maquetas y condiciones bioclimáticas

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Maquetas y condiciones bioclimáticas

.:. Arq. Ana Berenice Gómez de León .:.

Los edificios son barreras contra la lluvia, el viento, y funcionan como filtros de luz y calor. La necesidad de protección va de la mano con la del confort. La naturaleza es cómoda para los seres humanos porque somos seres vivos e intercambiamos materia y energía.

El equilibrio existente entre elementos conectores de la naturaleza y la arquitectura ha sido quebrantado con la idea del uso de la tecnología como herramienta para arreglar todos los problemas climáticos que se presentan dentro del proyecto. Es por esto que se analizan los pilares del desarrollo sostenible, es decir, elementos ecológicos, económicos y sociales. Cuevas. San Miguel. Oaxaca.

Clima y microclima La biodiversidad es la variedad interdependiente de todas las formas de vida, incluyendo las humanas y los hábitats naturales que forman los sistemas interconectados locales, regionales y ecológicos globales. En el centro del concepto está la interdependencia que esta variedad de vida comparte; desde el diminuto nivel del gen, al nivel de las especies, hasta el ecosistema en general.

Clima y microclima Según la R.A.E. Clima: Conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan una región. Microclima: Clima local de características distintas a las de la zona en que se encuentra.

Clima y microclima

El tiempo atmosférico se evalúa en un lugar determinado en un momento determinado, mientras que el clima es distinto en diferentes zonas de la Tierra y tiene cambios periódicos.

Clima y microclima

El tiempo atmosférico se evalúa en un lugar determinado en un momento determinado, mientras que el clima es distinto en diferentes zonas de la Tierra y tiene cambios periódicos.

Clima y microclima La tropósfera es la capa que va desde el suelo hasta una altura media de 10 km, tiene alrededor de 12 km de espesor en el ecuador terrestre y solo 6 km en los polos. Aquí ocurren todos los fenómenos meteorológicos que influyen en los seres vivos, como los vientos, la lluvia y las nieves. Concentra la mayor parte del oxígeno y del vapor de agua y actúa como regulador térmico del planeta por medio de fenómenos físicos como el rocío.

12,742 km

Clima y microclima Satélites artificiales: 947 / 520 km

Naves en órbita terrestre: 100 / 120 km

Rayos cósmicos y ondas de radio

Clima y microclima

Aviones supersónicos: 12 km

Globos meteorológicos

Aviones comerciales: 10 km

Nimbus, contaminación. Monte Everest: 8.85 km

Globos aerostáticos: 7 km

Clima y microclima Las corrientes marinas son movimientos de masas de agua y ayudan al movimiento de rotación terrestre, a la configuración de las costas y la ubicación de los continentes.

Zonas climáticas según la temperatura Zona cálida: Latitud: 0º- 30º. Incidencia perpendicular de rayos solares. Temperaturas elevadas (20ºC media anual)

Zona templada: Latitud 30º- 60º Incidencia oblicua de rayos solares. Temperaturas variadas (20º- 0ºC media anual)

Zona fría: Latitud: 60º- 90º Incidencia muy oblicua de rayos solares. Temperaturas bajas (0ºC media anual)

CLIMAS DEL MUNDO

CLIMAS CÁLIDOS Marruecos. Asentamiento de edificios compactos para reducir la superficie expuesta a la radiación solar. Pocas aberturas.

Argelia. Los edificios se ponen cercanos unos a otros para conseguir mayor posibilidad de sombra en la calle. Se generan sombras con pequeñas celosías, toldos, encañados, etc.

CLIMAS CÁLIDOS - SECOS Túnez. El patio se incorpora a los edificios para almacenar la frescura y humedad de la noche. Se consigue un microclima agradable en el día.

Construcciones subterráneas de barro para lograr mayor inercia térmica.

CLIMAS CÁLIDOS - SECOS Tiendas árabes en el desierto. -  Poca altura y clavada en la arena. -  Protección contra el viento. -  Retención de agua y protegerse de la evaporación. -  Depósito de agua bajo la tienda para mejorar la masa térmica. -  Tejidos oscuros para ventilación mediante circulación. -  Ventanas cerradas de día y abiertas por la noche.

CLIMAS CÁLIDOS - HÚMEDOS Disposición de balcones. Cabaña levantada de la tierra. Esquema disposición de viviendas. Protección de radiación mediante aleros.

