Arq bioclimatica iv v

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Arq bioclimatica iv v

  1. 1. Humedad<br />1) Humedad.a) Humedad absoluta. Es la cantidad de agua que contiene una masa de aire. Se mide en gramos de agua/kg de aire seco.b) Humedad absoluta de aire saturado. Es la cantidad máxima de agua en estado de vapor que es capaz de contener un kg. De aire a determinada temperatura.c) Humedad relativa. Es la relación entre la humedad absoluta del aire y la humedad absoluta del aire saturado para la misma temperatura. Se mide en un porcentaje que indica con qué facilidad el aire evapora al agua.d) Punto de rocío. Es la temperatura en que el aire llega a la saturación.<br />
  2. 2. Presión atmosférica<br />La presión atmosférica es el peso que ejerce el aire sobre la superficie terrestre y es uno de los principales actores de la meteorología y que tiene un gran poder de influencia sobre la vida en la tierra.<br />La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de la superficie del planeta. Este peso ejerce una presión sobre este punto de la superficie, ya sea terrestre o marina. <br />Si el peso de la columna disminuye, también lo hace la presión, y viceversa. Si aumenta el número de moléculas del aire en una superficie, habrá más moléculas para ejercer fuerza sobre esa superficie, con el consecuente aumento de la presión. Lo mismo pasa al contrario, menos moléculas equivale a menos presión.<br />En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica el hectoPascal (hPa).<br />La presión normal sobre a nivel del mar son 1013,2 hPa. <br />
  3. 3. Efectos de la presión atmosférica<br />Disminución de la presión atmosférica:<br />Aumenta la velocidad de la respiración y el volumen de aire inspirado produciéndose una hiperventilación.<br /><ul><li>         Se incrementa el ritmo cardíaco y el flujo de salida de la sangre.
  4. 4.          El organismo produce más glóbulos rojos y hemoglobina para mejorar la capacidad del transporte de oxígeno de la sangre. El incremento del número de glóbulos rojos requiere 38 semanas, y el aumento de hemoglobina se produce en 2 ó 3 meses.</li></ul>- Algunos de esos síntomas se presentan como cefalea, síntomas gastrointestinales, debilidad o fatiga, inestabilidad o vértigos, transtornos del sueño, entre otros. <br />
  5. 5. Presión de saturación<br />Siempre hemos sabido que el agua ebulle, o se comienza a evaporar, a 100ºC, <br />pero lo hace a esa temperatura porque la presión a la que se encuentra es la presión atmosférica que es 1 atmósfera. <br />Conclusión: la temperatura a la cual una sustancia pura comienza a cambiar de fase, bien sea comenzando a transformarse de agua a vapor (líquido saturado) o de vapor a líquido (vapor saturado), se llama temperatura de saturación, y esta temperatura de saturación siempre va a tener ligada una presión que se llamará presión de saturación. <br />la temperatura de saturación para el agua a una presión de 1 atm = 101.325 kPa, es de 100ºC. <br />Y su presión de saturación para una temperatura de 100ºC es 1 atmósfera. <br />
  6. 6. Temperatura de bulbo seco y húmedo<br />Temperatura de bulboseco o temperatura seca es la medida con un termómetro convencional de mercurio o similar cuyo bulbo se encuentra seco.<br />El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua. Al proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de evaporación del agua.<br />Esta temperatura junto a la temperatura de bulbo húmedo es utilizado en la valoración del confort higrotérmico, en la determinación de la humedad relativa, en la determinación del punto de rocío, en psicrometría para el estudio y determinación del comportamiento de mezclas de aire.<br />
  7. 7. Humedad en los edificios:<br />La humedad en los edificios se produce por:<br /> *Infiltración del agua procedente del exterior: agua de lluvia o filtraciones de la humedad del terreno.<br /> *Agua generada en el interior de la vivienda: ropa tendida, cocinas, baños y <br /> *Vapor de agua expelido por las personas a través del sudor y la respiración.<br />
