Fachada piel doble ventilada

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Fachada piel doble ventilada

  1. 1. La envolvente en edificaciones de oficina: La fachada dedoble piel ventilada en el clima calido humedo. Esquema de tiro de termico entre pieles de fachada .Fuente:Internet. Resumen. Esta investigación esta dirigida hacia el estudio de la capacidad de minimizar la ganancia de calor y el ahorro de energia que puede generar en la envolvente en edificaciones de oficina el uso de las fachadas de doble piel ventiladas en el clima calido humedo. Tomando en cuenta la experiencia en fabricación de cerramientos del tipo "Curtain wall"en aluminio y vidrio "Hecho en Venezuela" pero que originalmente fueron diseñados para resolver exigencias de climas diferentes al nuestro, se crea la necesidad de atender la investigación sobre sistemas,que mantienen la imagen de las fachadas convencionales pero con niveles de respuesta mas adecuados y no simplemente trasladados como los existentes.La fachada de doble piel ventilada se inscribe en el area de los sistemas reconocidos como eficientes en la reduccion de ganancia de calor de edificaciones para
  2. 2. oficina y por lo tanto de ahorro energetico,mostrando una posibilidad de aplicación a las variables climatologicas locales, a nuestra tecnología y ciudades con criterios de sostenibilidad.a.IntroduccionLa tecnología tiene un rol fundamental en el desarrollo de la humanidad.Se la acusa muchas veces de ser la responsable de gran parte de losproblemas ecológicos de la sociedad. Sin embargo, también hay quiendefiende que es clave para satisfacer las necesidades de una poblacióncreciente. Lo que es indiscutible hoy es que debe orientarse el desarrollotecnológico de una forma efectiva hacia -satisfacer las necesidadeshumanas en un marco de sostenibilidad, ....(1)Es una realidad actual quela mayoria de las envolventes para edificaciones de oficina(en venezuela)emplean cerramientos del tipo "Curtain wall",sino total o parcialmente pararesolver la relacion interior-exterior de los edificios con su entorno,estoderiva en la utilizacion de esta tecnologia con muy buenos resultados enlas areas de montaje y acabado final,variables estas intrinsecas de estecerramiento.Pero en la traslacion de estos esquemas a los paises tropicales,a pesar demantener estas ventajas, surgen desventajas como la premisa demantenerse cerrado al exterior(por tener una sola piel),lo cual obliga a lautilizacion de cantidades de energia excesivas para mejorar las condicionesde confort termico de los espacios internos.Esta sola condicion,entre otras mas, genera una cantidad de efectoscolaterales como :Excesivo consumo energetico,costo economico y deconfort termico.Esto apunta a restarle meritos a un cerramiento queempleado de otra manera,podria aportar mejorias a la envolvente deedificaciones para oficina.Esta investigacion intenta introducir aportes en lautilizacion de fachadas de doble piel en venezuela,empleando comomateriales basicos el aluminmio y el vidrio.b .Planteamiento del Problema.La experiencia internacional en el tema de la envolvente en edificios deoficinas se ha desarrollado por la demanda de sus clientes naturales queson las grandes corporaciones, radicadas en su mayoría en ciudades delhemisferio norte y con condiciones climaticas especificas de esas regiones.Hoy día esta demanda se expresa de diferentes formas pero con unelemento común , el uso de fachadas de aluminio y vidrio cerradas alexterior,que utilizan sistemas mecanicos de climatizacion.Los modelos producidos por esta interacción se han trasladado de un país aotro donde actúan las transnacionales de extracción y procesamiento dematerias primas y tecnologia, Venezuela no escapa a esa condicion,masaun por poseer grandes yacimientos de Bauxita, lo cual nos convirtió apartir de los años 70 en el séptimo productor a nivel mundial de Aluminio.Desde 1967 la empresa americana Reynolds en conjunto con la estatalAlcasa comienza la explotación y elaboración de aluminio primario en la
