigación tiene las siguientes características: 5.1. TIPO DE INVESTIGACIONES: Aplicada. Desarrolla conocimientos generados previamente para aplicarlos de manera particular, considerando que sea de utilidad para su uso posterior para el diseño arquitectónico de viviendas en la ciudad de Sucre. El enfoque de la investigación es mixto: cualitativo y cuantitativo. Ahora bien, para el análisis climático se aplicó los siguientes métodos:

5.1.1. CLIMOGRAMA El climograma es un gráfico de una entrada en el que se presentan resumidos los valores de precipitación, temperatura y clima recogidos en una estación meteorológica. Se presentan en cada mes del año la precipitación total caída durante el mes y la temperatura media mensual (media de la temperatura media diaria de cada día del mes, y esta a su vez media de la máxima y la mínima en 24 horas), ambas variables en forma de datos medios sobre un número amplio de años observados: unos treinta si se quiere obtener conclusiones

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climáticas significativas, unos cinco si se quieren estudiar las tendencias coyunturales, o también de un año. Para ello se recurrirá a datos de:  Horas sol al día  Temperatura  Humedad del ambiente  Pluviometría Concluido este análisis se podrán determinar el tipo de clima y las estrategias generales de sucre.

5.1.2. CARTA BIOCLIMATICA Consiste en un diagrama de condiciones básicas donde el eje de las abscisas representa la humedad relativa y el de las coordenadas la temperatura. Dentro del diagrama se localiza una zona denominada de confort en la que los valores de temperatura-humedad infieren al cuerpo humano una sensación térmica agradable. En el presente trabajo se lo realizo por épocas. (VERANO, OTOÑO, INVIERNO Y PRIMAVERA) Podemos determinar las estrategias específicas.

5.2. EVALUACION Se aplicaron los siguientes métodos: 5.2.1ANALISIS DE SOLEAMIENTO Con este método obtenemos la trayectoria solar de un determinado lugar geográfico.  La posición del sol al medio día  Solsticios de invierno  Equinoccios  Incidencia de radiación solar Con ello determinamos el diagrama de necesidades 5.2.1.1. CARTAS SOLARES

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Es un método, una herramienta grafica que representa una forma clara y fácilmente traducible en diseño arquitectónico. Se utilizan con frecuencia para el cálculo de sombras proyectadas el diagrama polar para una altitud determinada. Representan la proyección del sol sobre el plano del horizonte observada desde el Nadir, dependiendo del día, hora solar y latitud del hogar. 5.2.1.2. ANALISIS DE VIENTOS Se requiere la dirección e intensidad de los vientos mensualmente Una vez culminado la gráfica se podrá concluir con un diagrama de necesidades de vientos. Después de completar el estudio y haber culminado en la aplicación de los métodos mencionados, se prosigue a la diagramación de necesidades bioclimáticas que nos llevara a concluir con las acciones que se deberán aplicar en el momento de diseñar un proyecto arquitectónico en la ciudad de sucre. 6.-MARCO TEÓRICO 6.1. Confort Humano El término “confort” es un galicismo cuyo significado puede asimilarse al concepto de bienestar, aunque en términos generales abarca conceptos más amplios como la salud. En general se refiere a un estado ideal del hombre que supone una situación de bienestar, salud y comodidad en la cual no existe en el ambiente ninguna distracción o molestia que perturbe física o mentalmente a los usuarios. Por tanto, el confort es aquello que produce bienestar y comodidades lo cual le ayuda en la salud mental.

En arquitectura entendemos que el confort humano son las condiciones en la que el hombre se siente confortable y le permite tener una concentración y calidad de vida en su día a día. 6.2. Parámetros de Confort Los parámetros de confort son aquellas condiciones propias del lugar que inciden en las sensaciones de los ocupantes. Los aspectos psicológicos interactúan con los factores térmicos, lumínicos, acústicos y olfativos de un determinado espacio creando nuestra capacidad de adaptarnos a él en lo que se puede definir como confort arquitectónico. 6.3. Térmico ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Incluye la temperatura del aire, temperatura de las superficies, humedad relativa del ambiente, movimiento del aire, etc. Determinando las condiciones de bienestar. Estas variables relacionadas entre sí incluyen el:  Clima  Condiciones fisiológicas de los usuarios  Entorno y el uso

Ilustracion #1-Parametros de Confort en un Hecho Arquitectónico

6.4. Parámetros de Confort térmico en el ambiente Los parámetros de confort térmico en el ambiente son:  Temperatura del aire ………. 18 C a 26 C  Humedad relativa……………40% a 60%  Velocidad del aire…………...0 m/seg a 2m/seg 6.5. Arquitectura Bioclimática Este tipo de arquitectura consiste en diseñar los edificios aprovechando los recursos naturales y teniendo en cuenta las condiciones climáticas del entorno. El objetivo de la arquitectura bioclimática es reducir el impacto ambiental limitando el consumo de energía y reduciendo la generación de CO2. A la largo, una construcción bioclimática puede ser un ahorro de dinero aunque el coste de la construcción sea superior. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Para alcanzar sus objetivos, la arquitectura bioclimática coordina el diseño del edificio, los detalles constructivos, los espacios arquitectónicos y los elementos del exterior, aplicando una serie de técnicas y manejando ciertos factores. Algunos de los más importantes son: 6.6. Trayectoria solar La trayectoria de la luz solar varía en las distintas estaciones, afectando la radiación que reciben las fachadas. Por ejemplo, en invierno el lado sur recibe casi toda la radiación, mientras que en verano las fachadas este y oeste reciben la mayor parte de la luz durante la mañana y la tarde. 6.7. Radiación directa, difusa y reflejada La manera en que la energía solar incidente en una superficie también tiene efectos sobre el edificio. Hay tres formas posibles: 

Directa: Viene directamente del sol.



Difusa: Es la energía dispersada por la atmósfera.



Reflejada: Es aquella reflejada por la superficie de la tierra.

6.8. Formas de transmisión del calor Los mecanismos de transmisión del calor afectan el comportamiento térmico de un edificio de distintas formas: 

Conducción: La energía viaja por la masa de un cuerpo. Algunos edificios pueden perder calor durante el invierno si sus paredes son altamente conductoras. Para evitar esto se pueden usar aislantes.



Convección: En materiales fluidos, la energía es transportada por el movimiento del propio material. La convección puede ser natural, como por ejemplo en el caso del aire caliente que sube, o forzada, como los ventiladores que mueven el aire.



Radiación: La intensidad de la radiación electromagnética de un material depende de la temperatura a la que esté.

6.9. Capacidad calorífica e inercia térmica Una estructura tiene una alta capacidad calorífica cuando es capaz de almacenar mucho calor y mucha inercia térmica cuando sube o baja su temperatura lentamente. Idealmente, los edificios deben acumular y liberar calor lentamente para evitar los cambios bruscos de temperatura. 6.10. Ubicación y clima

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Todos los elementos naturales y artificiales del entorno pueden influir en el comportamiento del edificio. El primer estudio que debe hacerse es sobre las condiciones climáticas y la ubicación, considerando: 

Temperaturas (medias, máximas y mínimas).



Pluviometría o lluvias.



Radiación solar incidente.



Dirección y velocidad promedio del viento.



Pendientes del terreno.



Elevaciones cercanas que puedan bloquear o reflejar la radiación.



Influencia de ríos, lagos o mares cercanos.



Influencia de bosques.



Otros edificios o construcciones.

También se debe considerar que es posible intervenir el entorno añadiendo o quitando vegetación, modificando elevaciones o creando lagos artificiales, por ejemplo. 6.11. Forma y orientación La forma y la orientación del edificio determinarán la superficie de contacto con el exterior, la cantidad de luz solar que recibe y su respuesta frente a los vientos. 6.12. Aislamiento y masa térmica Los materiales aislantes y la masa térmica buscan optimizar el almacenamiento y liberación del calor, y reducir los cambios bruscos de temperatura. Idealmente, un edificio almacenará calor solar durante el día para liberarlo progresivamente durante la noche. 7.-ANALISIS Y DEMOSTRACIÓN Análisis y demostración. Análisis de los resultados de la investigación documental, experimental y de campo, en función de desarrollar los objetivos y el análisis del problema

7.1. ANÁLISIS BIOCLIMÁTICO DE LA CIUDAD DE SUCRE 7.1.1. CARACTERIZACIÓN DEL LUGAR Ubicación: 

Departamento: Chuquisaca



Provincia: Oropeza

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Es la tierra media entre las tierras altas de la meseta andina y las tierras bajas de los llanos del Gran Chaco, límite entre los sistemas hidrográficos del Amazonas (ríos Chico y Grande) y los del Río de La Plata (Cachimayu y Pilcomayu).

Ilustración #2-Mapa Geográfico de Sucre y puntos turísticos

Longitud: 65°15′45″ O Latitud: 19°01′59″ S Altitud:

65°15′45″ • Media: 2790 msnm Relieve: Cerca de donde las cadenas montañosas de Los Andes pierden altura y proveen un clima cálido y seco de cabecera de valle

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Ilustración #3-Relieve de la Ciudad de Sucre vs los demás departamentos de Bolivia

7.2. DATOS CLIMÁTICOS.

AÑO: 2015 Temperatura Max. Humedad Relat. Min. Temperatura Min. Humedad Relat. Max.

ENE 19,4 61,5 9,8 90,4

FEB 20,6 59,6 10,4 90,2

MAR 20,4 60,6 9,9 88,8

ABR 19,2 65,4 9,5 96,8

MAY 20,0 46,1 5,8 83,8

JUN 21,4 35,7 5,1 69,1

JUL AGOS SEPT 20,6 22,5 23,3 31,6 33,3 34,0 4,2 6,5 7,9 58,7 60,7 69,9

OCT 23,5 39,1 9,5 76,3

NOV 22,2 49,8 9,8 82,1

DIC 22,5 50,8 10,4 81,0

Tabla #1-Tabla de datos Climatológicos Obtenidos de la Estacion Metereologica Senamhi/2015

7.3. ANALISIS CLIMATOLOGICO A continuación, se presentan datos climatológicos de Sucre, referidas a la temperatura del aire, humedad, precipitación pluvial, vientos y radiación solar. Para luego poder realizar un análisis del clima en Sucre y poder determinar estrategias de diseño arquitectónico.