  8. 8. Protección frente a la humedad:<br />Para frenar la entrada de agua procedente del exterior:<br /> *Trazar un drenaje alrededor del edificio en el lado situado ladera arriba y laterales, por donde llega el agua. <br /> *Diseñar en el proyecto un forjado sanitario (a medio metro sobre el suelo). Si no se desea esta solución, hacer una solera con piedras o piezas plásticas tipo “iglú” para que el agua que pueda filtrarse, circule a través de ella y salga ladera abajo. Sobre la solera impermeabilizar y aislar de manera concienzuda.<br /> *Asegurarse de que no habrá humedades ascendentes por capilaridad, haciendo una barrera en los muros a unos 35 cm. sobre el suelo para evitar humedades por salpicaduras de la lluvia.<br /> *Diseñar adecuadamente las cubiertas evitando grietas o fisuras por donde pueda entrar el agua. No dejar espacios de cubierta cerrados para permitir la dilatación, salida y ventilación del aire interior colocando algunas tejas de ventilación. Hacer juntas de dilatación para evitar fisuras al permitir los movimientos naturales de contracción y dilatación de la cubierta que se producen con los cambios de temperatura. Instalar canalones.<br />
  9. 9. Protección frente a la humedad:<br />
  10. 10. Protección frente a la humedad:<br /> *Diseñar cornisas y voladizos en la fachada donde suelen incidir las lluvias para evitar el choque directo de la lluvia en los muros. <br /> *Colocar goterones en voladizos, cornisas, vierteaguas, y en cualquier superficie horizontal por la que pueda deslizarse el agua de lluvia.<br /> *Vigilar la hermeticidad de la carpintería de puertas y ventanas para que no pueda filtrarse agua de lluvia a través de ella.<br />:<br />
  11. 11. Para eliminar el vapor de agua interior<br /> *Ventilar bien la casa para dejar salir el vapor de agua que respiramos las personas y el que se produce en cocinas, baños, etc.<br /> *Utilizar materiales de construcción que “respiren”, es decir, que dejen salir el vapor de agua que se genera en el interior de la vivienda. Esto implica la utilización de enfoscados, aislantes y pinturas de poro abierto.<br /> *Emplear deshumidificadores. También puede captarse la humedad mediante sales como el cloruro de calcio y evaporarse en el exterior en evaporadores solares, pero es necesario que luzca el sol.<br /> *No generar vapor: no poner la ropa a secar en los radiadores.<br />
  12. 12. Temperatura<br />2) Temperaturaa) Temperatura radiante. Es la temperatura del interior de un local cerrado.b) Temperatura media radiante. Es el promedio de todas las temperaturas superficiales relacionadas con sus áreas.TMR= t1.Á1+t2.Á2+…+tn.Án/Á1+ Á2+…+ Án<br />
  13. 13. Variables relacionadas con los cerramientos exteriores<br />Cerramientos transparentes – Efecto trampa. Se produce cuando hay radiación solar directa sobre un vidrio que delimita un local cerrado. El sol emite rayos de onda corta que pueden atravesar los vidrios. Estos rayos al reflejarse en los objetos se hacen de onda larga, lo cual les impide volver a cruzar el vidrio y se quedan en el interior, produciéndose así el efecto trampa que produce un excesivo calentamiento dentro de la habitación. El mismo es muy deseado en períodos fríos pero se vuelve insoportable en épocas de calor. Para evitarlo hay que evitar la radiación solar directa para lo cual se utilizan persianas, cortinas de enrollar, aleros, parasoles. Estos últimos deben colocarse horizontalmente en fachada norte y verticalmente en fachadas este y oeste pues los rayos llegan a estos más horizontalmente.<br />2) Cerramientos opacos laterales y superiores. Por ejemplo incorporando cámaras de aire como es el ejemplo de los muros dobles, o materiales con aire dentro como puede ser un quinchado. <br />
  14. 14. Variables relacionadas con los cerramientos exteriores<br />Cerramientos transparentes – Efecto trampa. Se produce cuando hay radiación solar directa sobre un vidrio que delimita un local cerrado. El sol emite rayos de onda corta que pueden atravesar los vidrios. Estos rayos al reflejarse en los objetos se hacen de onda larga, lo cual les impide volver a cruzar el vidrio y se quedan en el interior, produciéndose así el efecto trampa que produce un excesivo calentamiento dentro de la habitación. El mismo es muy deseado en períodos fríos pero se vuelve insoportable en épocas de calor. Para evitarlo hay que evitar la radiación solar directa para lo cual se utilizan persianas, cortinas de enrollar, aleros, parasoles. Estos últimos deben colocarse horizontalmente en fachada norte y verticalmente en fachadas este y oeste pues los rayos llegan a estos más horizontalmente.<br />2) Cerramientos opacos laterales y superiores. Por ejemplo incorporando cámaras de aire como es el ejemplo de los muros dobles, o materiales con aire dentro como puede ser un quinchado. <br />