  3. 3. zona de Guayana después de Brasil, Venezuela tiene el parque industrialmas grande de Suramérica en el área del aluminio primario y de productossemi-elaborados y elaborados, esto nos aporta un basta experiencia en elconocimiento y la producción de perfiles de aluminio para consumo en laindustria de la construcción.Esta industria mantiene una fuerte influencia en la forma de resolver lafachadas a través del uso de sistemas como el curtain wall y cristalesreflectivos de colores para el cerramiento de envolventes de edificacionesde oficina, por lo tanto la envolvente en edificaciones de oficina enVenezuela adopto el curtain wall, con la sola finalidad de aislar, con unsentido estético y de imagen en su expresión mas estricta, para proyectarla imagen corporativa de un cliente , mas que tomar en cuenta el entornoy sus variables climáticas como determinantes de la morfología de laenvolvente del edificio.Los resultados están a la vista, edificios cerrados, sin contacto con suentorno, que requieren altos niveles de consumo energético paraacondicionar sus espacios.Históricamente la mayoría de los edificios de oficina originalmente eranconstruidos por encargo de un cliente y por lo tanto debía representar laimagen corporativa del mismo (Ej. Seguros La previsora) o por lo menos eseso lo que se ha pretendido, luego en el tiempo este esquema se modificopor que no respondía a un solo propietario sino a un arrendamientocolectivo (Ej.: Torre Europa, multicentro empresarial del este) y asísucesivamente ha ido variando la demanda.Esto con toda seguridad ha determinado la forma de abordar el tema, perolo que es común a una gran cantidad de casos, es la poca importancia quese le ha conferido al papel de la envolvente como filtro entre lascondiciones internas y externas, que intercambia energía con su entorno.No obstante, existen también edificaciones que gracias a suscaracterísticas intrínsecas (orientación, configuración, disposición deaberturas, tratamiento de fachadas, etc.) logran un excelentecomportamiento bioclimático a menores costos, menor consumo energéticoy menor dependencia tecnológica, a los cuales pudiera considerárselesigualmente inteligentes y, quizás, hasta sabias. Ejemplo de ello en nuestropaís lo ha sido, entre otras, las obras de arquitectos como C. R. Villanueva,F. Vivas, T. y E. Sanabria, G. Legórburu y J. Alcock(2)Esta gran experiencia de la arquitectura venezolana expresada en la obrade estos arquitectos fue desplaza por la tipologia del curtain wall que se haimpuesto por ahora como el cerramiento de mas uso para edificaciones deoficina debido ha su aporte en cuanto rapidez de montaje,bajomantenimiento y valor agregado en cuanto a prestigio se refiere, pensandoen lo estético, en lo corporativo, en la imagen en su expresión másestricta.A pesar de que se emplea esta tecnologia y materiales para generar unatipología que no responde a orientaciones de norte-sur o este -oeste, laresolución es igual hacia cualquier punto cardinal o dirección de vientos,noevalúan su entorno y se mantienen como pieles no operativas.La envolvente en fachadas para edificaciones de oficina sufre de varios
  4. 4. fenomenos fisicos (ruido,insolacion,ganancias de carga de calor)productode la accion del clima expresado a traves de:- Efecto invernadero que no es mas que la absorcion parcial atraves de los cerramientos exteriores de las radiaciones solares,que luego quedan atrapadas al interior de los espaciosaumentando el calor interno por lo cual se requiere acondicionar elaire de manera artificial(medios mecanicos) consumiendo unporcentaje importante de energia.-Insolacion en las fachadas este,oeste y sur.,o cual ha obligado acerrarse al exterior aumentando el uso del la iluminacion artificial ypor ende de la energia electrica.-La contaminacion sonica producto de la vida urbana.Las ventanas y otras aberturas ofrecen vista al paisaje y permiten el pasode luz y ventilación natural. En contraposición, la luz solar con entradadirecta a través de las ventanas puede representar una alta ganancia decalor hacia el interior de los ambientes. Esto puede significar más de lamitad de las cargas de energía de enfriamiento en una edificación con aireacondicionado.(1)Las técnicas de mitigación de las ganancias solares relacionadas con elsombreado, ubicación y orientación de las aberturas o ventanas y con lacalidad de los vidrios, deberán estar en armonía con las decisiones deimplantación y distribución de los espacios interiores. El uso de estasestrategias, o la combinación de ellas, es la forma más efectiva de alcanzarel confort térmico y lumínico en forma natural, o de reducirsignificativamente el consumo de energía del sistema de aireacondicionado.