7.3.1. CLIMOGRAMA El climograma propone una gráfica climática en la que se tiene en cuenta tanto las variaciones de temperatura en relación a horas sol, humedad en relación a las precipitaciones. Observando así las medias de los meses más cálidos o fríos y sus variaciones, y lo más importante, hace hincapié en el tipo de clima y la estrategia general que se aplicara. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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7.3.2. HORAS SOL/DIA La Tabla N1-Horas sol datos muestra datos mensuales de las horas sol durante el dia en Sucre. Se observa que el dato más alto es de 15 hrs que corresponde a Enero y el dato más bajo es de 11 hrs al dia que se da en el mes de Julio. Teniendo así una diferencia de 4 hrs.

Mes

Días de sol

Enero

15

Febrero

14

Marzo

14

Abril

14

Mayo

13

Junio

12

Julio

11

Agosto

12

Septiembre

12

Octubre

13

Noviembre

13

Diciembre

14

Tabla N2-Horas sol datos de Sucre /por día

En la siguiente: Tabla N2 se observa los que los datos de la tabla 1 indican. En el Mes de Enero o también nos podemos referir al comienzo de la estación de verano, se tiene 15 hrs sol/día, Febrero y Marzo tienen 14 hrs/sol, pero conforme se direcciona a Invierno (Junio, Julio y Agosto) Las hrs/sol van disminuyendo hasta tener el dato más bajo como se observa en el mes de julio (mediados del Invierno) teniendo así una oscilación de 4 hrs entre VeranoInvierno.

Otoño tiene un promedio de 13 Hrs/sol. Ya saliendo del invierno e ingresando a la primavera se denota que las hrs/sol van ascendiendo, sube 2 hrs.

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Universidad Técnica de Oruro Facultad de Arquitectura y Urbanismo Horas/Mes 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

Grafica N1 – Horas sol al día en Sucre

7.3.3. TEMPERATURA La siguiente tabla muestra los datos mensuales de temperatura media máxima, temperatura media mínima y temperatura media de la estación meteorológica de Sucre (SENAMHI). Pero para tener un análisis más preciso se toma los datos de temperatura media. Se observa que la temperatura máxima media denota 19,20ºC como dato mínimo y 23,50ºC como dato máximo. la temperatura mínima media denota 4,20ºC como dato mínimo y 10,40ºC como dato máximo. Pero como se mencionó anteriormente el dato importante para este análisis es el de la Temperatura Media que denota 12,40ºC como dato mínimo y 16,50ºC como dato máximo. Con una diferencia anual de aproximadamente 4,10ºC.

Mes

Temp Max media

Temp Min media

Tem media

Enero

19,40

9,80

14,60

Febrero

20,60

10,40

15,50

Marzo

20,40

9,90

15,15

Abril

19,20

9,50

14,35

Mayo

20,00

5,80

12,90

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Junio

21,40

5,10

13,25

Julio

20,60

4,20

12,40

Agosto

22,50

6,50

14,50

Septiembre

23,30

7,90

15,60

Octubre

23,50

9,50

16,50

Noviembre

22,20

9,80

16,00

Diciembre

22,50

10,40

16,45

TablaN3 – Temperatura del Aire de sucre (SENAMHI 2015)

En la Grafica N1 resume y explica los datos de la Tabla N3. Se observa que en el mes de Octubre se tiene la temperatura Max. Y en el mes de Julio la temperatura desciende a una temperatura realmente baja anualmente, teniendo así una diferencia de 4.10 ºC. Se muestra que la zona de confort se encuentra entre los 18 – 26 ºC. Como se observa en la gráfica la ciudad de Sucre se encuentra totalmente fuera de la zona de Confort, encontrándose por debajo de los parámetros de Confort. Se llega a encontrar dentro los parámetros de Confort esperados únicamente con los datos de Temperatura Máxima, pero no es admisible para este tipo de análisis. Además, se observa que en la época de verano puesto que se tiene datos de temperaturas bajas para una época cálida. Es decir que hace frio a pesar de que es época de verano. En épocas de otoño es donde las temperaturas ascienden un 2.30 ºC, esto debido a la intensidad de radiación solar que se observa en la gráfica N1. Pero aun así no es suficiente porque se encuentra por debajo de la zona de Confort. Para la época de Invierno, Se tiene 13,25 ºC en el mes de Junio, descendiendo a 12,40 ºC dato más bajo anualmente en el mes de Julio, y se denota un pequeño ascenso en el mes de Agosto la culminación de la época de Invierno con un 14,50 ºC. Teniendo así una diferencia de 4.20 ºC. Así mismo de la misma manera se observa que a partir del mes de Agosto, las temperaturas van ascendiendo hasta culminar el año, teniendo así una primavera cálida en comparación a las diferentes estaciones del año. El ascenso es de 2.5 ºC

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Universidad Técnica de Oruro Facultad de Arquitectura y Urbanismo 25.00 ZONA DE CONFORT

20.00

15.00 Temp Max media 10.00

Temp Min media Tem media

5.00

0.00

Grafica N2 – Temperatura del Aire de la ciudad de Sucre

7.3.4. SUPERPOSICION DE TABLAS Para realizar un mejor análisis se relacionan las Gráficas N1 y N2 para así comparar y relacionar los datos. Entonces superponiendo ambas graficas se observa que se tiene menor cantidad de hrs/sol en julio porque la temperatura también desciende lo que nos indica que es un fenómeno de la temporada de invierno. En verano ocurre básicamente lo mismo, pero del caso contrario, donde la mayor cantidad de hrs/Sol se denota en Enero, Febrero y Marzo y las temperaturas también ascienden, aunque no tanto como en el mes de octubre. Nos referimos a la época de verano. Pero la época de primavera tiene los datos de temperatura un poco más altos que verano, pero no tiene la mayor cantidad de hrs/sol. Entonces se concluye que a mayor cantidad de hrs sol en verano y a menor cantidad de hrs sol en invierno.

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Horas/Mes 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

25.00

20.00

15.00

Temp Max media

10.00

Temp Min media Tem media

5.00

0.00

Grafica N3 – Relacion entre Temperatura del aire y hrs/sol en la Ciudad de Sucre

7.3.5. PRECIPITACION PLUVIAL La siguiente tabla muestra los datos de Humedad Max. Media, humedad mínima media y Humedad media, además la precipitación pluvial mensual promedio, del año 2015, datos obtenidos de la estación Meteorológica SENAMHI. Estos datos van juntos puesto que se relacionan perfectamente y una con la otra son dependientes. Para este tipo de análisis solo se requiere los datos de Humedad Media. En la Tabla N4 se denota que la humedad media presenta como dato máximo en el mes de Abril un 81,10 % de [H] y 45,15 % como dato mínimo en el mes de Julio. Con respecto a las precipitaciones se observa que existe un periodo de lluvias acentuadas en verano (diciembre a febrero), mientras que en invierno (Mayo a Julio) las precipitaciones son muy bajas.

Mes

Humedad Max media

Humedad Min media Humedad Media

Precipitación (mm)

Enero

90,40

61,50

75,95

11,80

Febrero

90,20

59,60

74,90

6,40

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Marzo

88,80

60,60

74,70

3,80

Abril

96,80

65,40

81,10

7,70

Mayo

83,80

46,10

64,95

0,30

Junio

69,10

35,70

52,40

0,00

Julio

58,70

31,60

45,15

2,40

Agosto

60,70

33,30

47,00

2,20

Septiembre

69,90

34,00

51,95

5,80

Octubre

76,30

39,10

57,70

10,70

Noviembre

82,30

49,80

66,05

8,80

Diciembre

81,00

50,40

65,70

14,60

Tabla N4 – Datos de Precipitaciones mensuales y %anual (SENAMHI) En la Grafica N4 claramente se observa que con los datos de humedad media en la época de verano se está sobre la Zona de Confort (40-60%). En época de invierno y parte de otoño se está dentro de la zona de confort, pero a finales de la época de primavera nuevamente se sobrepasa los parámetros de confort, el ascenso es leve en comparación a la época de verano, pero sobrepasan de igual forma.

En la época de verano se estima un clima bastante húmedo puesto que incluso con los datos Mínimos se está sobre la zona de Confort. Enero inicia con 75,95 % de humedad y asciende hasta un 81,10 % de Humedad, esto en el mes de Abril (dato más alto). Denotando un ascenso de 5.15%. Teniendo una verano y principios de otoño bastante húmedos. La humedad desciende a partir de mediados de Abril hasta Julio con 45,15 %, teniendo un descenso de 35.95%. Nuevamente el %de Humedad empieza a ascender desde agosto hasta mediados de noviembre a un 66,05%, teniendo un ascenso de 20.9%.Después baja muy levemente rumbo a Diciembre a un 65,70%, teniendo un descenso de 0.35%. En cuanto a las precipitaciones se observa que conforme a que la humedad asciende y desciende la precipitación se da de la misma forma. Es decir, Si las precipitaciones son bajas como se da en junio con un 0,00 mm es porque la humedad es baja, ambiente seco

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con un 52,42% lo cual en Julio se tiene el %más bajo y la precipitación es de 2,40 mm esto debido a que a mediados de julio el % de humedad va ascendiendo. En cambio de Diciembre a Febrero se observa un periodo de lluvias abundantes en comparación a los demás meses, diciembre con 14.90 mm y Enero con un 11,80 mm en febrero baja a 6,10 mm pero se encuentra dentro del periodo de lluvias abundantes. Teniendo como una oscilación de 2.8 mm de precipitación. Desde mediados de junio hasta mediados de Noviembre Sucre se encuentra dentro de la zona de confort. Teniendo el resto del año sobre la zona de Confort.

120.00

100.00 80.00 Humedad Max media

60.00

Humedad Min media Humedad Media

40.00

Precipitacion (mm) 20.00 0.00

Grafica N4 – Datos de Humedad en relación a las precipitaciones/Zona de Confort

7.3.6. RESULTADO DEL ANALISIS Con el análisis culminado se llega a las siguientes conclusiones: El departamento de Sucre posee un tipo de clima Templado Seco Frio. Las temperaturas se encuentran por debajo de la zona de Confort. La estación de primavera es más cálida y la mayor parte se encuentra dentro de la zona de confort con respecto al %de humedad. Las temperaturas se encuentran más próximas a la zona de Confort en comparación al resto del año. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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En la época verano y primavera se tiene mayor hrs/sol sobre todo en enero. Caso contrario en la época de invierno se tiene la menor cantidad de hrs/sol sobre todo en Julio. En época de verano iniciando desde finales de primavera se tiene mayores precipitaciones conforme al resto del año. La época de verano presenta % de humedad altos.

