Arquitectura bioclimatica

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Arquitectura bioclimatica

  1. 1. +Energía solar pasiva,ArquitecturaBioclimática. Ingenieros en formación: PABLO MEZA DE LEON JAIME
  2. 2. + Conceptos Básicos Rendimiento: fracción de energía realmente aprovechada respecto a la que incide Retardo: tiempo que transcurre entre que se almacena la energía y es liberada. Directos: El Sol penetra directamente a través del acristalamiento al interior del recinto. Es importante prever la existencia de masas térmicas de acumulación de calor en los lugares (suelos, paredes) donde incide la radiación. Son los sistemas de mayor rendimiento y de menor retardo. Semidirectos: Utilizan un adosado o invernadero como espacio intermedio entre el exterior y el interior. La energía acumulada en el espacio intermedio se hace pasar a voluntad al interior a través de un cerramiento móvil. Indirectos: La captación se realiza a través de un elemento de almacenamiento (paramento de material de alta capacidad calorífica, bidones de agua, lecho de piedras, etc.) dispuesto inmediatamente detrás del cristal. El calor almacenado pasa al interior de la vivienda por conducción, convección y radiación.
  3. 3. + ¿Qué es la arquitectura bioclimática? Es aquella arquitectura que tiene en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudar a conseguir el confort térmico interior. Juega exclusivamente con el diseño y los elementos arquitectónicos, sin utilizar sistemas mecánicos, que son considerados más bien como sistemas de apoyo.
  4. 4. + ¿Es esto nuevo? No. Se puede decir que gran parte de la arquitectura tradicional funciona según los principios bioclimáticos, en el tiempo en que las posibilidades de climatización artificial eran escasas y caras. Los ventanales orientados al sur en algunos casos del mundo, el uso de ciertos materiales con determinadas propiedades térmicas, como la madera o el adobe, el abrigo del suelo, el encalado de las casas andaluzas, la ubicación de los pueblos... no es por casualidad, sino que cumplen una función específica.
  5. 5. + ¿Cuánto cuesta? Una casa bioclimática no tiene por qué ser más cara o más barata, más fea o más bonita, que una convencional. La casa bioclimática no necesita de la compra y/o instalación de sistemas mecánicos de climatización, sino que juega con los elementos arquitectónicos de siempre para incrementar el rendimiento energético y conseguir confort de forma natural. Para ello, el diseño bioclimático supone un conjunto de restricciones, pero siguen existiendo grados de libertad para el diseño según el gusto de cada cual.
  6. 6. + Ejemplo Casa Bioclimática
  7. 7. + ¿Cuáles son sus objetivos?  Lograr la calidad del ambiente interior, es decir, unas condiciones adecuadas de temperatura, humedad, movimiento y calidad del aire.  Tener en cuenta los efectos de los edificios sobre el entorno en función de las sustancias que desprendan:  sólidas: residuos urbanos  líquidas: aguas sucias  gaseosas: gases de combustión vinculados al acondicionamiento de los edificios.
  8. 8. + El impacto que produzca el asentamiento: teniendo en cuenta aspectos como el exceso de población, las vías de acceso, aparcamientos, destrucción del tejido vegetal.
  9. 9. +Contribuir a economizar en elconsumo de combustibles, (entre un50-70% de reducción sobre elconsumo normal).Disminuir la emisión de gasescontaminantes a la atmósfera (entre un50-70%) Disminuir el gasto de agua eiluminación (entre un 30%-20%respectivamente)
  10. 10. + Los consumosque afectan aldesarrollosostenible del lugar:el consumo deagua o de otrasmaterias primas porencima de sucapacidad derenovación.
  11. 11. + ¿Qué criterios se deben utilizar en la bioclimatización?  La utilización de esta arquitectura se efectúa a través de:  Un equipo pluridisciplinar* *Que concierne o engloba varias disciplinas  Destacar la importancia del tratamiento exterior de un edificio
  12. 12. + ¿Qué criterios se deben utilizar en la bioclimatización?  la orientación de la edificación y de las superficies expuestas.  La relación entre superficie exterior y volumen interior (factor de forma).  El color de los recubrimientos de superficie.  El tamaño, ubicación, orientación y tipo de ventanas.