(1)Comportamiento termico del vidrio.Imagen.Tomado del manual del Idec.(1)Debido a lo anterior, se ha desprestigiado, el uso y la combinación demateriales como el aluminio y el vidrio en la elaboración de cerramientospara edificios de oficina. Estos materiales cumplen con los requerimientosde protección, durabilidad, belleza y bajo mantenimiento, que también sonimportantes en el hecho arquitectónico, Pero,¿Cuál es el aporte ambientalde la envolvente en su configuración actual en estos edificios?, así comoesta configurada actualmente ,¿que relación mantiene con el uso racional
  5. 5. de la energía, el confort ambiental interno y el uso sustentable de losmateriales? pareciera que la combinación de materiales como el aluminio yel vidrio solo responden a un contenido de imagen con intereses deproyección corporativa, inmobiliaria e inclusive publicitaria, y no al de lacalidad o durabilidad, pero no es el caso nuestro estudiar la percepción deestos cerramientos, lo que nos ocupa, es la efectividad de los mismos en elbalance interior-exterior de las edificaciones y su aporte en la calidad devida de sus usuarios.Conceptualmente la fachada acristalada resuelve aspectos constructivoscomo rapidez de montaje, mantenimiento, durabilidad y economía. Susdebilidades se encuentran en alto consumo energético para producirlas ensu etapa primaria ,por ser cerramientos cerrados o con pocos abrientes esobligatorio el uso del Aire acondicionado, la utilización de un altoporcentaje de cristales reflectivos que reflejan los rayos del solproduciendo el recalentamiento de su entorno cercano.Por eso no mantener la configuracion de una sola capa e introducir la doblepiel, como una barrera más eficiente sin perder los factores culturalesrelacionados con el uso de este tipo de fachada.Solo a través de la introducción de cambios en los esquemas actuales sepodrá impulsar una actividad constructiva responsable y comprometida conel uso racional de la energía, el confort térmico y visual y el usosustentable de los materiales.Entonces se crea la necesidad de atender la investigación en laintervención de estos sistemas y adecuarlos a niveles propios de nuestrasnecesidades en temas como el clima, la tecnología, la técnica y lasciudades. Se plantea el cambio de esta situación a través del estudio einvestigación de la envolvente en edificaciones de oficina en susvariaciones fachada doble piel ventilada.
  6. 6. C.C.El recreo.Fuente:Propia.c. Objetivo general.Demostrar la efectividad de las fachadas doble piel ventiladas comosistemas de refrescamiento pasivo en el clima calido humedo y su posibleaplicacion en busqueda de reducir la ganancia de calor y el consumoenergetico .d. Objetivos específicos.1ro.Estudiar históricamente el desarrollo de la envolvente paraedificaciones de oficina en Venezuela e inventariar la situación actual, suconfiguración, los materiales que se utilizan e identificar en los mismos lasposibles mejorías o innovaciones.2do.Identificar los parámetros de control térmico, ventilación e insolaciónque determinan a las fachadas doble piel ventiladas.3ro.Establecer estrategias de sostenibilidad que contengan aspectos comola coordinación dimensional ,la deconstruccion y el reciclaje para lossistemas de fachadas de doble piel ventiladas.4to.Detallar las posibles configuraciones para fachadas doble piel
  7. 7. ventiladas, que cumplan con los criterios de diseño, costos yfuncionamiento predeterminados para el clima calido humedo.5to.Fundamentar el conocimiento del sistema de fachadas doble pielventiladas para envolvente de edificaciones de oficina en el clima calidohumedo ,basado en criterios de sostenibilidad dirigidos a reducir laganancia de calor y el ahorro energetico .f. Justificación.El mercado de la construcción en Venezuela contiene una oferta conocidade alternativas de soluciones para envolvente en edificaciones deoficina.Sintetizando estas alternativas se expresan en:-Cerramientos opacos de concreto o manposteria y ventanas.Foto :Torre America.Fuente:www.inmobilia.com- Muros cortinas en aluminio y vidrio reflectivo totalmentecerrados.