7.3.7. CARTA BIOCLIMATICA Son aportaciones sobre el diagrama psicométrico estándar utilizado en climatización en el que se muestra unas zonas de confort variable teniendo en cuenta determinadas condiciones de humedad y temperatura exterior y en función de la envolvente de la edificación. Si está diseñada cuidadosamente nos creara unas condiciones interiores que sin ningún tipo de ayuda mecánica, nos colocara dentro de la zona de confort.

Tabla N4 – Datos Climatológicos para las cartas Bioclimáticas 2015

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Grafica N5 – Carta Bioclimática de Givoni Anual de Sucre 2015 Según el diagrama de Givoni de la ciudad de Sucre se puede observar que cuenta con una humedad elevada y mantienen temperaturas refrescantes ya que no logran descender por debajo de los 0 ºC. La carta bioclimática nos muestra las acciones que se debe tomar, que son:

Calefacción por ganancias internas La zona del diagrama de Givoni denominada calefacción por ganancias internas, engloba las situaciones comprendidas entre los 15C y los 21,5C, en las que se consigue llevar a condiciones de confort mediante el aumento de la temperatura ambiente del recinto, que se da el mero hecho de habitar (vivir o trabajar) en una construcción. Estas ganancias son las aportadas por los ocupantes, la disciplina de calor de los equipos eléctricos, la perdida de calor en procesos domésticos relacionados con la combustión, etc. Es importante tener en cuenta este tipo de ganancias, ya que durante determinadas épocas del año serán suficientes para conseguir el confort adecuado.

Grafica N6 – Carta Bioclimática de Givoni-Zona de Confort

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Tabla N5 – Índices de calor por Cada Actividad básica de las personas La presencia de personas en el interior de un recinto modifica la temperatura ambiente debido a dos efectos: La irradiación producida por las propias personas a los cuerpos de su alrededor, siempre y cuando la temperatura de estos sea menor. El calor metabólico disipado por la actividad corporal de las personas, siendo mayor cuanto más atractivo sea el trabajo, como se puede observar en la tabla de calor producido por un hombre joven según el grado de actividad que desarrolle. Calefacción solar pasiva En el diagrama de Givoni, el área comprendida entre las 8,5C a 15C de temperatura corresponde a las condiciones ambientales en las que se puede conseguir el confort en el interior de la vivienda por sistemas de aprovechamiento pasivo de la energía solar El diseño del edificio se concibe para favorecer la captación de calor solar en aquellas zonas en las que es posible, acumulándolo en elementos dispuestos para ello, y distribuirlo después a los locales que se desean calefactar, regulando también su flujo para cubrir las necesidades de calor a lo largo del tiempo.

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Grafica N7 – Diagrama de GivoniCalefaccion Solar Pasiva En estos sistemas es fundamental el concepto de conservación: sería inútil todo el proceso si se dejase escapar el calor que se consigue introducir en el espacio interior, o si se perdiera la posibilidad de usar ese calor cuando ha cesado la radiación solar (disipación). Se distinguen 3 sistemas, en estos modos de aprovechamiento solar, según sea la relación entre el sol y la estancia a calefactar. Estos sistemas pueden ser directos, indirectos e independientes: 

Sistemas directos son aquellos en los que la estancia se calienta por la acción directa de los rayos solares.



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Ilustración N4 – Sistema directo de Calefacción-Entradas de los rayos Solares 

Se llaman sistemas indirectos cuando la radiación solar incide primero en una masa térmica que está situada entre el sol y el ambiente a calentar.

Ilustración N5 – Sistema Indirecto de Calefacción-Entradas de los rayos Solares 

Se denominan independientes aquellos sistemas en los que la captación solar y el almacenamiento térmico están separados del espacio habitable.

En los procedimientos de aprovechamiento pasivo del calor solo intervienen 3 tipos de elementos: 

Los elementos de captación, encargados de recoger la radiación solar.



Los elementos de acumulación, encargados de la acumulación del calor captado.

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Ilustración N6 – Elementos de Captación Solar



Los elementos de distribución, que se encargan de repartir y de regular el calor acumulado de un modo adecuado en los diversos lugares y en los momentos en los que resulta necesario.

Calefacción solar activa El área definida como calefacción solar activa es la comprendida entre las temperaturas de 2,5C y 8,5C del diagrama de Givoni. Para corregir la situación interna de la edificación y llegar a las condiciones de confort es preciso un aporte de energía en forma de calor. Esta energía se obtiene del medio ambiente, pero ya no basta con sistemas pasivos, siendo necesario el uso de algún tipo de energía convencional se basa en la captación, acumulación y distribución, haciendo hincapié en los mecanismos ajenos que aumentan el rendimiento.

Grafica N8 – Diagrama de Givoni- Calefacción Solar Activa ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Es fundamental el concepto de conservación. Sería inútil todo el proceso si se dejase escapar el calor que se consigue introducir en el espacio interior, o si se perdiera la posibilidad de usar ese calor cuando ha cesado la radiación solar 

SISTEMA DE CAPTACION. - en el aprovechamiento activo de la energía solar los elementos captores pueden ser mecanismos activos independientes de alto rendimiento o mecanismos que aumenten el rendimiento de la captación pasiva (mecanismos activos)

Ilustración N7 – Sistemas de Captación Solarmecanismo activo



SISTEMA DE ACUMULACIÓN. - Mientras que el aprovechamiento pasivo directo e indirecto de la energía solar utilizada, para la acumulación del calor, la masa de los elementos del edificio (muros, fachadas, cubiertas, soleras,) en el aprovechamiento activo la acumulación se realizara en “depósitos” localizados y centralizados. Se puede obtener: Energía eléctrica, potencial, química y calorífica.



SISTEMAS DE DISTRIBUCION. - la distribución del calor desde el elemento de acumulación hasta las dependencias a calefactar debe adaptarse a las circulaciones de la casa y, en cualquier caso, no entorpecer la vida en la misma La forma más cómoda para la distribución es mediante fluidos, siendo el agua y el aire los más cómodos y usuales por el fácil mantenimiento y sustitución. Para la circulación de estos fluidos se usan bombas en el caso del agua y los ventiladores y extractores cuando se trata de aire. Como ya se ha indicado los captadores solares son habituales no pueden alcanzar en el fluido de distribución temperaturas muy altas, por lo que son muy

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eficaces en los sistemas de calefacción de baja temperatura en cualquiera de sus formas:  Por aire caliente  Por radiadores de zócalo  Por suelo radiante

Ilustracion#8 – Sistemas de Distribución Solar

7.3.7.1. VERANO

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Grafica N9 – Carta Bioclimática de Givoni - Verano En la época de verano se puede observar que en sus inicios se encuentra con temperaturas bajas, pero al finalizar se observa que se direcciona hacia la zona de confort, no en su totalidad, pero al menos se acerca. Por el cual para esta época se requieren las estrategias 2,3 y 4. En algún momento se encuentra en su zona permisible lo cual hay q mantener con las estrategias de calefacción por ganancias internas y calefacción solar pasiva. Que se explican en la carta anual. 7.3.7.2. OTOÑO

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Grafica N10 – Carta Bioclimática de Givoni - Otoño En la época de otoño se observa que se encuentra fuera de la zona de confort , al finalizar junio aproximadamente se observa que está en la zona de confort. Pero la mayoría de la estación se encuentra fuera, en temperaturas bajas y un poco secas.

7.3.7.3. INVIERNO

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Grafica N11 – Carta Bioclimática de Givoni - Invierno En la época de invierno se observa que el mes de julio se encuentra totalmente fuera de la zona de confort, mientras que en su etapa final de Junio y Agosto. Para que en esta estación se logre una estabilidad confortable se requieren estrategias de diseño como calefacción solar por ganancias internas, calefacción solar pasiva y activa. 7.3.7.4. PRIMAVERA

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Grafica N11 – Carta Bioclimática de Givoni - Primavera

En la estación de primavera se observa que en la etapa final de cada mes alcanza a estar en la zona de confort, pero la mayoría de la estación esta fuera de la zona de confort denotando temperaturas bajas, por tanto, se requiere las estrategias 3 y 4. Es decir, calefacción por ganancias internas y calefacción solar pasiva. 7.3.8. ANALISIS DE SOLEAMIENTO Para realizar un análisis de soleamiento, debe determinar la trayectoria solar que tiene una determinada locación o sector en la superficie terrestre, en nuestro caso debemos de determinar la trayectoria solar y en las diferentes orientaciones que se manifiesta en la ciudad de Sucre, durante todo el año. Por la que entonces aplicaremos la carta solar estereográfica método de análisis descrito anteriormente.

7.3.9. CARTA SOLAR ESTEREOGRAFICA La carta solar estereográfica es un gráfico que representa la trayectoria del sol durante todo el año, vista desde un plano horizontal, para un determinado punto del planeta. Es este caso, se obtiene la carta solar para la latitud de Sucre: 19º 03` Sur. Las líneas con direccionalidad horizontal nos indican los meses del año, y las líneas con direccionalidad vertical las horas del día. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Nos permitirá determinar la posición del sol desde su amanecer hasta el atardecer, mostrando en qué dirección se manifiesta y en que orientaciones un elemento arquitectónico recibe mayor o menor cantidad de sol durante todo el año. El año consta de cuatro estaciones que están determinadas por cuatro posiciones principales en la órbita terrestre en su giro alrededor del Sol (plano de la eclíptica), que reciben el nombre de solsticios y equinoccios: solsticio de invierno (punto Capricornio, 22 de diciembre), equinoccio de primavera (punto Aries, en torno al 21-22 de marzo), solsticio de verano (punto Cáncer, 21 de junio) y equinoccio de otoño (punto Libra, en torno al 2223 de septiembre).

Ilustración N9 – Rotación Elíptica del planeta Tierra

7.3.10. SOLSTICIOS Y EQUINOCCIOS Como solsticio se llama, el evento astronómico en el cual el Sol alcanza su mayor o menor altura en el cielo y, como consecuencia de esto, la duración del día o de la noche es la máxima del año. El solsticio, como tal, marca el inicio del invierno y del verano, y tiene lugar entre los días 21 y 22 de junio, y 21 y 22 de diciembre.