  15. 15. Cartas Bioclimáticas<br />Son sistemas de representación gráfica de las relaciones entre las diferentes variables térmicas que influyen en la sensación del confort térmico. <br />Son diagramas psicométricos: relacionan temperatura y humedad, sobre los que se establecen las condiciones de confort en función de los índices térmicos. <br />Cada zona dispone de una carta bioclimática específica, dependiendo de las condiciones particulares de temperatura y humedad, representativa del clima. Sobre dicha carta se pueden estudiar las desviaciones respecto a la zona de confort y cómo actuar para volver a la misma<br />
  16. 16. Carta Bioclimática de Olgyay<br />Consiste en un diagrama de condiciones básicas donde el eje de las abscisas representa la humedad relativa y el de las coordenadas la temperatura.<br />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. <br />Se basa en unas condiciones muy concretas, para una persona con actividad ligera (paseando), vestida con ropa de entretiempo sin viento y a la sombra.<br />
  17. 17. Carta Bioclimática de Olgyay<br />En la figura aparece en gris la zona que corresponde al confort. <br />Esta zona está limitada por la temperatura del aire entre los 21ºC y los 27ºC y la humedad relativa entre 20% y 75%, con una zona de exclusión para el aire demasiado cálido y húmedo (sudor). <br />Además, el gráfico muestra:<br />las sensaciones fisiológicas de las zonas periféricas <br />los límites de la actividad <br />o el riesgo en función de las condiciones <br />de calor y humedad <br />la tolerancia a las bajas temperaturas <br />cuando aumenta el arropamiento.<br />
  18. 18. Carta Bioclimática de Olgyay<br />En la figura se muestra el desplazamiento de la zona de confort cuando se aplican medidas correctoras del ambiente:<br />Aumento de radiación incidente o soleamiento contra el frío. <br />Aumento de la velocidad del viento (m/s) contra el exceso de calor y humedad. <br />Evaporación adiabática (g agua/Kg aire) contra el exceso de calor y sequedad. <br />Es interesante para el estudio del ambiente exterior o clima, ya que se le puede incorporar los datos de temperatura y humedad del clima de una localidad, en diferentes meses y horas del día. También es un indicativo de las medidas de modificiaciónmicroclimáticas para corregir situaciones de incomodidad térmica al exterior. <br />
  19. 19.
  20. 20. Carta Vegetación México<br />
  21. 21. Carta Clima México<br />
  22. 22. Carta Bioclimática México<br />
  23. 23. Carta Bioclimática México<br />
  24. 24. Tipos de Clima México<br />
  25. 25. Determinación de aleros<br />Aleros, en la fachada sur.<br /> También son útiles en las orientaciones este y oeste. <br />Aletas en las orientaciones este y oeste y también útiles en el norte, para bloquear el sol en las primeras y últimas horas del día.<br />Priorizar la sombra en el oeste y el sur, ya que en la mañana el sol no constituye un problema crítico desde el punto de vista de la ganancia de calor. <br />
  26. 26. Determinación de aleros<br />Emplear elementos de sombra exteriores de color claro que transmiten luz difusa al interior y en dependencia de su forma pueden ayudar a elevar el nivel de iluminación en el interior. Estos elementos cuando son de color oscuro reducen la iluminación interior y contribuyen a la captación del calor solar. <br />Seleccionar los elementos de sombra exteriores fijos si se tiene un presupuesto bajo, ya que los ajustables son más eficientes desde el punto de vista de la iluminación pero sus costos iniciales y de mantenimiento son más altos. Es posible controlar automáticamente por medio de sensores lumínicos para lograr ahorros de energía. <br />
  27. 27. Elementos de sombra interiores.<br />Son menos efectivos que los sistemas exteriores porque permiten que el calor entre al interior del edificio. <br />El mejor tipo es la cortina de persianas ajustables, preferiblemente de color claro o de material translúcido.<br />En climas fríos, cada día adquiere más importancia la captación solar para el calentamiento pasivo de los espacios interiores, lo cual exige también del arquitecto el dominio de todo lo relativo a la trayectoria e incidencia solar<br />
  28. 28. Elementos de sombra interiores.<br />Son menos efectivos que los sistemas exteriores porque permiten que el calor entre al interior del edificio. <br />El mejor tipo es la cortina de persianas ajustables, preferiblemente de color claro o de material translúcido.<br />En climas fríos, cada día adquiere más importancia la captación solar para el calentamiento pasivo de los espacios interiores, lo cual exige también del arquitecto el dominio de todo lo relativo a la trayectoria e incidencia solar<br />
  29. 29.