  8. 8. Foto:Curtain wall.Fuente:InternetAmbos dependientes del acondicionamiento artificial de sus espaciosinternos, de estética y prestación producidos con patrones trasladados porlas grandes compañías de extracción de materias primas y su manufactura.No es raro encontrar los mismos tipos de ventanas y fachadas acristaladasen países con climas tan diferentes cono pueden ser Venezuela y argentina, esto se debe a la forma en que se comercializa o transfiere (siendooptimista) la tecnología y los modelos de estos productos, que no es sino através de la red de empresas transnacionales que se ocupan del tema.No negando los avances constructivos de esta tecnologia y las bondades delos materiales empleados,si identificamos una incongruencia climatica ensu aplicacion,que obliga a la innovacion en el area de las configuracionesde aplicacionde estas fachadas para envolvente de oficinas.Tanto asi,que el consumoenergetico promedio para edificaciones de oficina en venezuela porconsumo de aire acondicionado puede llegar hacer el 46% y el deiluminacion artiifcal el 32 % del total de la edificacion.Para ello se expone una reflexión sobre construcción de los edificiossostenibles, en lo que se refiere a la conservación de la energía y de losrecursos naturales, la reutilización de estos recursos, la gestión del ciclo devida, tanto de los edificios como de los materiales y componentesutilizados y las consideraciones a destacar en cuanto a la calidad de lasedificaciones, tanto en lo que se refiere a materiales, edificaciones yambiente urbanizado.Es por eso que se hace necesario regresar al encuentro de esa arquitecturaque representa la ciudad,el clima,la gente y su cultura,con una visionprogresista y responsable de su papel ecologico y con una identidadorientadora de nuestros valores arquitectonicos.Pareciera que el tema de laarquitectura de oficinas no es el mas indicado por estar muy ligado a lainfluencia internacional,pero insistimos en repensar el tema hacia nuevaescala de edificios eficientes.En paises de la region con un desarrollotecnologico y clima similares,como puede ser colombia,hay experienciascomo la del arq.Jorge Ramirez,que intentan difundir un mensaje sobre laarquitectura bioclimatica y sus ventajas,que se adpta mucho a nuestro
  9. 9. contexto socio-economico.Arquitectura Bioclimatica.Bogota,Colombia.Arq.Jorge ramirez.Ya esta vigente en la ciudad de Maracaibo una ordenanza sobre calidadtermica de las edificaciones,que crea un marco legal para incentivar laintroduccion de elementos alternativos en el tratamiento de lasenvolventes para edificios de oficina.Destacar las ventajas del uso deestrategias de diseño para reducir el consumo energetico y mejorar enconfort termico a traves de politicas de estado como EULEB(Europeanunion low energy building) o el USGBC(U.S.green building council) podrianayudar a impulsar la implementacion de leyes y normas para reducir elconsumo energetico,aun que sabemos que hay factores que atentan contrael establecimento de tecnologias en estudio,tales como:el costo y elconocimiento tecnico por parte de los profesionales del area.Esta investigacion debera hacer aportes en el conocimiento de:-Los costos de construccion,y como los mismos se amortizarian por elahorro en el tiempo de energia y mantenimiento de la fachada.-Un aporte en el conocimiento tecnico relacionado con lafabricacion,conformacion y montaje de las envolventes para edificacionesde oficina en su expresion de fachadas doble piel ventiladas.-Conocimiento teorico sobre el comportamiento y rendimiento termico yenrgetico de la envolvente para edificaciones de oficina en su expresion de
  10. 10. fachadas de doble piel ventilada.g.Antecedentes.A mediados de los años sesentas (1963) los hermanos Olgyay proponen eltérmino «Diseño Bioclimático» tratando de enfatizar los vínculos ymúltiples interrelaciones entre la vida y el clima (factores naturales) enrelación con el diseño, también exponen un método a través del cual eldiseño arquitectónico se desarrolla respondiendo a los requerimientosclimáticos específicos. Más adelante surgieron otras definiciones comodiseño ambiental, ecodiseño, diseño natural, biodiseño, etc. en realidadtodos tratan de establecer la importancia del diseño basado en la relaciónHombre-Naturaleza-Arquitectura.Hay casos de la