  13. 13. + ¿Qué criterios se deben utilizar en la bioclimatización?  los acristalamientos adosados tipo invernadero.  El tipo, colocación y uso de persianas y cortinas.  Los sistemas de penetración de luz y control lumínico.  El uso de sistemas de sombreo fijos o móviles: aleros, toldos, pérgolas, etc.
  14. 14. + ¿Qué criterios se deben utilizar en la bioclimatización?  La distribución interior.  Los huecos o patios interiores.  Lacolocación y tipo de vegetación en el exterior y en los patios.  El uso de aguas en fuentes y estanques.  El espesor de los aislamientos y materiales de construcción de cerramientos exteriores y su posición relativa.
  15. 15. + ¿Qué criterios se deben utilizar en la bioclimatización?  El establecimiento de rejillas y huecos para el control de ventilación.  El diseño de la trama y elementos urbanos.  Los diseños específicos para la captación de calor, refrigeración, ventilación, iluminación, etc.
  16. 16. +  Ubicación Determina las condiciones climáticas (macro- y micro- climáticas) con las que tiene que "relacionarse" la vivienda. Las condiciones macroclimáticas vienen determinadas por la latitud y la región en la que se ubique la vivienda. Estas condiciones vienen definidas por las temperaturas (máxima, media y mínima anual), pluviometría, radiación solar incidente, y dirección del viento dominante. Las condiciones microclimáticas están condicionada por la presencia de accidentes geográficos locales que pueden modificar de forma significativa las condiciones macroclimáticas. A la hora de elegir la ubicación de una vivienda, además de tener en cuenta las condiciones macro- y micro-climáticas, es importante analizar también la pendiente del terreno, la existencia de relieves orográficos, la presencia de corrientes de agua, la presencia de masas boscosas y la existencia de otros edificios.
  17. 17. + Implantación de sistemas para el ahorro energético
  18. 18. + de la viviendaFormaLa superficie de contacto entre la vivienda y elexterior, condicionando las pérdidas oganancias caloríficas. Generalmente se buscalograr un buen aislamiento, para lo cual debenutilizarse los materiales más adecuadosteniendo en cuenta que la superficie decontacto debe ser lo más pequeña posible.La resistencia al viento. Por ejemplo, la alturadel edificio va a resultar determinante, ya queuna casa alta siempre ofrecerá mayorresistencia que una casa baja. Esto es buenoen verano, ya que incrementa la ventilación,pero es contraproducente en invierno ya queincrementa las infiltraciones. Otro ejemplo loconstituye la forma del tejado y la existencia desalientes de diversas variedades. Por elloresulta importante conocer las direcciones delos vientos predominantes.
  19. 19. +  Orientación del edificación Captación solar.Cuanto más energía solar se capte, mejor, ya que en una vivienda bioclimática es la principal fuente de climatización en invierno. En verano se utilizan sobreamientos y otras técnicas para evitar al máximo la incidencia de los rayos del Sol. En  Vientos dominantes.La latitudes medias, conviene orientar la superficie de captación (acristalado) ventilación y en las hacia el Sur. La forma ideal sería una infiltraciones. vivienda de planta rectangular (alargada y compacta), cuyo lado mayor esté orientado E-O, en el que se dispondrá el mayor número posible de dispositivos de captación (fachada S), y cuyo lado menor se oriente N-S. Es importante reducir la existencia de ventanas en las fachadas N, E y O, puesto que no son útiles para la captación solar en invierno y evitar la pérdida de calor a su través.
  20. 20. + Efecto Invernadero  Las ventanas protegidas mediante persianas, alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menos radiación solar en verano, evitando el efecto invernadero.  Por el contrario, este efecto es beneficioso en lugares fríos o durante el invierno, por eso, tradicionalmente, en lugares fríos las ventanas son más grandes que en los cálidos, están situadas en la cara exterior del muro y suelen tener miradores acristalados, para potenciar el efecto invernadero.
  21. 21. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA TIERRA  La tierra tiene un movimiento de rotación en torno a un eje y otro de translación de forma elíptica alrededor del sol (fig. 1). El primero de estos movimientos hace que un punto sobre ella se vea iluminado de forma periódica por el sol, originando el día y la noche, el segundo movimiento hace que los tiempos de exposición al sol sean variables originando las estaciones. Esta variación en los tiempos de exposición es debido a que el eje de rotación de la tierra permanece prácticamente siempre paralelo a si mismo con un ángulo de 66º 33` respecto al plano de la elíptica (plano que contiene a la trayectoria de la tierra).