  30. 30. Insolación<br />La Insolación es la cantidad de energía en forma de radiación solar que llega a un lugar de la Tierra en un día concreto (insolación diurna) o en un año (insolación anual).<br />Puede calcularse asumiendo que no hay atmósfera o que se mide en la parte alta de la atmósfera y se denomina insolación diurna o anual no atenuada o que se mide en la superficie de la Tierra para lo cual hay que tener presente la atmósfera y que en este caso se denomina atenuada siendo su cálculo mucho más complejo.<br />El langley (Ly) es una unidad utilizada para medir la radiación solar o insolación que llega a la parte superior de la atmósfera de la Tierra o a la superficie de la Tierra en un día o en un mes:<br />
  31. 31. Radiación global<br />El motor que determina la dinámica de los procesos atmosféricos y el clima es la energía solar. <br />El sol emite energía principalmente en forma de radiación de onda corta. Después de pasar por la atmósfera, donde sufre un proceso de debilitamiento (por la difusión y reflexión en las nubes) y de absorción (por las moléculas de gases y por partículas en suspensión), la radiación solar alcanza la superficie terrestre (océano o continente) que la refleja o la absorbe. La cantidad de radiación absorbida por la superficie es devuelta en dirección al espacio exterior en forma de radiación de onda larga, con lo cual se transmite calor a la atmósfera. El clima de la Tierra depende del balance radiativo.<br />
  32. 32. Zonas Climáticas<br />En la tierra existen dos zonas frías (en los Polos), dos templadas y una cálida.     <br />Las regiones que están en la zona cálida, tienen temperaturas muy altas durante todo el año. En ella abundan los desiertos.     Las regiones que están en las zonas frías, tienen temperaturas muy bajas durante todo el año y casi no existe vegetación.     En las zonas templadas, las temperaturas son moderadas, suben un poco en verano y bajan en invierno..<br />
  33. 33. Trayectoria solar<br />
  34. 34. Determinación de aleros<br />h=D*tan (altitud solar)/ cos (AZ solar - AZ ventana) h=D*tan (altitud solar)/ cos (AZ ventana - AZ solar)<br />Para proteger la ventana totalmente, hacer (h) igual a la altura de la ventana y hallar la profundidad requerida de alero D. Para un sombreamiento parcial de la ventana (h) puede considerarse 2/3 de la altura de la ventana. Cuando se requiere conocer la sombra proyectada por un elemento de dimensiones dadas, hallar (h) la sombra que proyectará para el mes/hora seleccionada<br />
  35. 35. Determinación de aletas<br />w= D*tan (AZ solar - AZ ventana) w= D*tan (AZ ventana - AZ solar)<br />Resolver para (w), ancho de la sombra o D, profundidad de la aleta, igual que en el caso anterior del alero. Asegurarse de que el signo de las ecuaciones sea el correcto, si los dos ángulos de acimut están en diferentes lados del Norte o están a ambos lados del Norte. Los métodos gráficos y con modelos físicos tridimensionales son los mas prácticos para los diseñadores y le proporcionan suficiente precisión. <br />
  36. 36. Método de proyección gnomónica o reloj de sol.<br />Se construye un modelo simple a la escala conveniente. Puede estudiarse el edificio completo o una parte de él, por ejemplo una de las fachadas. Se utilizará el indicador solar universal, el cual se colocará en la maqueta haciendo coincidir el norte de la gráfica con el norte del proyecto. <br />El gnomon o estilete debe tener la altura señalada . El estudio puede hacerse con el sol o con una lámpara de rayos paralelos. Se hace inclinar y rotar la maqueta hasta que la punta del estilete coincida con la fecha seleccionada, mes/hora. Pueden tomarse fotos de cada fecha estudiada para dejar constancia gráfica<br />