arquitectura venezolana que han mostrado interes porresolver la fachada en edificaciones en edificaciones de oficina otorgandoleel protagonismo en la interfase interior-exterior como se expresa en laobra del arq.tomas Sanabria(Sede Electricidad de caracas,Banco central devenezuela,..)Sede Banco central de venezuela.Fuente:www.entrerayas.comFirmas de arquitectos como Kennet Yeang, T. H. Hamzah&-Yeang, NormanFoster, Renzo Piano, Richard Rogers, Tomas Herzog, entre otras, hanconstruido una práctica global del diseño ecológico, no es sólo imaginar, estambién explotar las fronteras científicas del diseño ecológico y todas lasimplicaciones de la construcción vertical donde la arquitectura tiene latarea de mantener un equilibrio responsable, que asegure una mejorcalidad de vida.Mitigacion de cargas de calor solar.Entre las innovaciones para reducir la ganancias de calor al interior através fachadas de vidrio se encuentra el doble vidrio convectivo. Sistemade enfriamiento pasivo que se combina adecuadamente con los sistemasde acondicionamiento activo para disminuir la potencia y el consumo deenergía del aire acondicionado. Consiste en una fachada doble de vidriosventilada por la parte inferior y superior (como muestra la figura); estopermite que flujos convectivos de aire ascendentes se lleven parte del calorreirradiado.(1)
  11. 11. Imagen.www.greenbuildings.comDesde hace algunos años se han desarrollado diversos estudios obre laintegración de sistemas especiales de control ambiental (Serra y Coch,1995), los cuales se basan en el tratamiento interrelacionado de loscomponentes arquitectónicos a fin de cubrir los requerimientos dehabitabilidad de las edificaciones.(1).El diseño adaptable al medio ambiente encuentra en complejas estructurasdel mundo vegetal y animal muchos indicadores para posiblesinvestigaciones científicas. Un mejor entendimiento de estos sistemaspuede ayudar a encontrar un acercamiento holístico a la arquitectura engeneral. El uso de nuevas herramientas para el diseño del edificio delComerzbank (Francfort) fue importante para el correcto funcionamiento deesta estructura donde se efectuaron una serie de pruebas y simulacionespara llegar al diseño arquitectónico desarrollando tecnologías y conceptospara el ahorro de energía. Estos experimentos fueron realizados en eldepartamento de ingeniería de Roger Preston&Partners.Las fachadas pueden lograr una independencia energética del edificio algenerar su propia energía por medio de sistemas fotovoltaicos, viento uotras energías alternativas integradas. Un ejemplo de ello es la Torre deTurbinas de Richard Rogers, en Tokio, que usa turbinas y celdasfotovoltaicas, o el Centro Cultural de nueva Caledonia de Renzo Piano. Latransformación de la luz en electricidad utilizando el sol como fuentegratuita de energía fue propuesta por el físico Henry Becquerel, y laprimera fachada del mundo completamente integrada de paneles
  12. 12. fotovoltaicos está en Suiza, en el edificio sede de la empresa Flachglass,AG.El proyecto de Yeang, Eco Torres en Londres, es un ejemplo claro deldiseño de fachadas bioclimáticas. Este diseño destaca por su paisajevegetal vertical integrado a las fachadas que protege del clima exterior,uso de balcones verdes. La correcta orientación de su envolvente ayuda ala ganancia de calor en temporada de invierno, y sombra durante elverano; las ranuras en las fachadas norte y sur generan una ventilaciónnatural; a cada fachada están integradas persianas operables que seajustan a la estación del año; la vegetación además de controlar el vientoabsorbe cierta cantidad de energía, con lo cual se genera un ecosistemainterior agradable.h.La propuesta.Caracteristicas.Por naturaleza, el ser humano se protege y adapta a las diferentescondiciones del clima y medio que lo rodea. La piel desempeña un papelimportante ya que para cada clima esta cubierta cambia su color, grosor,hidratación o textura; asimismo, es flexible ante las variaciones detemperatura que experimenta, con lo cual cumple su principal función:protegernos del medio externo.