CLIMAS CÁLIDOS - HÚMEDOS

CLIMAS FRÍOS

Máximo aprovechamiento de la radiación solar. -  Aleros pequeños. -  Orientación a las fachadas más castigadas por el sol. -  Agrupaciones para no perder calor. -  Viviendas entre medianeras como protección mutua. -  Aberturas pequeñas con aislamientos móviles.

CLIMAS FRÍOS Hábitat esquimal - Los cierres de hielo dejan pasar la radiación del sol en invierno. - En verano se cubren con elementos opacos para evitar el sol de medianoche. - La tierra se levanta sobre el túnel de acceso para no dejar pasar del aire frío y aprovechar la estratificación térmica. - La zona central caliente es donde se mantienen los ocupantes.

CLIMAS FRÍOS

Espacio interior. Se recubre con pieles de forma que se crean cámaras de aire aislantes.

Perspectiva exterior. Ausencia de ventanas para reducir los problemas de puente térmico.

CLIMAS TEMPLADOS

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Se crea un microclima mas cómodo con la introducción de elementos como el agua, vegetación, celosías, toldos, etc ...

CLIMAS TEMPLADOS •  -  -  -  • 

Complejidad de las soluciones arquitectónicas (sistemas polivalentes) Frío. Calor. Cambios de temperatura. Las soluciones arquitectónicas deben tener gran flexibilidad para adaptarse a los cambios.

CLIMAS TEMPLADOS •  •  •  -  -  - 

El sombreado en verano es un factor esencial para disfrutar del clima. Aislamientos móviles, aperturas practicables, etc ... Se proyecta espacios intermedios que actúan como filtros: Patios. Porches. Galerías.

Pirámide de Kukulcán

Inclinación eje terrestre 23º27’

Equinoccio, del latín aequinoctium (aequus nocte), "noche igual”. La Pirámide de Kukulcán marca el comienzo del equinoccio, el inicio de la primavera y el inicio del otoño, por medio del fenómeno de “luz y sombra” el 21 de marzo, 21-23 de septiembre.

Pirámide de Kukulcán Los triángulos proyectados desde los diversos niveles empiezan a aparecer en orden descendente lentamente hasta completar 7 triángulos. La proyección de los triángulos de luz se visualizan en el lado norte de la Pirámide. El fenómeno inicia a las 4:00 p.m. hora local y su duración es de cerca de 20 minutos. Con el último triangulo aparece la cabeza de la serpiente, la cual se encuentra en la base de la Pirámide. Latitud 20º40’N.

Xochicalco Sitio arqueológico que se ubica entre los municipios de Temixco y Miacatlán en el estado de Morelos, a 38 km al sudoeste de la ciudad de Cuernavaca. Fue declarado Patrimonio de la Humanidad por la Unesco en 1999. Latitud 18º48’N.

Xochicalco En el movimiento del sol hacia el Trópico de Cáncer y a su regreso, respectivamente los días 14/15 de mayo y 28/29 de julio, el astro está en su cenit y en el mediodía astronómico: el haz de luz cae directamente a través del tubo proyectando la imagen del sol en el piso del subterráneo.

Xochicalco El Museo de sitio de Xochicalco es el primer museo ecológico del mundo. Fue desarrollado por el Arq. Rolando J. Dada y Lemus en 1993.

Está asentado en un terreno de 12,676 m², al no contar con servicios urbanos de agua potable, drenaje, ni electricidad, debió ser concebido como un edificio autosuficiente en sus servicios y climatización.

Xochicalco Cuenta con: • Captación del agua de lluvia que cae en aljibes con capacidad de 556m3. • Iluminación 100 % natural. Domos cenitales cuyas ductos están formados por espejos. La iluminación es complementada por electricidad generada por celdas fotovoltaicas.

Xochicalco • Muros dobles con un espacio intermedio, que están perforados en su parte inferior para permitir el ingreso de aire fresco, el cual al calentarse asciende y pasa por un doble techo, para salir al exterior en la cúspide de las torres, mediante el efecto de tiro de chimenea.

Xochicalco • La conformación y su apariencia tienden a mimetizar el museo con los montes que lo rodean y minimiza su presencia para que el museo no compita visualmente con la zona arqueológica.

