Estrategias de diseño bioclimatico

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE ARQUITECTURA
ARQ. CARLOSSANTA MARIA CHIMBOR
ESTRATEGIAS DE DISEÑO
BIOCLIMÁTICO

ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO
JUEGA CON EL DISEÑO Y
LOS ELEMENTOS
ARQUITECTÓNICOS
SIN UTILIZAR SISTEMAS
MECÁNICOS
AMBIENTALMENTE
CONFORTABLE
ENERGÉTICAMENTE
EFICIENTE
REENCUENTRO CON EL MEDIO AMBIENTE
RESPETO A LA NATURALEZA
REEDEFINCIÓN DEL HÁBITAT
PRIMER ACERCAMIENTO A LA ARQ. REGIONAL.

ARQUITECTURA BIOCLIMATICA
UTILIZACIÓN DE ENERGÍA ACONDICIONAMIENTO
ENERGÍAS
CONVENCIONALES
ACONDICIONAMIENTO
NATURAL
ENERGÍAS NO
CONVENCIONALES
ACONDICIONAMIENTO
ARTIFICAL

NATURALEZA (CLIMA)
OBJETO (EDIF. ARQ.)
ACONDICIONAMIENTONATURAL
TÉRMICO ASOLEAMIENTO,
VENTILACIÓN
LUMÍNICO
ACÚSTICO
LUZ
NATURAL
SONIDO

OBJETIVO:
EL A.N. TÉRMICO BUSCA LOGRAR TEMPERATURAS
CONFORTABLES A TRAVÉS DE LA ENERGÍA SOLAR
Y EL USO DE FUENTES NATURALES DE
REFRESCAMIENTO (VIENTOS, HUMECTACIÓN,
EVAPORACIÓN, ETC)
PROPENDEN AL:
- AHORRO DE ENERGÍA UTILIZADA PARA LA
CALEFACCIÓN.
- EVITAN LA APARICION DE PATOLOGÍAS CONS-
TRUCTIVAS QUE AFECTAN LA SALUD DE LOS
MORADORES.
- DEFINIR CONDICIONES DE DISEÑO QUE PERMITAN
HACER UN USO EFICIENTE DE LOS RECURSOS
NATURALES.
EXISTE NORMAS INTERNACIONALES PARA EL A.N.
TÉRMICO: EL IRAM EN ARGENTINA Y EL NBE-CT -79
DE LA UNIÓN EUROPEA.
ACONDICIONAMIENTO
TÉRMICO

MATERIALES Y SISTEMAS
BIOCLIMATICOS
USUARIO
CLIMA

C. FISICAS DEL
LUGAR:
- CLIMA.
- TOPOGRAFÍA.
- PAISAJE.
C. FISIOLÓGICAS
DEL USUARIO.
-PESO.
-TALLA.
-EDAD.
-COLOR.
RECURSOS
DISPONIBLES:
- MATERIALES.
- MANO DE OBRA.
- TECNOLOGÍAS
CONST.
- ELEMENTOS
BIOCLIMATICOS.
ELABORACIÓN DE CUADROS
ESTADÍSTICOS DE LOS
ELEMENTOS DEL CLIMA.
GEOMETRÍA SOLAR.
DETERMINACIÓN DEL EJE
TÉRMICO DEL USUARIO.
GRAFICO DE LA ZONA DE
CONFORT TÉRMICO DEL
USUARIO.
DETERMINACIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS
DE LOS PRINCIPALES
MATERIALES DEL LUGAR.
DETERMINACION DE LA
TIPOLOGIA Y SISTEMAS
CONSTRUCTIVOS DEL LUGAR.
IDENTIFICACIÓN Y
DETERMINACIÓN DE LOS
PRINCIPALES SISTEMAS
BIOCLIMATICOS EN EL
LUGAR.
OBJETIVOS,
METAS
Y
ESTRATEGIAS
DEL DISEÑO
BIOCLIMÁTICO
DISEÑO
BIOCLIMATI-
CO
PRELIMINAR
EVALUACION
TÉRMICA DE
LA
PROPUESTA
DISEÑO
DEFINITIVO.
RECOPILACION
DE
INFORMACIÓN
ANALISIS DE LA
INFORMACIÓN
1 2
3
4
5
6

CARACTERÍSTICAS DEL LUGAR
C.FISICASC.FIS
INFORMACION DE CAMPO ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN1 2

MATERIALESE.BIOCL
INFORMACION DE CAMPO ANÁLISIS1 2

3 ESTRATEGIAS GENERALES DE DISEÑO
ORIENTACIÓN FORMA MATERIAL Y E.B.

4
DISEÑO PRELIMINAR EVALUACIÓN TÉRMICA DISEÑO FINAL
1) CÁLCULO DE
PERDIDAS DE
CALOR DEL
ESPACIO.
2) CÁLCULO DE
GANANCIAS DE
CALOR DEL
ESPACIO
3) DETERMINACIÓN
DE LA
TEMPERATURA
MEDIA INTERIOR
5 6

CARACTERÍSTICAS CLIMATICAS DE LA ZONA

CONFORT TÉRMICO

ORIENTACIÓN
FORMA
COLOR
DISPOSICIÓN
EN EL
TERRENO
SELECCIÓN
DEL
MATERIAL
SELECCIÓN
DEL SISTEMA
BIOCLIMATICO
¿CÓMO LOGRAR EL CONFORT TÉRMICO?