(6)Uno de los sueños de la arquitectura bioclimática es crear una piel en losedificios que asemeje su funcionamiento al de la piel humana, que seaflexible, proteja, regule y reaccione ante el clima exterior.En edificios para oficina la envolvente es un elemento importante pararesolver problemas de energía y fomentar su sustentabilidad ya que susuperficie puede ser aprovechada para integrar otras funciones que vayanmás allá de la estética.La envolvente de un edificio, como la piel humana que no es inerte, puedecambiar por sí misma de una forma dinámica con el fin de reducir elconsumo de energía que requiere la construcción, por medio de sistemassimples de control manual o automático, integrando elementosconstructivos al exterior con funciones individuales omultifuncionales que se ajustan a las variaciones del ambiente paramantener el confort con el menor uso de energía, ello le da a laenvolvente una piel con elementos que actúan con autorregulación.Así como la piel humana está formada por varias capas con múltiplesfunciones con control integrado, en un edificio la envolvente forma partedel sistema estructural y deberia ser una parte que trabaje junto a otras,todo dirigido a mejorar las condiciones de consumo de energia y conforttermico.La envolvente con caracter bioclimático es un elemento que realiza lafunción de envolver el espacio habitable interior; su diseño y construcciónforman un potente controlador del medio ambiente interior en términos deluz, calor, sonido, ventilación y calidad del aire. Tiene la capacidad deresponder a los cambios del medio ambiente de acuerdo con el clima ypara ello reducir el consumo de energía.
  13. 13. Las alternativas para mejorar el comportamiento termico y reducirel consumo de energia derivado del uso del aire acondicionado eiluminacion artificial para envolventes de edificios de oficina sonvariadas y estan determinadas por el clima y nivel tecnologico oeconomico del pais de origen o consumo.sabiendo esto nospasearemos por un inventario de opciones de las cuales rescataremos enalgunos casos lo conceptual,lo tecnologico y hasta lo cultural.Se han desarrollado varios métodos en fachadas, como ventilación natural,enfriamiento durante la noche, manejo de luz de día, generación deenergía solar, entre otros.Ahora las fachadas pueden ser multifuncionales, capaces de cambiar suspropiedades térmicas, transmisión, absorción, permeabilidad, modificar sucolor, su transparencia, características ópticas, protección térmica y solar,difusión de la luz y seguridad.Asimismo son capaces de obtener información de los datos ambientales,como velocidades del viento o radiación solar, también se integranelementos físicos hasta nivel manométrico con materiales con propiedadesvariables y habilidades dinámicas.Entre las funciones que se pueden integrar a una fachada está el sistemade control del edificio. BMS Building Management System, que es la unidadcentral que recibe toda la información de los diferentes sensores delexterior, capaz de monitorear el clima, cambios de temperatura, sistemaspasivos y activos, activa el sistema que asegure el más eficiente uso deenergía.La base de datos integrada en una fachada tiene la capacidad de registrarinformación sobre el clima, almacenar, anticipar el estado de tiempo ycalcular los niveles de sombra con base en un sistema de sensoresexteriores y un cerebro central, así como realizar la lectura de informaciónambiental que captura detalles en tiempo real de condiciones climáticasfuera y dentro del edificio.Estos datos son importantes para determinar el control y toma dedecisiones de las tecnologías inteligentes, los datos típicos obtenidos son:temperatura exterior, temperatura de fachada, humedad, insolación solar,temperatura interior, niveles de iluminación natural y velocidad del viento,entre otros.Al integrar un sistema de manejo de iluminación natural la envolventetiene capacidad para ajustar los niveles de iluminación con sistemas queresponden a los ángulos solares ajustando la posición correcta paraobtener óptimos niveles de sombra, reflexión, guía de la luz, control ytransporte de luz solar. El control solar en las fachadas está basado en elestudio del movimiento del sol, y con ello es posible dirigir persianas yotros sistemas de sombra.Es importante destacar que en venezuela hay una experiencia importanteen el estudio y aplicacion del uso de las protecciones solares enedificaciones institucionales,solo hay que acercarse a la obra del Arq.Carlosraul villanueva o Arq.Tomas sanabria de los años cincuenta,paracomprobar lo dicho,pero por alguna razon la estrategia de mitigacion deganancias de calor a traves del uso de los parasoles se ha diluyendo,casihasta desaparecer,presumimos,sin tener datos precisos por razones