Ilustración N10 – Solsticios y Equinoccios del Planeta Tierra ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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El equinoccio, por su parte, se diferencia del solsticio en que es el momento en que la noche y el día tienen la misma duración, esto se debe a que el sol alcanza su cenit, es decir, el punto más alto en el cielo, a 90° de la posición de una persona ubicada en la Tierra. Por otro lado, el equinoccio marca el inicio de la primavera y el otoño, entre los días 20 y 21 de marzo, y 22 y 23 de septiembre

7.3.11. TRAYECTORIA SOLAR Siendo el sol la principal fuente energética que afecta al diseño bioclimático, es importante tener una idea de su trayectoria en las distintas estaciones del año. Por tanto, analizaremos la trayectoria en los solsticios y equinoccios. La trayectoria del sol y poder determinar que fachadas reciben más sol desde el amanecer hasta el ocaso. Para ello se podrán observar gráficos del amanecer (6-7 a.m.), medio día (12:00) y el ocaso (18:00 p.m.).De tal forma se podrán determinar que estrategias tomar en el diseño.

7.3.11.1. SOLSTICIO DE INVIERNO Marca el inicio del invierno astronómico y de su mano llega la noche más corta, esto ocurre el 21 de junio. En la siguiente grafica se observa la posición del sol al medio día durante el solsticio de invierno. Se puede observar que en el alba el sol sale del E.N.E y el ocaso O.N.O. El sol tiene un recorrido más próximo a la orientación Norte. También se observa que en el amanecer (6-7 a.m.) la fachada E recibe mayor incidencia Solar tal y como se observa en la gráfica N13 Al medio día se observa que la fachada Norte recibe mayor incidencia solar. (Ver grafica N14) Y al atardecer (18:00 p.m.) la fachada O recibe mayor incidencia solar pero no muy intensa, es leve lo que recibe puesto que se encuentra en el solsticio de invierno y son menos hrs sol /día como se observó anteriormente en la gráfica N12

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Grafica N12 – 21 de junio/Posición del sol en invierno

Grafica N13 – 21 de junio/Posición del sol a las 7 a.m /Amanecer

Grafica N14 – 21 de junio/Posición del sol a las 12:00 medio día

7.3.11.2. SOLSTICIO DE VERANO Marca el inicio del verano, Esto ocurre el 21 de diciembre Como se observa en la gráfica N15 el amanecer se da del E.S.E, la cantidad de hrs sol se incrementa mucho más puesto que se encuentra en el solsticio de verano.

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También se observa que en el amanecer la fachada E recibe incidencia solar pero al medio día se observa que ninguna de las fachadas recibe incidencia solar, sola la cubierta puesto que la posición del sol es muy próximo a 90 grados tal y como se observa en la gráfica……. Al atardecer se observa que se da de O.S.O, la fachada que recibe mayor incidencia solar es la O. la incidencia es mayor puesto q se tiene más hrs sol/día como se observa en la gráfica Nº18 También se denota que el Angulo del sol es más pronunciado. Y el recorrido que tiene el sol es más próximo al lado Sud.

Grafica N15 – 21 de junio/Posición del sol en Verano/Planta

Grafica N16 – 21 de diciembre/Posición del sol a las 6 -7 a.m /Amanecer ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

Grafica N17 – 21 de diciembre/Posición al medio día 12:00 33

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Grafica N 18– 21 de diciembre/Posición del sol a las 18:00 p.m. /Atardecer 7.3.11.4. EQUINOCCIO DE OTONO y PRIMAVERA El 21 de marzo y el 21 de septiembre. En los equinoccios el día y la noche son muy similares, el sol se encuentra en un Angulo mayor al del solsticio de invierno. En la gráfica se observa que la trayectoria se encuentra en medio del N por el cual el amanecer se da del E, donde la fachada E recibe mayor incidencia solar con mayor intensidad y la fachada N recibe una leve incidencia solar tal y como se observa en la gráfica N19 Y al medio día la fachada norte recibe una muy leve incidencia solar, casi nada y solo una parte debido al ángulo de inclinación. Por tanto, no se tiene mucha incidencia solar. El atardecer se da en el O, En la gráfica se puede observar que la fachada O recibe mayor incidencia solar, en la grafican 20 se muestra que es de intensidad considerable.

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Grafica N19 – 21 de Septiembre/Posición del sol en los Equinoccios de otoño y Primavera/Planta

Grafica Nº20 – 21 de marzo y Septiembre/Posición del sol a las 6-7 a.m. /Amanecer

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Grafica Nº21 – 21 de marzo y Septiembre/Posición del sol a las 12:00 /medio día

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Grafica Nº22 – 21 de marzo y Septiembre/Posición del sol a las 18:00 p.m. /Atardecer

7.3.11.5. POSICION DEL SOL AL MEDIO DIA Los ángulos obtenidos nos servirán para realizar el diseño de elementos arquitectónicos que nos permitan captar o bloquear la radiación solar, de acuerdo a lo que se requiera, como se presenta más adelante. Para ello se aplicará las siguientes formulas: Donde se aplican los datos de coordenadas terrestres como Latitud y longitud.

 SOLTICIO DE INVIERNO A=90-19.03-23,5   SOLTICIO DE VERANO A=90-19.0323,5   EQUINOCCIO A=90-19.03

Tabla Nº6 – Formulas para identificar la posición de sol al medio día

7.3.11.6. SOLSTICIO DE INVIERNO

SOLTICIO DE INVIERNO A=90-19.03-23,5  A=47.47 

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Ilustración Nº11 – Angulo de Inclinación del sol al medio día-Solsticio de Invierno

Como se observó anteriormente en la Grafica Nº20 La fachada N es la que recibe la incidencia solar, el sol se encuentra a 47.47 como se observa en la ilustración Nº11 Como se observa no es muy intensa la incidencia que se recibe puesto que son menor cantidad de hrs/sol durante el día. En la ilustración…. se observa que a esa posición el sol no es muy favorable por la que se necesitara estrategias especiales para aprovechar el sol al Max . y calentar más esos ambientes. La fachada E recibe un poquito de radiación no se encuentra en la sombra del todo como se observa en la lustración Nº11

7.3.11.7. EQUINOCCIO DE OTONO Y PRIMAVERA

EQUINOCCIO A=90-19.03 A=70.97 

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Ilustración Nº12 – Angulo de Inclinación del sol al medio día-equinoccio Otoño y Primavera Como se observa en la ilustraciónNº12 a la fachada N es la que recibe la incidencia del sol, pero muy leve. Esto se debe a que el sol se encuentra a 70,97 por esa razón la incidencia solar en muy próximo al suelo. Por tal razón de debe tomar en cuenta para aprovechar mejor el sol y captar mayor radiación solar en esa dirección. Además, que el Angulo es muy próximo a 90, se necesita estrategias especiales a considerar. Las demás fachas no reciben sol, se encuentran en la sombra. 7.3.11.8. SOLSTICIO DE VERANO

SOLTICIO DE VERANO A=90-19.0323,5  A=94.47 

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Ilustración Nº13 – Angulo de Inclinación del sol al medio día-Solsticio de Verano El sol se encuentra a 94,47 como se observa en la ilustración Nº13 Ninguna de las fachadas recibe radiación solar, se encuentran en sombra. Puesto que la posición del sol es mayor a 90, un ángulo casi vertical. Entonces el solo incide sobre la cubierta, por tanto, no se requiere muchas estrategias de control solar.

7.3.12. INCIDENCIA SOLAR A TRAVES DE UN VIDRIO 16 grados de Latitud Sur / (Btu/H-Pies2)

SSO SO SE SSE

S ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

66 55 41 36 33 30 29 30 33 35 39 52

142 132 100 50 33 30 29 30 33 53 99 132

194 187 168 134 95 55 41 55 96 140 172 189

OSO ESE 217 214 209 196 174 145 132 147 180 205 216 218

O

E 207 210 219 227 223 206 198 195 231 239 227 215

ONO ENE 167 174 196 224 237 241 241 244 247 235 204 179

NO NE 99 41 143 191 225 247 254 251 233 197 150 115

NNO NNE 41 44 74 164 183 220 233 223 188 138 77 45

N

TOTAL HORAS

41 42 46 93 150 196 212 199 154 93 45 41

277 277 282 282 270 246 234 248 275 291 289 282

Tabla Nº7 – Incidencia Solar a través de un vidrio-a 16 º de Lat. Sur

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7.3.13. GRAFICAS AXIALES (2015) En la siguiente grafica se aplicaron los datos de la tabla Nº7 conforme a las distintas estaciones. Entonces podemos observar la incidencia solar a través de un vidrio en la ciudad de Sucre. Se puede observar que en los meses más pronunciantes son Enero y Julio. También se denota que de NE a NO, hay mayor radiación solar y como se observa que es en el mes de Julio (Invierno) se aproveche esta incidencia. También se observa que en la orientación ONO a OSO existe una mayor incidencia solar casi todo el ano. En la orientación OSO a ESE no hay mucha incidencia solar casi todo el ano. En la orientación ESE a ENE hay incidencia solar puesto que se deberá aprovechar en su totalidad ya que ocurre en el amanecer.

ENERO FEBRERO M ARZO ABRI L M AYO J UNI O J ULI O AGOSTO SEPTI EM BRE OCTUBRE NOVI EM BRE DI CI EM BRE

Grafica Nº23 – Grafica Axial – Sucre –Anual (12 meses)

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7.3.14. COMPARACION ENTRE ENERO – JULIO En la siguiente grafica se superpone las gráficas de enero y julio. Puesto que son las que más se pronuncian se observa que en la época de invierno de NE a NO se recibe mayor incidencia solar la cual se debe aprovechar al máximo en invierno, pero controlar el sol en verano. En las orientaciones ENE en la mañana y OSO en la tarde, hay incidencia solar En la época de verano en las orientaciones OSO y ESE se recibe la mayor captación solar Lo cual es en el amanecer y el atardecer. Por tanto, se deberá aprovechar en el amanecer porque se da las temperaturas más bajas y controlar en el atardecer. De SE a SO la incidencia solar es escasa se requiere soluciones para poder controlar la perdida de calor acumulada en el día. En la orientación N no hay casi nada de radiación solar. En la época de verano en la orientación SE a SO hay radiación solar pero no mucha, Pero en la orientación S no hay casi nada de sol. En la orientación NNE a NNO en la época de verano no hay casi nada de incidencia solar

254

254

41

41

217

217

Grafica Nº24 – Grafica Axial – Superpuesta Enero y Julio-Sucre ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

ENERO J ULIO

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29 29

Grafica Nº25 – Grafica Axial -JulioSucre 7.3.16. GRAFICA DE NECESIDADES Tomando en cuenta todo el análisis que se ha realizado hasta ahora y las estrategias generales y específicas que se puede determinar la gráfica de necesidades bioclimáticas que requiere un hecho arquitectónico en Sucre.