ORIENTACIÓN
12°
35°
11°
TODO EL AÑO
EQUINOCCIOS
S. VERANO
S. INVIERNO
N
S
N
N N
S

N
N
N
E
O
N
SELECCIÓN DE LA FORMA
E
S
S
EO
O
O
S
S

CÓNCAVAS
SELECCIÓN DE LA FORMA
CONVEXAS

COMPACTAS DISPERSAS
DISPODICIÓN EN EL TERRENO

A) A TRAVÉS DE SUP. VIDRIADAS B) LUCERNARIOS SOLARES
El espacio habitable se convierte a la vez en
captor solar, depósito térmico y sistema de
distribución.
Con este sistema se debe disponer de una
superficie vidriada al norte y de una masa
térmica suficiente, colocada estratégicamente
para la absorción y almacenamiento del calor
Los Rayos solares penetran directamente en
cualquier época del año, e el espacio interior y
se difunden y distribuye sobre la superficie de
obra del interior. Esta masa térmica absorbe y
almacena eficazmente la energía que le llega y
actúa como un depósito térmico almacenando la
energía durante el día para devolverla al espacio
durante la noche.
1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES DIRECTOS
ELECCION DEL SISTEMA BIOCLIMATICO

A) MUROS DE ALMACENAMIENTO DE CALOR
Cuando la radiación solar incide primero en una
masa térmica que esta situada entre el sol y el
ambiente. La radiación absorbida por esta masa
se convierte en energía térmica (calor ) y es
transferida después al espacio habitable. Muro
de Félix Trombe.
Los muros de agua captan y distribuyen el calor
al espacio en forma similar y únicamente en la
pared de agua el calor se transmite por medio de
ella, mas por convección que por conducción.
Este sistema mantiene temperaturas del edificio
entres 17 y 21º C.
1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN: APORTES INDIRECTOS

B) INVERNADEROS ADOSADOS.
La radiación solar es absorbida por la pared
posterior del invernadero, donde se convierte en
calor y una parte del mismo se transfiere al
interior del edificio. Para nuestro medio
normalmente el largo del invernadero debe estar
en el eje este oeste y con frente al norte.
En un sistema de cubierta estanque la masa
térmica se sitúa en la cubierta del edificio. Los
depósitos de agua (sacos de plástico fino) están
soportados por el forjado (normalmente de plancha
metálica que a su vez sirven como lecho de la
habitación inferior. Sirven en invierno como en
verano.
C) CUBIERTAS DE AGUA.
.

A) CLARABOYAS OPERABLES.
2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
C) ABERTURAS EN EL TECHO.
2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE DIRECTO:

2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN:
C) CHIMINEAS SOLARES. D) PARED TROMBE DE VENTILACION.
2.1. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE APORTE INDIRECTO:

A) DOBLE PARED.
2.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
C) TORRES DE VIENTO.

ELECCCIÓN DE LOS MATERIALES
CARACTERISTICAS TÉRMICAS DE LOS MATERIALES
LA CONDUCTIVIDAD TERMICA, indica la cantidad
de calor que pasa por una superficie en cierta unidad
de tiempo y por cada grado de temperatura
INERCIA TÉRMICA, indica el tiempo en que tarda
en fluir el calor almacenado en un muro o
techumbre.

MATERIALES COND. TÉRM
K/W/m/ºC
DENSIDAD
Kg/m3.
COEFIC. ABS. COEFIC. EMIS.
LADRILLO K.K. 0.72 1,97 0,68 0,9
TEJAS ARCILLA 1,05 2,00 0.72 0.87
ADOBE 0,64 1,5 0.75 0,92
HORMIGÓN 1,20 2,31 0,6 0,9
MORTERO CEMENTO 1,10 1,80 0,8 1,00
MADERA DURA 0,25 1,12 - -
ALUMINIO 2,21 2,74 0,04 0,09
ACERO 45,3 7,83 0,8 0,12
COBRE 390 8,9 0,2 0,38
CONCRETO 1,6 1,70 0,5 0,6
MÁRMOL 2,90 2,60 0,84
GRANITO 3,35 2,80 2,30
ELECCCIÓN DE LOS MATERIALES