Se aprovecha la compatibilidad de programas como 3d max y Heliodon de Benoit Beckers y Luc Masset por medio de archivos STL, que utilizan una malla de pequeños triángulos sobre las superficies para definir la forma del objeto. Google sketchup, ecotect, energy plus.

Casa Iwasa. Ashiya, Japón. Tadao Ando

Fotografía y render

Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Casa Iwasa. Ashiya, Japón. Tadao Ando

Fotografía y render

Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Latitud 34º45’N. En esta escena interior, la luz directa pasa a ser de menor importancia, ahora sólo se ilumina la parte izquierda. La luz reflejada toma más importancia, ya que nos indica dónde es más oscuro o más iluminado.

Con estas escenas comprendemos mejor los espacios porque nos dan una idea cualitativa del proyecto. Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Radiación directa del sol con Heliodon Se estudiaron las horas de radiación solar directa que entran en el edificio en verano e invierno, para poder comparar las imágenes de estas dos etapas del año. Los rayos de la mañana, más inclinados, son los que penetran más profundamente en los interiores.

Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Radiación directa del sol con Heliodon Es claro cómo en P.A. entra la radiación solar directa en invierno y los espacios más importantes estarán cálidos. Todos los días de invierno entrará el sol a las habitaciones, siempre que el cielo no esté nublado. En verano, la radiación directa es considerablemente inferior que en invierno, excepto en la azotea. Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Estereografía

Al colocamos en medio del distribuidor veremos que la radiación solar directa entrará desde aproximadamente el 21 de abril, hasta el 21 de agosto, y sólo entre las 8:30 de la mañana, hasta las 3:30 por la tarde.

Proyecto de Arq. Rafael López Palafox

Verano 2:15 horas de sol

Invierno 5:10 horas de sol

N

N

Flujo solar verano

N

N

Flujo solar invierno

N

N

Localización de Pabellón….

Análisis Solsticios … Proyección de sombras con filtros de colores primarios.

Proyección Isócrona Solsticio Verano

Solsticio Invierno

Análisis Solsticio Verano ….

Análisis Solsticio Invierno ….

Separación volúmenes ….

Asoleo ….

Piensa global, actúa local

Preexistencias ambientales: Superficie, altitud, latitud, actividades económicas, clima, temperaturas promedio, temperaturas extremas, humedad, precipitación, dirección y velocidad del viento.

Soluciones ecológicas Mecanismos de protección solar. Calefacción y enfriamiento. Manejo de residuos, reciclaje. Paneles fotovoltaicos y solares. Energía eólica. Muros y techos verdes. Materiales de construcción.

Condiciones de confort

Sistemas pasivos.

Ábaco psicrométrico

Estado energético del aire

X

TS: Temperatura seca (ºC) TH: Temperatura húmeda (ºC) H: Entalpía a la saturación (kcal/ kg de aire seco) X: Humedad absoluta (gr de vapor de agua/kg de aire seco) V: Volumen específico (m3/kg de aire seco)

H TH

TS

Sistemas pasivos.

Estrategias bioambientales Sistemas solares pasivos •  Muro de acumulación ventilado y no ventilado. •  Calentamiento de lechos de grava. •  Huecos y ganancia directa. •  Techos de acumulación.

• 

Calentamiento de muros y firmes.

Sistemas pasivos.

•  Invernadero adosado.

•  Muro trombe.

Estrategias bioambientales Ventilación •  Ventilación directa. •  Ventilación cruzada. •  Ventilación nocturna. •  Ventilación subterránea. •  Inyección de aire. •  Chimeneas de viento.

Sistemas pasivos.

Estrategias bioambientales Refrescamiento evaporativo - humidificación •  Enfriamiento evaporativo directo. •  Enfriamiento evaporativo indirecto. •  Enfriamiento de suelos. •  Enfriamiento de patios interiores. •  Espejo de agua. •  Cama de agua en techo ventilado. •  Sistema de caudales.

Sistemas pasivos.

Estrategias bioambientales Protección solar •  Cortasoles. •  Aleros. •  Varandas. •  Pergolados. •  Persianas. •  Volados. •  Celosías.

Sistemas pasivos.

Estrategias bioambientales Inercia térmica. •  Materiales. •  Cubiertas verdes. •  Vegetación. •  Masas y volúmenes. •  Ventilación selectiva.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Sistemas pasivos.

Caso 1

Caso 2