  14. 14. economicas y esteticas.Es un dato a tomar en cuenta ya que no podemos descartar el uso de estoscomponentes en la envolvente por que,"los protectores solares exterioresson el método más efectivo para reducir las ganancias de calor a través delas aberturas y ventanas. Esta reducción puede estimarse hasta en 80% enel caso de ventanas con vidrios claros simples (ASHRAE 1989)".(1)El control de ventilación, de temperatura, dispositivos de enfriamiento,sistema de fachada simple y doble o cámara de aire ventilada, son otrasfunciones que ya se integran en las fachadas en diferentes partes delmundo.Pero todo esto no sería posible sin la investigación, la tecnología y unesfuerzo multidisciplinario, en donde el diseño arquitectónico desempeñauna tarea importante.Diferentes elementos se integran a la fachada, como paneles, persianas,parteluces metálicos, persianas de vidrio, de diferentes y nuevosmateriales. A su vez, a estos elementos se integran sensores, celdasfotovoltaicas, reguladores de viento, etc.Algunos ejemplos son los tejidos metálicos, que se utilizan como pantallasde control de viento y control solar externas, las cuales generan sombras ya su vez cambios de ambientación constantes en el interior desde dondeéstas resultan casi transparentes. Según su diseño y material, puedenllegar a disminuir hasta el 50 por ciento de aportación térmica en lasfachadas.Por su parte, las persianas de vidrio son utilizadas en fachadas para controlsolar, regular los niveles de iluminación natural y generar energía.Instaladas generalmente en grandes superficie de vidrio, estas unidadesson móviles y controladas automáticamente. Según la posición del sol,pueden ser transparentes, holográficas, estampadas, reflectivas o concélulas fotovoltaicas opacas, traslucidas o transparentes; se pueden colocarde forma horizontal o vertical. Las hay en diferentes materiales,principalmente en vidrio y aluminio.A los módulos de fachada se han integrado diferentes tecnologías comovidrios holográficos, persianas integradas, gas argón, entre otros. Tambiénse ha buscado mejorar su resistencia al fuego, al agua y al viento, ademásde ser capaces de operar de forma independiente su apertura para brindarventilación natural al interior del edificio.Existen importantes proyectos e investigaciones sobre las fachadas quenos permiten visualizar qué tan lejos se puede llegar y explotar estosvolúmenes.Entre las especulaciones que aporta esta nueva rama de la investigaciónpodemos encontrar edificios cuyas fachadas y techos sean de materiavegetal, o incluso de piel, aportando calor de calefacción por medio devenas en las que circula sangre, o savia. Las paredes se calentarían oenfriarían según la estación, y aportarían oxígeno para la ventilación; laestructura sería capaz de obtener por sí sola los nutrientes necesarios para
  15. 15. que nuestro hogar se mantenga siempre vivo y en forma.El proyecto, en conjunto, crea un ambiente más humano para el usuario ygracias a su diseño los sistemas mecánicos de climatización seránutilizados con poca frecuencia.La fachada de los edificios no serán consideradas por mucho tiempo comouna envolvente estática e inerte, una barrera sin una dinámica con elmedio ambiente, sino un filtro con energía que pasa por él para serexplotada, una fachada bioclimática será una importante aportación para laenvolvente del futuro, diseñada y equipada para tomar ventajas de lasnuevas tecnologías nanométricas y ofrecer una nueva estética para laarquitectura bioclimática.En un futuro las fachadas serán un elemento importante de sustentabilidadde los edificios; en un mundo con 11 billones de habitantes o más, seráinevitable la búsqueda de recursos renovables por medio del sol, aire, aguay tierra. Generar energía será un paso importante en el desarrollo de laarquitectura.Contextualizando la propuesta.Lo anteriormente expuesto nos da una idea de las posibilidades de laenvolvente como ente BIOCLIMATICO regulador de la arquitectura, sepresenta desde el punto de vista funcional varios tipos de fachadas devidrio y aluminio par envolvente de edificaciones para oficina