DISEÑO PRELIMINAR Y/O DEFINITIVO

EVALUACION TERMICA DEL EDIFICIO
1.- CALCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL ESPACIO EN
INVIERNO
METODOLOGÍA DE EDWARD MAZRIA
d total
F = -------------------- x 24
horas
Área de piso
1,389.04TOTAL
316.211.5XNx0.34draRenovac. Aire
72.560.50145.12dsSuelo
2.210.258.85dpPuertas
73.821.02871.81dvVidrios
234.221.80130.12dtTechos
690.002.30300.00dmMuros
D(W/ºC)C(W/ºC)A (M2)ELEMENTOS
1,389.04TOTAL
316.211.5XNx0.34draRenovac. Aire
72.560.50145.12dsSuelo
2.210.258.85dpPuertas
73.821.02871.81dvVidrios
234.221.80130.12dtTechos
690.002.30300.00dmMuros
D(W/ºC)C(W/ºC)A (M2)ELEMENTOS
Ejemplo:
1,389.04
F = ---------------- x 24
horas
145.12
F= 229. 72 W h/día – m2 /
ºC

GD GI
C= ------------- + ----- -------
Área piso Área piso
GD = 65.85 x 886 x ( 0.84 )
GD = 48,978.43 W-
h/día/m2.
GI = 10.00 x 886 X 2.5
GI = 22,150.00 W –
h/día/m2.
LUEGO:
48,978 22,150
C= -------- +--------- W-
h/día/m2.
145.12 145.12
C= 490.13 W-h/día/m2.
GANANCIAS DIRECTAS: (GD)
GD = A x I x Fc
Donde:
A = Área de las vidrieras que no esta en sombra.
(65.85 m2)
I = Aporte solar por m2 de vidriera en W
h/día
(886 W/m2).
Fc = Factor de transmisión térmica (Vidrio
simple = 0.84)
GANANCIAS INDIRECTAS: (GI)
G I = A x I x p
A = Área de vidrieras que no están en sombra
(10.00 m2)
I = Aporte solar por m2 de vidriera en W h/día
(886 W/m2).
P = Porcentaje de energía incidente sobre un
muro
captador que alcanza el interior (25%)
2.- CALCULO DE LAS GANANCIAS DE CALOR DEL ESPACIO EN
INVIERNO

Ti = C /F + To
C= COEFICIENTE DE APORTES
TÉRMICOS EN Wh/día/m2.
(490.13)
F= COEFICIENTE DE PÉRDIDAS
TÉRMICAS EN Wh/día/m2.
(229.72)
To=TEMPERATURA COTIDIANA
PROMEDIO EXTERIOR EN ºC
(19.8ºC)
Luego:
490.13
Ti =-------------- + 19.8 ºC = Ti= 21.93
º C
229.72
COMO:
EL EJE DE CONFORT TÉRMICO
ESTÁ ENTRE:
18.25 º C y 22. 63 º C
LA TEMPERATURA INTERIOR
DEL EDIFCIO NO NECESITA
REAJUSTARSE.
3.- DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA INTERNA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

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

Vivienda
unifamiliar
de
presupuesto
medio en
Barcelona

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

Modelo 3:
Vivienda
unifamiliar
de
presupuesto
alto en
Alicante.

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

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

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

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

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

Pritzker Architecture
Prize
Laureate 2002
Glenn Murcutt
Arquitecto australiano. Autor de
una obra cuya singularidad
radica en su fidelidad simultánea
a la herencia moderna y a la
tradición autóctona australiana

“Esta casa retorna a la austeridad
y simplicidad de sus pabellones
campestres alargados.
Abandonando la tradicional noción
de fachada, explora la sutil
relación entre el adentro - afuera,
con renovado vigor, llevando a
novedosos límites la idea de un
refugio en simbiosis con el paisaje
y los elementos naturales. Esta
ambigüedad del adentro-afuera,
dictada en gran parte por los
factores climáticos, generó una
característica sorprendente de la
relación entre el marco, los techos
y las paredes, las cuales en este
caso son tratadas como un
esqueleto y piel - una manera
orgánica que rompe con la
tranquilidad y fluidez de sus
interiores”. Francoise Fromonot.
MARIKA – ALDERTON HOUSE
(AUSTRALIA – 1994(

COMMERZ BANK – FRANKFURT: SIR NORMAN FOSTER

JEAN MARIE TJIBAU CULTURAL CENTER - NUEVA CALEDONIA
RENZO PIANO

BURUJ AL ARAB – DUBAI – HOTEL 7 ESTRELLAS
WRIGTH

JORGE BURGA BARTRA – HOTEL LOS HORCONES EN TÚCUME

ROBERTO SAMANEZ ARQGUMEDO – HOTEL DE CASA ANDINA

ARQUITECTURA VERNACULAR

CONSTRUCCION DE AULAS PARA PREGRADO,
FACULTADES DE ADMINISTRACION DE EMPRESAS,
CONTABILIDAD Y ECONOMIA DE LA UNCP.
DISEÑO BIOCLIMATICO:
ARQ. CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

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

CONSTRUCCIÓNDEAULASPARAPREGRADODELAS
FACULTADESDEECONOMI,ADMINISTRACIÓNYCONTBILIDAD

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