  37. 37. Gráfica Solar<br />Las gráficas se elaboraron para las latitudes que abarca la República Mexicana desde 16° al Sur hasta los 32° al Norte. <br />Están tabuladas las latitudes a cada  2 grados<br />En el primer renglón tenemos las 4 estaciones:<br /> Se unificaron otoño y primavera porque en éstas 2 estaciones equinocciales  los ángulos de los rayos son iguales. En el segundo renglón se tienen ángulos de la altura o rayos verticales y sus respectivas representaciones de manera gráfica. En el tercer renglón se encuentran plantas o ángulos horizontales y su representación gráfica. En dichas gráficas se representa el recorrido del sol por medio de rayos en lo 2 planos y están numeradas las horas de cada inclinación. <br />
  38. 38. Gráfica Solar<br />El paso del sol durante el curso del día está representado por las líneas curvas que corren desde el horizonte Este al Oeste; donde cada una corresponde a dos meses del año, excepto las extremas al Norte y al Sur. <br />La línea más al Norte representa el mes de junio, cuando ocurre el solsticio de verano. <br />En este mes se recibe la mayor radiación y los días son más largos que las noches. <br />La línea más al sur representa el mes de diciembre cuando ocurre el solsticio de invierno, cuando se recibe la menor radiación y los días son más cortos que las noches. <br />La línea intermedia que tiene la salida y puesta del sol coincidiendo con los puntos cardinales Este (90°) y Oeste (270°), corresponde a los meses de marzo y septiembre cuando ocurren los equinoccios, durante los cuales los días y las noches tienen igual duración. Estas líneas están cruzadas por las líneas horarias. De modo que el punto donde una línea horaria cruza la línea de paso del sol corresponde a la proyección en planta del sol para ese mes y hora. <br />
  39. 39. Gráfica Solar<br />En la graduación angular marcada alrededor del círculo puede leerse, para cualquier dirección a través de la posición del observador, la distancia angular a partir del Norte (ángulo de acimut). Una línea que una el centro de la carta y el punto correspondiente a una fecha (mes y hora) cualquiera, permite leer en el círculo graduado el ángulo de acimut. En los círculos concéntricos puede determinarse, para cualquier fecha, el ángulo de altura del sol sobre el horizonte, o sea los ángulos de altura del sol que van desde 0° en el horizonte hasta 90° en el cenit. <br />El Diagrama de Angulos de Sombra es una gráfica auxiliar que se emplea para determinar el comportamiento de los elementos de sombra. Se define por dos ángulos : el ángulo de sombra vertical (se representa en corte) y el ángulo de sombra horizontal (se representa en planta). <br />
  40. 40. Gráfica Solar<br />
  41. 41. Ángulo de sombra horizontal<br />El ángulo de sombra horizontal (ASH) caracteriza a un elemento de sombra vertical y es la diferencia entre el ángulo de acimut solar y el acimut de la pared. .En los dos diagramas superpuestos se muestra una selección de ángulo de sombra horizontal para una fachada orientada al NE con un acimut de 30° ó para proteger del sol a partir de las 7:00 a.m. que da un ángulo de sombra horizontal de 40°.<br />
  42. 42. Ángulo de sombra vertical<br />El ángulo de sombra vertical (ASV) caracteriza a un elemento de sombra horizontal, se mide en un plano vertical normal a la fachada considerada. La diferencia entre el ángulo de altitud solar y el ángulo de sombra vertical es la siguiente: el primero describe la posición del sol en relación con el horizonte, el segundo describe la acción de un elemento de sombra. Tienen igual valor sólo cuando el acimut solar y el acimut de la pared son iguales ASH=0. <br />
  43. 43. Empleo del método<br />estereográfico<br />Este método consta del Diagrama Solar y el Diagrama de Angulos de Sombra. <br />El Diagrama Solar es una representación estereográfica de la trayectoria solar, generalmente los libros traen los Diagramas Solares para varias latitudes norte y sur. En el Diagrama Solar, el centro de la circunferencia y el plano del papel en que está dibujado representan respectivamente la posición del observador y el plano horizontal a través de esta posición. El círculo con su punto medio como centro define el horizonte del observador.<br />

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