Se necesita regularizar la humedad del aire conforme a la época

Se necesita captar sol en diferentes conforme a la época

La necesidad de controlar el sol conforme a la estación o época.

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Se necesita captar el sol en su totalidad, de manera parcial y subir las bajas térmicas

Se necesita captar sol total (100%) durante todo el año.

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Se necesita protección contra el frio y evitar la pérdida de calor durante todo el año.

Grafica Nº26 – Grafica de necesidades (Incidencia Solar)

Por tanto, se concluye que en la ciudad de Sucre se requiere 4 estrategias de intervención  En la orientación ESE a ENE Se necesita captar sol total en un 100% durante todo el año. Puesto que En el amanecer se dan las temperaturas más bajas así q se debe aprovechar la mayor cantidad de incidencia solar que se pueda.

 En la orientación ENE a ONO Se necesita captar sol en diferentes conforme a las diferentes épocas del año, puesto que en Invierno hay mayor radiación solar así q se debe aprovechar mientras que en la época de verano se requiere captación solar pero no en su totalidad y en época de primavera se requiere ventilación más que todo.

 En la orientación NO a SO La necesidad de controlar el sol conforme a la estación o época. Porque en esta orientación es donde se recibe mayor radiación solar, en invierno a eso de las 2 a 5 p.m. es muy considerable y agradable así que no se requiere mucho control más bien que ingrese la mayor radiación solar posible, pero en verano y primavera se requiere controlar más es paso de sol para que no se caliente mucho

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 En la orientación SO a ESE Se necesita protección contra el frio y evitar la pérdida de calor durante todo el año. Puesto que en todo el año en su mayoría no se recibe radiación solar, entonces se debe evitar la pérdida de energía calorífica y que el frio ingrese al interior.

 En la orientación. E a N Se necesita captar radiación solar y solventar las bajar térmicas que ocurren casi todo el año, puesto que incluso en verano no se llega a la zona de confort en cuanto a temperaturas se refiere.

 En la orientación. Se necesita regular, es decir controlar de 40 a 60 % de humedad del aire conforme a la época, puesto que en ciertas épocas la humedad es alta, lo cual crea un ambiente de fatiga cuando sobrepasa la zona de confort.

7.3.17. VIENTOS Los vientos que se presentan en la ciudad de Sucre son a lo largo de todo el año similares, predominando la dirección Nor-Noreste con un 60% de la frecuencia total, después está el viento del norte, con un 20%, en tercer lugar el viento del noreste, con el 9%, como se observa en el Gráfico Nº La Tabla Nº 3 resume datos de frecuencia mensual. Se observa que en los meses más fríos (invierno) la frecuencia de los vientos es más fragmentada en varias direcciones, aunque la predominante es siempre la NNE. En el verano, la frecuencia es más estricta, centrándose en las direcciones NNE, N y NE. Se observa las rosas de los vientos, en las que se evidencia que la frecuencia de los vientos es bastante regular a lo largo de todo el año, predominando siempre la dirección Nornoreste. A continuación se muestra una tabla referente a los vientos en Sucre durante el año 2015(SENHAMI):

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PRIMAVERA

INVIERNO

OTOÑO

VERANO

MES

DIRECCION ENERO

NNE

6.0

FEBRERO

NNE

7.1

MARZO

NNE

6.4

VELOCIDAD 6 a 11

KM./HR

DENOMINACION

EFECTOS

Flojito (Brisa Se caen las hojas de los muy débil)

árboles,

empiezan

a

moverse los molinos de los campos

ABRIL

NE

5.6

MAYO

NNE

5.9

JUNIO

NE

5.5

JULIO

NNE

6.1

AGOSTO

NNE

7.5

SEPTIEMBRE

NNE

8.0

NOVIEMBRE

NNE

9.4

2a5

Ventolina

El

humo

indica

dirección del viento

6 a 11

Flojito (Brisa Se caen las hojas de los muy débil)

árboles,

empiezan

a

moverse los molinos de los campos

NNE 8.8 Tabla Nº8 – Intensidades de Vientos en todas las Direcciones-Sucre NE 7.7 DICIEMBRE (2015)-SENAMHI OCTUBRE

Los vientos en la ciudad de Sucre no se presentan con tanta intensidad por lo general son flojitos (brisa muy débil) Durante todo el año la presencia de vientos se encuentra registrada la ubicación Noreste. ANUAL

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la

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Grafica Nº27– Grafica Axial de Vientos (Intensidades de Vientos) VERANO

OTOÑO

INVIERNO

PRIMAVERA

Grafica Nº28 – Grafica Axial de Vientos –por estaciones

El viento más fuerte se encuentra registrado durante la primavera en el mes de noviembre con una dirección DE NNE y una velocidad de 9.4 km/hr

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Grafica Nº29 – Grafica Axial de Vientos –Mes de Noviembre (Viento más Intenso) el viento más débil se encuentra registrado durante otoño en el mes de junio con una dirección de NE y una velocidad de 9.4 km/hr

Grafica Nº30 – Grafica Axial de Vientos –Mes de Noviembre (Viento más Intenso)

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7.3.18. GRAFICA DE NECESIDADES – VIENTOS

NECESIDAD DE PROTECCION CONTRA VIENTOS DURANTE TODO EL AÑO

NECESIDAD DE CONTROL DE VIENTOS

Grafica Nº31 – Grafica de necesidades de Vientos-Sucre

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7.4. SUPERPOSICION DE GRAFICA DE NECESIDADES (Sol y Viento)

Se necesita ventilar el interior y acondicionar el aire de manera Parcial (Humedad Elevada) Se necesita ventilar el

Se necesita captar sol en diferentes conforme a la época

Necesidad de protección contra vientos durante todo el año

Necesidad de controlar los vientos

Se necesita captar el sol en su totalidad, de manera parcial y subir las bajas térmicas La necesidad de controlar el sol conforme a la estación o época.

Se necesita captar sol total (100%) durante todo el año.

Se necesita protección contra el frio y evitar la pérdida de calor durante todo el año.

Grafica Nº32 – Grafica de necesidades para sol y VientoSucre

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7.5. ACCIONES En la siguiente tabla se resume todas las acciones que se proponen para el clima de la ciudad de Sucre en el presente proyecto. Las Diferentes acciones están identificadas en Orden alfabético para cada Necesidad.

NECESIDAD

ACCION A

Se necesita protección contra el frio y evitar la pérdida de calor durante

B

todo el año C

La necesidad de controlar el sol conforme a la estación o época.

Se necesita captar sol en

DESCRIPCION Sistema SATE Aislamiento térmico exterior. Aislamiento mediante doble hoja cerámica Ubicar ambientes de poca permanencia , hacia esa orientación

A

Alero, volado o voladizo.

B

PERSIANA HORIZONTAL

C

PÉRGOLA.

D

PARTE SOL.

A

Empleo de Ventanas

B

Capas de baja‐emisividad

C

Rellenos de gas inerte

diferentes conforme a la

Empleo de un muro calefactor en forma

época D

de nido de abeja

E

Empleo del Muro Trombe

F

Muros perpendiculares al ángulo Solar

A

Emplear un diseño Circular en el hecho Arquitectónico

Se necesita captar el sol en B

Aleros medianamente Pronunciados

parcial y subir las bajas

C

Pintar en techo de un Color negro

térmicas

D

Incorporar Ventanas en el techo

su totalidad, de manera

E

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Ambientes móviles a la Orientación del Sol

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A B Se necesita captar sol total (100%) durante todo el año.

C D

aire de manera Parcial (Humedad Elevada) Necesidad de protección contra vientos durante todo el año

A B

Invernaderos adosados Muro calefactor en forma de nido de abeja Muros de agua

Orientación Ubicar un patio con vegetación alta y baja

A

Pantalla verde

B

Persianas

A

Barrera de Arboles Ubicar la Edificación de Forma

Necesidad de controlar los vientos

Sistemas de ganancia aislada:

Emplear una Cortina de Agua En esa

Se necesita ventilar el interior y acondicionar el

Muro Trombe

B

perpendicular a la dirección del viento

C

Emplear Contramuros en la Edificación

Tabla Nº9 –Tabla Resumen de cada Necesidad 7.5.1. NECESIDAD DE PROTECCION CONTRA EL FRIO Para esta necesidad se vio por conveniente las siguientes acciones o estrategias de intervención ACCIÓN A Sistema SATE Aislamiento térmico exterior. Este sistema es para aislar la fachada, consista en aplicar a la fachada exterior un revestimiento de mortero aislante, protegido con un mortero mineral. El procedimiento consta de los siguientes pasos: 1. Se aplica a la fachada un encolado previo es decir un aglutinante 2. A continuación, se realiza el aislamiento de fachadas con poli estireno, u otro material aislante que pueden ser placas aislantes.

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3. Se aplica mortero enlucido y sobre ello una malla protectora nuevamente el mortero enlucido y finalmente el revoque que puede ser piedra. De tal forma evita la perdida de calor mas no deja pasar energía calorífica. El resultado proporciona confort térmico dentro del hecho arquitectónico, y por el exterior ofrece un acabado impermeable.

Ilustración Nº14 –Detalle constructivo de un muro (Sate)

Ilustración Nº15 –Detalle constructivo de un Muro con sistema Sate ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Ilustración Nº16 –Materiales de Un Muro SATE

Ilustración Nº17 –Sistema Sate –Visto en una fachada

Las ventajas que ofrece son las siguientes

1. La fachada rejuvenece su aspecto. Presenta un acabado exterior agradable a la vista. 2. Ahorro energético. Se eliminan puentes térmicos (zonas por las que el calor de la vivienda se perdía). 3. Es un aislante de la humedad de la pared exterior. 4. Prácticamente no necesita mantenimiento. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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5. Se consigue una mejora de la envolvente térmica del edificio, sin reducir espacio dentro del hecho arquitectónico 6. Mejora del aislamiento acústico de la pared. Ya no sentiremos el bullicio de la calle. 7. La estructura del inmueble queda protegida frente a los agentes agresivos del aire (lluvia, polución, etc.) ACCIÓN B Aislamiento mediante doble hoja cerámica

Este método se realiza en el interior del hecho arquitectónico es un sistema seguro, capaz de unir en una sola unidad de obra la impermeabilización necesaria de las hojas de fábrica exteriores con las prestaciones térmicas y acústicas que proporcionan los paneles de aislamiento de lana mineral. Las principales ventajas del Sistema ECOSEC Fachadas son: La instalación del Sistema ECOSEC Fachadas asegura un espesor uniforme en toda la superficie aislada y, por lo tanto, un valor de aislamiento constante del cerramiento. Aislando la fachada se consigue un ahorro de calefacción en invierno y de aire acondicionado en verano, con lo cual contribuimos a reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera, consiguiendo una edificación sostenible y respetuosa con el medio ambiente Se realiza con materiales incombustibles, el mortero y los paneles de lana de vidrio y de lana de roca desnudos. Ofrece una prevención de humedades por condensación. Además, que su sistema de colocación rápido en una sola unidad de obra. Enfoscado de mortero aplicado por proyección y que cumple con la función de impermeabilizar la fachada y de adhesivar los paneles aislantes de lana.