  22. 22. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA TIERRA
  23. 23. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA TIERRA Llamamos declinación (&) al ángulo formado por la línea que une los centros de la tierra y el sol y su proyección sobre el ecuador E. Cuando la tierra esta en A la declinación tiene su valor máximo positivo disminuyendo hasta ser igual a 0 en B (23 de setiembre). En C la declinación toma el valor de -23º 27` Y va aumentando hasta anularse en D.
  24. 24. + EL MOVIMIENTO RELATIVO DEL SOL Y LA TIERRA  Para cualquier día del año podemos determinar la declinación (&) con la siguiente formula = 23,45º x sen [ 360º (284+n)/ 365 ]. Siendo  23,45º declinación máxima en notación centesimal  360º los grados de una circunferencia  n numero del día que se esta calculando ( por ejemplo 20 de febrero n =51
  25. 25. + POSICIÓN SOLAR  A la hora de estudiar la inclinación más adecuada con la que se debe orientar los generadores fotovoltaicos, es necesario precisar la posición del Sol en cada instante para optimizar su rendimiento. El sistema más apropiado para definir cada una de estas posiciones es la de coordenadas polares. En este sistema el origen está situado en la posición del receptor. El plano fundamental es el horizontal, tangente a la superficie terrestre. La perpendicular a este plano en dirección a la semiesfera celeste superior define la posición del ZENIT del lugar o zenit local. En la dirección opuesta, a través de la Tierra, se sitúa el NADIR. Las direcciones principales sobre el plano horizontal son la Norte-Sur, intersección con el plano meridiano del lugar, y la perpendicular a ella Este-Oeste, intersección con el plano denominado primer vertical.
  26. 26. + POSICIÓN SOLAR la posición del Sol se define mediante los siguientes parámetros: - LATITUD DEL LUGAR (l): Es la complementaria del ángulo formado por la recta que une el zenit y el nadir con el eje polar. Es positivo hacia el Norte y negativo hacia el Sur. - MERIDIANO DEL LUGAR: Circulo máximo de la esfera terrestre que pasa por el lugar, por el zenit y por el nadir. - DISTANCIA ZENITAL(qzs): Es el ángulo formado por el radio vector punto- Tierra y la vertical del lugar. Es positivo a partir del zenit. - ALTURA SOLAR (gs): Ángulo que forman los rayos solares sobre la superficie horizontal. Ángulo complementario de la distancia zenital. - ÁNGULO ACIMUTAL (Ys): Ángulo formado por la proyección del Sol sobre el plano del horizonte con la dirección Sur. Positivo 0º a 180º hacia el Oeste y negativo hacia el Este 0º a -180º. - HORIZONTE: Lugar geométrico de los puntos con altura 0.
  27. 27. + POSICIÓN SOLAR
  28. 28. + RADIACIÓN SOBRE SUPERFICIES
  29. 29. + PENETRACION, INCIDENCIA SOLAR Y SOMBRAS Podemos usar métodos matemáticos, o metros gráficos si trabajamos a escala sobre el papel. Los instrumentos más útiles para la determinación de las sombras son la trigonometría y las tablas de posición solar, así como conocimientos de dibujo y perspectiva.
  30. 30. + 1. SOMBRAS PRODUCIDAS POR UN ELEMENTO VERTICAL
  31. 31. + 2. SOMBRAS PRODUCIDAS POR UN OBJETO VERTICAL PROLONGADO Y DESVIADO RESPECTO DELEJE NORTE-SUR
  32. 32. + 3. LONGITUD DE UN ALERO O SOPORTAL PARA CONTROLAR LA PENERTACION SOLAR Y EL SOMBREO DE LA FACHADA
  33. 33. + 4. PENETRACION SOLAR POR UNA VENTANA
  34. 34. + 5. INCIDENCIA SOLAR SOBRE TEJADOS Y FACHADAS
  35. 35. + 6. ANCHURAS DE LAS CALLES
  36. 36. + 7. SOMBRA DE UNA EDIFICACION SOBRE OTRA
  37. 37. + Gracias

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