Ilustración Nº18 –Sistema Sate –Colocación del Aislante

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Ilustración Nº19 –muro doble –Fibra de piedra

Ilustración Nº20 –Colocacion de mortero para adhesivar aislante

ACCION C ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Ubicar ambientes de poca permanencia, hacia esa orientación. Al ser una zona Fría, la orientación Sud no recibe radiación en todo el año. Entonces una forma de aprovechar ese ambiente frio sin necesidad de usar aire acondicionado. Es ubicar amientes de poca permanencia. En el caso de una Vivienda El baño necesita un entorno frio puesto a que es un punto de infección si se lo expone a temperaturas elevadas y poco agradables al olfato.

S

Ilustración Nº21 –Baño ubicado a la orientación Sud

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Ilustración Nº22 –Baño refrigerado

7.6.2. NECESIDAD DE CONTROLAR EL SOL PARCIALEMENTE Por épocas, durante todo el año. Se tiene las siguientes acciones: ACCIÓN A Alero, volado o voladizo.

El volado o voladizo se refiere a cualquier elemento que sobresale del parámetro vertical o de la fachada, mientras que el alero normalmente se forma por la extensión del techo (alero continuo) que rebasa los muros. Los aleros se construyen con fines de protección del sol o de la lluvia. Se puede aplicar en las fachadas oeste y sudoeste donde existan pequeñas ventanas para que en invierno no escape la calor, u el sol de verano dará sombra a la ventana para una mejor ventilación.

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Ilustración Nº23 –Voladizo de una Vivienda

Ilustración Nº24 –Funcionamiento de un Voladizo en Verano e Invierno ACCION B Persiana horizontal

Consiste en un dispositivo formado por 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. Se puede aplicar en las fachadas desde el sudoeste hasta el oeste noroeste. Porque si tomamos en cuenta que son giratorias sobre su mismo eje podemos regularlas en las diferentes estaciones del año. Ejemplo: en veranos pueden estar con una inclinación que

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permita una mayor sombra, y en invierno en posición horizontal para una mejor captación solar.

Ilustración Nº25 –Persianas Horizontales-Exterior

Ilustración Nº26 –Pérsianas Horizontales-Interior

ACCION C

Pérgola. Es un enrejado abierto a manera de techo, generalmente asociada con vegetación de enredaderas o trepadoras. En la actualidad este concepto se emplea ampliamente con pergolados tipo persiana o rejilla. Estos elementos son fijos y se puede aplicar en las fachadas oeste porque en invierno y verano es donde mayormente se percibe el sol por la tarde, aunque en invierno tenga una inclinación, aun así, la recibe.

Ilustración Nº26 –Pérgolas Horizontales-Exterior ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

Ilustración Nº27 –Pérgolas Horizontales-Exterior 59

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ACCION D Parte sol.

Consiste en un elemento vertical saledizo de la fachada que bloquea los rayos solares. Fachada, y también puede ser parte de ella o un elemento separado. Se puede aplicar en las fachadas oeste, noroeste que en verano regular la temperatura. Y en invierno dejen paras la radiación solar

Ilustración Nº28 –Parte sol Dinámico

Ilustración Nº29 –Parte sol móvil

7.7.3. NECESIDAD DE CAPTACION SOLAR PARCIAL DURANTE TODO EL AÑO Materiales para las estrategias de diseño por épocas. Se tiene las siguientes acciones: ACCION A Empleo de Ventanas Las ventanas pierden y ganan calor de las siguientes maneras: • Conducción a través del vidrio y del marco • Convección a través del espacio de aire en las unidades en unidades esmaltadas dobles y triples • Escape de aire alrededor de los marcos • Radiación a través del glaseado.

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Las metas de las ventanas eficientes en energía son • Bajos factores-U • Índices de transmisión moderados a altos de la luz visible • Índices bajos de escape de aire • Índices de transmisión bajos de radiación –de energía de la luz ultravioleta e infrarroja Invisible.

Pocas ventanas pueden cumplir con todas estas metas, pero en los últimos años, la industria de ventanas ha revelado un arsenal increíble de productos de eficacia más alta. Los recientes productos más notables incluyen: • Puentes térmicos para reducir pérdidas de calor a través de sistemas glaseados altamente conductivos y de marcos de metal; • Rellenos de gas inerte, tales como argón y criptón, que ayudan a amortiguar el espacio aire entre las capas de glaseado y aumentar así los valores de aislamiento de las ventanas; • Sistemas de weatherstripping más apretados para disminuir los índices de escapes de aire; y • Capas de baja-emisividad, que obstaculizan el flujo del calor radiante.

ACCION B Capas de baja‐emisividad Las capas de baja-emisividad son diseñadas principalmente para obstaculizar el flujo del calor radiante a través de ventanas multi-glaseadas. Algunas superficies, como el metal negro y plano, que se usa en las estufas de madera, tienen altas emisividades e irradian calor fácilmente. Sin embargo, otras superficies, tales como el aluminio brillante, tienen bajas emisividades, e irradian poco calor, incluso a temperaturas elevadas. Las capas con baja-e se componen generalmente de una capa de plata aplicada entre dos capas protectoras. El uso de capas es ahora el estándar para los fabricantes nacionales de ventanas. Las ventanas con baja-e (véase las ilustraciones 29 y 30) también: • Protegen de la radiación ultravioleta, lo que reduce el descoloramiento de la tela; y • Aumentan la temperatura superficial del interior del vidrio, lo que nos hace sentir más calor porque irradiamos menos calor.

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Ilustración Nº30 –Perdida de Calor En Invierno en una Vivienda de Doble Cristal

Ilustración Nº31 –Ganancia de Calor del Verano en una Ventana DOUBLE-GLAZED

ACCION C Rellenos de gas inerte Los rellenos de gas inerte realzan el funcionamiento de las ventanas de doble cristal al reducir la pérdida del calor conductivo. El gas inerte es más pesado que el aire y circula menos, de tal modo que reduce las corrientes de convección entre los cristales de la

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ventana. El gas inerte también es mejor aislante que el aire. Las ventanas clasificadas que se pueden utilizar en cualquier zona de clima, están llenas de un gas inerte. El Factor-U El factor-U es el índice en la cual una ventana, una puerta, o un tragaluz conducen el flujo del calor no-solar. Se expresa generalmente en unidades de Btu/hr-ft2-°F. Los índices del factor-U representan el desempeño entero de la ventana, incluyendo el marco y el material espaciador. Un factor-U más bajo significa que las ventanas, las puertas, o los tragaluces son más eficientes en energía, cuadro 6-3.

Ilustración Nº32 –Factor U

Coeficiente de Ganancia del Calor Solar (SHGC) El SHGC es la fracción de la radiación solar que penetra a través de una ventana, de una puerta, o un tragaluz- ya sea transmitida directamente y/o absorbida, y posteriormente liberada como calor dentro de un hogar. Mientras más bajo sea el SHGC, menos calor solar es transmitido y mayor es su capacidad de dar sombra. Un producto con un índice alto de SHGC es más eficaz de juntar calor solar durante el invierno. Un producto con un índice bajo es más eficaz para reducir las cargas de enfriamiento durante el verano al bloquear el calor que se gana del sol (véase en la ilustración 32).

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Ilustración Nº33 – Ganancia de Calor Solar Transmitencia Visible (VT) La transmitencia visible (VT) es una fracción del espectro visible de la luz solar (380 a 720 nanómetros), cargado por la sensibilidad del ojo humano, que se transmite a través de un vidrio de la ventana, de la puerta o del tragaluz. Un producto con un VT más alto transmite una luz más visible. El VT que usted necesita para una ventana, puerta o para el tragaluz se debe determinar por los requisitos de la luz del día de su hogar y/o usted necesita reducir el resplandor interior en un espacio (ilustración 33).

Ilustración Nº34 – Luz Diurna El Escape de Aire (AL) El escape de aire es la proporción de filtración de aire alrededor de una ventana, de una puerta, o de un tragaluz con la presencia de una diferencia de presión específica a través de una de estas partes. Se expresa en unidades de pies cuadrados por minuto por pies cuadrados de área del marco (cfm/ft2 – cfm/pc2). Un producto con un bajo índice de escape de aire es más apretado que un producto con un alto índice de escape de aire (véase en la ilustración 34). Mientras que muchos piensan que AL es muy importante, no es importante como factor-U y SHGC.

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Ilustración Nº35 – Infiltración ACCION D Empleo de un muro calefactor en forma de nido de abeja Mediante unos sencillos bloques hexagonales de hormigón se construye un efectivo sistema de calefacción que además permite una discriminatoria captación de la energía solar, favoreciéndola en invierno y dificultándola en verano. Los bloques de hormigón se disponen como lo hacen los panales de abejas. Están pintados en su interior con pintura blanca reflectante excepto la parte más próxima a la casa que se pinta de negro. Tras este primer muro de bloques de hormigón hexagonales, se dispone otro muro grueso pintado totalmente de negro.

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Ilustración Nº36 –Muro calefactor en forma de nido de abeja El funcionamiento es sencillo. Durante los meses de invierno los rayos solares inciden muy inclinados sobre el suelo y entran con facilidad en el interior de los bloques de hormigón. Esta radiación es reflejada por la parte pintada de blanco hacia la zona pintada de negro del propio bloque y hacia el muro negro posterior. La radiación al topar con las zonas pintadas de negro se transforma en calor. El aire entre los bloques hexagonales y el muro se calienta y asciende por convección hacia el interior de la casa por unos conductos. Otra parte del calor queda almacenado en el muro y es liberado lentamente durante la noche. De esta manera se puede disfrutar del calor durante el día y durante la noche.

Ilustración Nº37 –Funcionamiento (corte) del Muro calefactor en forma de nido de abeja ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Esquema del funcionamiento del muro de abeja en invierno En verano, cuando las temperaturas son altas y no interesa captar la energía solar, la radiación cae más perpendicularmente y entra con más dificultad en los bloques. La poca radiación que logra entrar sufre un mayor número de reflexiones en la parte pintada de blanco difuminándose y dispersándose con lo que muy difícilmente llega a las superficies negras. Por otro lado el muro compacto sirve entonces como masa térmica que atempera la temperatura del interior de la casa, haciéndola más suave.

Ilustración Nº38 – Esquema del funcionamiento del muro de abeja en verano ACCION E c Empleo del Muro Trombe Este sistema de captación es en esencia un colector solar activo de aire integrado al muro. Sobre la fachada orientada al ecuador, que de preferencia será un muro grueso pintado de negro o de un color oscuro, se coloca un vidrio para con la incidencia del sol provocar el efecto invernadero. En el muro hay una serie de conductos en la parte superior e inferior que comunican el espacio entre muro y cristal con el interior de la casa. Por su parte el vidrio tiene en la parte superior unos conductos que comunican el espacio entre muro y vidrio con el exterior. Su funcionamiento es sencillo. En invierno, la radiación solar incide sobre la superficie del muro y lo calienta. Este calor se concentra gracias al efecto invernadero que provoca el cristal y calienta el aire en el interior de la estructura. El aire caliente asciende entonces por

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convección y se dirige al interior de la casa a través de los conductos superiores del muro. Otra parte de la energía calorífica se queda almacenada en la masa del muro y se va liberando poco a poco hacia la casa durante la noche. En verano se cambia la configuración de los conductos para lograr un efecto refrigerante. Por un lado se abren las compuertas de la parte superior del vidrio y el conducto de la parte inferior del muro. Por otro se cierra el conducto de la parte superior del muro. La radiación solar al incidir en el muro calienta el aire que por convección asciende y sale al exterior por la compuerta superior del vidrio. El vacío dejado por el aire que ha salido es ocupado por aire procedente del interior de la casa que entra por los conductos en la parte inferior del muro. De esta manera se establece un efecto succión que provoca una corriente que renueva el aire del interior de la casa y produce un efecto refrigerante. La radiación solar al incidir en el muro calienta el aire que por convección asciende y sale al exterior por el conducto del vidrio. El vacío dejado por el aire que ha salido es ocupado por aire procedente del interior de la casa que entra por los conductos en la parte inferior del muro, forzando a su vez que entre aire del exterior a la casa y provocando una corriente que la refrigera.

Ilustración Nº39 – Muro trombe esquema de funcionamiento

A menudo se substituye el muro acumulador de obra por bidones de agua. Las corrientes convectivas que se generan en su interior propician una absorción más rápida del calor, favoreciendo un aumento del confort interior durante el invierno.

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Ilustración Nº40 – Muro Trombe En Función en Verano e Invierno Muro de Agua tipo Drumwall TM , funcionamiento según estación. Steve Baer ideó el sistema llamado DrumwallTM sustituyendo el muro macizo por bidones de agua y añadió un espejo exterior que hacía a la vez de contraventana. De esta forma se maximiza la captación de la radiación solar en invierno y se bloquea completamente en verano. ACCION F Muros perpendiculares al ángulo Solar Diseñar muros que puedan aprovechar de manera directa la incidencia solar, además empleando un piso calefactor donde reciba directamente la incidencia solar, absorberla y poder transmitirla en la noche.

47.17

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Ilustración Nº41 – Muro Inclinado perpendicular a la incidencia Solar-Sucre

Ilustración Nº42 – Muro Inclinado perpendicular a la incidencia Solar 7.8.4. SE NECESITA CAPTAR EL SOL EN SU TOTALIDAD, DE MANERA PARCIAL Y SUBIR LAS BAJAS TÉRMICAS ACCION A Emplear un diseño Circular en el hecho Arquitectónico Emplear un diseño circular, es más provechoso al sol, esta estrategia se puede apreciar en antiguas civilizaciones, puesto que, al incidir el sol, el calor se distribuye uniformemente sin dejas áreas frías. También disipa a las corrientes de vientos con su s muros curvos, de tal manera que es apto para todo tipo de situaciones. Recibe una iluminación provechosa y mantiene en condiciones confortables a su interior.

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Ilustración Nº43 – Vivienda 360°

Ilustración Nº44 – Vivienda 360°- Ideal para la familia –iluminada de manera efectiva ACCION B Aleros medianamente Pronunciados Siguiendo con el diseño a 360 °, implementar aleros medianamente pronunciados siguiendo la forma por supuesto. Para poder controlar el paso del sol cuando se requiera, y la forma de 360 ° le aporta el acondicionamiento. De tal manera se controla el sol y suben las temperaturas por su forma 360° En los aleros implementar algunos lucernarios para que en la noche sea iluminado cuando se lo requiera. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Ilustración Nº45 – Vivienda 360°- aleros medianamente pronunciados

Ilustración Nº46 – Vivienda 360°- Vista de noche-iluminación externa ACCION C Pintar en techo de un Color negro El color de la edificación es muy importante puesto que poseen una capacidad calorífica. Los colores oscuros tienden tener una capacidad de absorción calorífica alta. Es por eso que emplear colores oscuros o mates son adecuados para poder aumentar la termicidad en el interior. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Durante el día absorbe la mayor cantidad de energía y por la noche lo desprende a su interior. Creando un microclima agradable ya que en las noches hay bajas térmicas.

Ilu stración Nº47 – Vivienda Color Negro Mate

Ilustración Nº48 – Vivienda Color Negro Mate en combinación de un claroACCION D Incorporar Ventanas en el techo Ventanas en el techo para que la incidencia solar puede llegar de forma directa y poder calefactar el ambiente por convección, además que en épocas que se requiera refrigerar simplemente se abren las ventanas. Y en apocas que se requiera aumentar la termicidad en el ambiente se la cierra, de esa forma también aporta iluminación natural al ambiente, siendo así mas ecológico. La ventana tiene un aislante para evitar que se filtre el aire, y se pueda perder calor. ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Ilustración Nº49 – Ventanas en el techo con doble aislante

Ilustración Nº50 – Ventanas en el techo-vivienda 360°

ACCION E Ambientes móviles a la Orientación del Sol Diseñar ambientes que vaya conforme al recorrido del sol, es decir que se mueva con el sol, cambiando sus direcciones conforme al recorrido.

Ilustración Nº51 – La vivienda que se mueve con el sol 7.8.5. NECESIDAD DE CAPTACION SOLAR TOTAL DURANTE TODO EL AÑO ACCION N° A Muro Trombe

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El Muro Trombe es un sistema de captación solar pasivo que no tiene partes móviles y que no necesita casi ningún mantenimiento. Esta alternativa propone potenciar la energía solar que recibe un muro y así convertirlo en un sencillo sistema de calefacción. Su componente principal es un muro orientado hacia la posición del sol más favorable a lo largo del día – variando según el hemisferio – construido con materiales que le permitan absorber el calor como masa térmica, como el hormigón, la piedra o el adobe. Este sistema se basa en la captación solar directa y la circulación de aire que se produce por la diferencia de temperaturas. Gestionado adecuadamente, entrega calor durante los meses fríos y permite una mejor refrigeración en los meses cálidos a través de una ventilación cruzada. El sistema se compone de las siguientes partes:

Ilustración Nº52 – Muro trombe detalle constructivo

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1. Un muro interior de gran inercia térmica; puede ser de piedra o adobe pintado de negro o de un material que refleje el calor, como una lámina metálica, pero en todo caso, siempre protegida con un aislante al interior. 2. Una lámina de vidrio lo más espesa posible; mejor si es triple o doble con una cámara de aire interior. 3. Un espacio intermedio delimitado por el muro y el vidrio, que debido a la radiación solar siempre tendrá una temperatura mucho mayor que el exterior e interior, a través del efecto invernadero. Ésta es la clave del funcionamiento del muro Trombe. 4. Cuatro orificios con sus respectivas válvulas; dos superiores (interior y exterior) y dos inferiores (interior y exterior).

ACCION N° B Sistemas de ganancia aislada: Invernaderos adosados El efecto invernadero El efecto de calentamiento que se produce en las capas de aire encerradas bajo un vidrio en periodo de insolación se denomina “efecto invernadero”. Se trata de un fenómeno utilizado en las casas bioclimáticas para captar y mantener el calor del sol. El invernadero adosado a la vivienda El espacio más común de ganancia solar aislada es el invernadero adosado. Se trata de una sala acristalada que forma parte o está situada de forma aneja a zonas habitables de un edificio, pero que se puede aislar completamente de estas. El invernadero puede construirse como parte de una vivienda de nueva construcción o como una adición a una vivienda existente en una intervención de rehabilitación. Los invernaderos son elementos de diseño solar pasivo muy prácticos porque amplían los espacios habitables de la vivienda. El invernadero adosado consiste fundamentalmente en una combinación de sistemas de aportes directos e indirectos. Se considera como un “espacio tapón”, amplificador de las oscilaciones térmicas exteriores. Es conveniente que la galería acristalada, situada delante de la fachada soleada del edificio (en España la de orientación sur) tenga una pared pesada separándola del interior del edificio. Durante el día funciona como un sistema de aporte directo, la radiación solar es absorbida por dicha pared donde se convierte en calor, y una parte del mismo se transfiere al interior del edificio, durante la noche el local adyacente recibe con retardo la radiación del calor acumulado en la masa de la pared.

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Ilustración Nº53 – Invernadero Adosado

La masa térmica que se puede utilizar incluye suelos de piedra, pared de mampostería que bordea la vivienda o contenedores de agua. La distribución de calor a la casa se puede lograr por convección natural a través de ventanas y puertas, por ventilaciones a nivel del suelo y techo en el muro de masa. También es posible diseñar un sistema de ventilación forzada que distribuya el calor hacia la parte norte del edificio. Separar el invernadero de la vivienda mediante puertas y/o ventanas evita que el confort en las zonas habitables se vea excesivamente afectado por la variación de temperaturas. El invernadero supone un ambiente idóneo para el cultivo de plantas. Deberán escogerse con criterio, ya que el moho, los insectos y el polvo relacionados con la humedad e inherentes a la jardinería pueden no ser compatibles con una vida saludable y un espacio cómodo. Almacenamiento de la energía Se emplearán disposiciones técnicas adecuadas para el almacenamiento del calor. Se deben aprovechar las masas térmicas existentes en el edificio mediante una correcta colocación del aislante térmico. La técnica se adapta muy bien a edificios con soluciones constructivas de gran masa. En caso de no existir estas (construcción ligera) es conveniente valorar la posible creación de acumuladores nuevos teniendo siempre en cuenta la capacidad resistente de la estructura, contenedores de agua

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Ilustración Nº54 – Invernadero Adosado-Energías aportantes

Distribución: El calor almacenado debe poderse distribuir y utilizar cuando se necesite. Mediante radiación, ventilación natural o ventilación forzada. Al diseñar un invernadero, una importante consideración de diseño es la forma en que se distribuirá y controlará el calor solar pasivo. El aire caliente puede ser dirigido por ventilación forzada a través de conductos a otras zonas de residencia no necesariamente contiguas al invernadero. También puede moverse de forma natural por la vivienda a través de puertas, respiraderos, o ventanas entre el invernadero y el espacio habitable. -Ventilación natural por convección. Efecto termosifón Mediante aberturas estratégicamente colocadas en la pared común es posible distribuir el aire caliente del invernadero a la casa utilizando las corrientes de convección naturales de los fluidos. En un termosifón, el aire caliente se eleva en el invernadero y pasa al espacio adyacente a través de una abertura. El aire frío del espacio adyacente a calentar, pasa al invernadero a través de orificios en la parte inferior del muro para calentarse y continuar el ciclo

Ilustración Nº55 – Ventilación Natural por convección ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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-Ventilación forzada Cuando la ventilación pasiva no sea posible se utilizarán conductos equipados con ventiladores controlados con termostato para distribuir el aire hacia el resto de la casa. Con este sistema se puede llegar a zonas de la vivienda no adyacentes al invernadero. Para evitar el sobrecalentamiento en verano se pueden utilizar ventanas de cubierta operadas con temporizadores o sensores térmicos eléctricos de manera que se abran cuando la temperatura supere un determinado límite de confort.

Ilustración Nº56 – Ventilación Forzada -Protecciones Los elementos de protección han de impedir, las perdidas nocturnas por radiación al exterior y el sobrecalentamiento diurno en los meses de verano. Se preverá la posibilidad de apertura de grandes superficies. En caso de no tener protección solar será necesario posibilitar mediante su diseño detallado, un desmontaje sencillo del conjunto. El problema fundamental al que se enfrentan los invernaderos es el sobrecalentamiento. En verano y durante las horas de sol las temperaturas pueden subir por encima de las condiciones de confort térmico necesarias para el uso de los locales habitables. Debido a un aumento de la intensidad y horas de sol, el ambiente interior sufre un sobrecalentamiento unido a un enfriamiento nocturno insuficiente. El balance permanente es positivo, cuando en estos momentos las necesidades se inclinan hacia el enfriamiento. Otro tipo de controles climáticos incluyen contraventanas que se puedan operar con temporizadores o sensores eléctricos. 1. COMPONENTES ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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Acristalamiento o parte traslúcida Muro Captor o Pared Térmica Protección solar Se deben instalar protecciones solares efectivas para evitar el sobrecalentamiento en verano y el aislamiento móvil es necesario para reducir las pérdidas nocturnas en invierno. Ambos nones elementos dirigidos a mejorar la eficiencia energética del invernadero. La protección solar por medio de la vegetación de hoja caduca es idónea para conseguir la radiación solar en invierno y proteger el invernadero en verano. Se puede emplear arbolado, arbustos plantas trepadoras.

Ilustración Nº57 – Ventilación Forzada-Componentes

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Ilustración Nº58 – Invernadero con aislamiento térmico Móvil y acumuladores de gran inercia térmica (bidones de agua) Ventajas - Permite aumentar la superficie útil de la vivienda, es un espacio aprovechable - Es sencillo incorporar esta solución en balcones y terrazas existentes, en caso de que estén orientadas favorablemente hacia el sur. -Sistema de captación solar pasiva: No requiere un mantenimiento costoso. No se requiere combustible. Puede reducir la factura de calefacción en gran proporción. No contamina el ambiente. Inconvenientes. - No está garantizado el confort térmico dentro del invernadero. La temperatura operativa del ambiente se sale de las condiciones límite del confort térmico. Crear espacios habitables es complejo y pasa por instalar aislamiento térmico nocturno y protecciones solares para verano. En climas de radiación solar intensa puede agravar las condiciones térmicas interiores con relación a las del exterior -La condición de que el invernadero tenga que ser practicable en verano obliga a realizar carpinterías móviles que resultan económicamente costosas

ACCION N° C Muro calefactor en forma de nido de abeja Mediante unos sencillos bloques hexagonales de hormigón se construye un efectivo sistema de calefacción que además permite una discriminatoria captación de la energía solar, favoreciéndola en invierno y dificultándola en verano. Los bloques de hormigón se disponen como lo hacen los panales de abejas. Están pintados en su interior con pintura blanca reflectante excepto la parte mas próxima a la casa que se pinta de negro. Tras este primer muro de bloques de hormigón hexagonales, se dispone otro muro grueso pintado totalmente de negro. El funcionamiento es sencillo. Durante los meses de invierno la rayos solares inciden muy inclinados sobre el suelo y entran con facilidad en el interior de los bloques de hormigón. Esta radiación es reflejada por la parte pintada de blanco hacia la zona pintada de negro ANALISIS BIOCLIMATICO-SUCRE

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del propio bloque y hacia el muro negro posterior. La radiación al topar con las zonas pintadas de negro se transforma en calor. El aire entre los bloques hexagonales y el muro se calienta y asciende por convección hacia el interior de la casa por unos conductos. Otra parte del calor queda almacenado en el muro y es liberado lentamente durante la noche. De esta manera se puede disfrutar del calor durante el día y durante la noche. En verano, cuando las temperaturas son altas y no interesa captar la energía solar, la radiación cae más perpendicularmente y entra con más dificultad en los bloques. La poca radiación que logra entrar sufre un mayor número de reflexiones en la parte pintada de blanco difuminándose y dispersándose con lo que muy difícilmente llega a las superficies negras. Por otro lado el muro compacto sirve entonces como masa térmica que atempera la temperatura del interior de la casa, haciéndola más suave.

Ilustración Nº59 – Muro panal de abeja

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Ilustración Nº60 – Esquema del funcionamiento del muro de abeja en invierno

Ilustración Nº61 – Esquema del funcionamiento del muro de abeja en verano

ACCION N° D Muros de agua. Variante de los muros de inercia que utilizan el agua como material de almacenamiento de calor. El agua tiene una capacidad calorífica mayor y una mayor conductividad que los materiales de construcción habituales, lo que produce una mayor capacidad de almacenamiento y una más rápida transferencia de calor hacia el interior. Ninguno de los dos sistemas de muros de agua ha tenido mayores desarrollos que los experimentales, dado lo incómodo de su manejo.

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Ilustración Nº62 – Esquema de funcionamiento de un muro de agua

Sistemas horizontales de captación: formados por bolsas de plástico negro rellenas de agua ancladas a una cubierta metálica, que durante el día se caliente, para cederlo por conducción a través de la cubierta del edificio. Por la noche deben protegerse, cubriéndolas, para evitar su enfriamiento. • Sistemas verticales de acumulación: Utilizan bidones o depósitos llenos de agua, con los que se conforma parcialmente el cerramiento. Los destinados a interior, suelen ser columnas de agua o muros insertados en una estructura metálica 7.8.6. SE NECESITA VENTILAR EL INTERIOR Y ACONDICIONAR EL AIRE DE MANERA PARCIAL (HUMEDAD ELEVADA) ACCION A Emplear una Cortina de Agua En esa Orientación ACCION B Ubicar un patio con vegetación alta y baja 7.8.7. NECESIDAD DE PROTECCIÓN CONTRA VIENTOS DURANTE TODO EL AÑO ACCION A Pantalla verde Esta pantalla verde es eficaz y contribuye para el medio ambiente global, de alguna manera. En realidad, la diferencia de 10 grados se confirmó en el exterior y el interior de la pantalla

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verde. Y es también porque es un efecto más fresco por la siembra de la naturaleza, y el viento fresco entra en la habitación. Así que, podemos quedarnos allí tranquilamente por pantalla. Entonces, este último es sentirse cómodo y relajarse para ver el verde de vida

ACCION B Persianas Las persianas de madera no son algo que asociemos con facilidad con las casas modernas y las residencias contemporáneas. Sin embargo, están haciendo a su modo una gran reaparición y hay un montón de hogares de todo el mundo que hoy dependen de ellas para ofrecer una ventilación natural adecuada, una sensación de privacidad durante ciertos momentos del día y soluciones ergonómicas a problemas relacionados con el diseño y la forma.

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7.8.8. NECESIDAD DE CONTROLAR LOS VIENTOS ACCION A Barrera de Arboles ACCION B Ubicar la Edificación de Forma perpendicular a la dirección del viento ACCION C Emplear Contramuros en la Edificación 8.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: En la ciudad de Sucre, donde se tiene un clima templado seco frio, existen periodos muy calientes y muy fríos, para los cuales, gran parte de las viviendas no están preparadas, pese a que las estrategias que deben aplicarse para mejorar el comportamiento térmico de las viviendas son por demás sencillas, económicas, y no suponen de ninguna manera una modificación en la práctica constructiva habitual. Las estrategias de diseño bioclimático pasivo, son herramientas fácilmente aplicables en cualquier región climática. Actualmente tienen un interés nuevo y singular, ya que tienden a simplificar los problemas más que a complicarlos. Los sistemas pasivos son sencillos en su concepto y en su práctica. Necesitan pocos elementos y su mantenimiento es reducido, además, la energía solar llega sobre toda la tierra de manera gratuita. Con el trabajo desarrollado se ha evidenciado, que modificaciones sencillas en la forma, ubicación, orientación, aberturas, colores y otros elementos, tienen un importante efecto en el clima interior de la vivienda y en los espacios anexos abiertos, motivo por el cual se debe tener un especial cuidado en el diseño de cada uno de los elementos. Es necesario tener en cuenta los datos climatológicos y solares desde el principio –en la concepción- así como en cada una de las etapas del proyecto, puesto que el funcionamiento térmico depende de la construcción misma y de todos los elementos que la componen. Las estrategias bioclimáticas que se determinan en el presente trabajo, no solo se pueden utilizar como una herramienta de diseño, sino también para realizar un análisis o una crítica de los edificios existentes o de los proyectos que se realicen.

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