como los son:a. La fachada unicapa acristalada soportada por una estructura de perfilesaluminio con cristales claro, de color o reflectivos.b. La fachada unicapa acristalada soportada por una estructura de perfilesaluminio con cristales claro, de color o reflectivos con parasoles.c. La fachada unicapa de doble acristalamiento soportada por unaestructura de perfiles aluminio con cristales claro, de color o reflectivos.d. La fachada unicapa de doble acristalamiento soportada por unaestructura de perfiles aluminio con cristales claro, de color o reflectivos conparasoles.e. La fachada doblef. La fachada doble con parasolesg. Fachada doble con parasoles y ventilación naturalh. Fachada doble con parasoles y ventilación mecánicaCuando nos referimos a la función, es a la función de las partes, es decir,el cristal, la estructura de aluminio, los componentes y la configuración o lafunción derivada del diseño, en el caso de los cristales puede ser por suespesor o apareamiento, color y tipo.El espesor para fachadas del tipo curtain wall usualmente esta determinadopor el tamaño del panel acristalado generado por la modulación de lafachada, la altura de la edificación y su relación con los vientos, el tipo deestructura que va a soportar su peso, van desde 6, 8,10 y 12 m. m. y encasos especiales se utiliza vidrio cámara o blindado según el requerimientoespecifico al cual es solicitado.
  16. 16. Imagen:vidrio camara.Fuente:internet.El color de los cristales esta íntimamente ligado a su comportamientotérmico y por lo tanto al de la edificación, la variada mas utilizada enVenezuela para fachadas del tipo curtain wall son los llamados reflectivos,los cuales parten de vidrios de color claro, bronce o gris(colores básicos) yluego se le adiciona a través de un proceso electroquímico una capareflectante y una película de polivinilo butiral de color o no según se desee.Esto produce una gama grande de tonos y colores, que los cauterizandándole propiedades de absorción, emisividad y reflectancia diferentes.Los tipos de vidrio mas utilizados en la construcción son el templado,laminado, el monolítico o crudo. Para fachadas del tipo curtain wall seatizan los laminados reflectivos, aun que en casos como las torres deoficina del Centro Simón Bolívar en el Parque central se utilizarontemplados debido al empuje del viento en los pisos superioresLa función de la estructura de aluminio es importante en cuanto esta estepredeterminada por diseño a absorber diferentes tipos de variables como:altura de entrepisos, componentes, y los movimientos propios de cualquierestructura, básicamente hay cuatro tipos de estructura para fachadascontinuas de aluminio y vidrio, y son las siguientes:1. La fachada que se armando por sumatoria de piezas verticales yhorizontales hasta constituir una malla a donde se colocaran los panelesacristalados.
  17. 17. Imagen:fachada tipo 1.fuente:internet.2. La fachada que se coloca por módulos prearmados con piezas verticalesy horizontales y que luego por apareamiento se constituyen en una malla adonde se colocaran los paneles acristalados.Imagen:fachada tipo 2.Fuente:internet.3. La fachada que se coloca por módulos prearmados con piezas verticalesy horizontales y paneles acristalados, constituyendo la fachada casiterminada.4. Esta última muy poco utilizada en Venezuela es la fachada donde loscristales (templados) son auto-portantes y hacen las veces de elementosestructurales horizontales de unión entre perfiles verticales estructuralesde guía en aluminio o acero inoxidable, constituyendo la fachada casiterminada. Ej. Obra Galipan, Chacao, Caracas.
  18. 18. Kadoorie biological sciences building, Hong Kong.www.hku.hkLos tipos de vidrio mas utilizados en la construcción son el templado,laminado, el monolítico o crudo. Para fachadas del tipo curtain wall seatizan los laminados reflectivos, aun que en casos como las torres deoficina del Centro Simón Bolívar en el Parque central se utilizarontemplados debido al empuje del viento en los pisos superiores. Loscomponentes como parasoles, rejillas de ventilación, pasarelas, rieles paramantenimiento y otros, están dispuestos en la fachada como elementoscolaborantes en los aspectos de sostenibilidad y habitabilidad y con esto noqueremos reducir su condición de accesorio, sino destacar la flexibilidad yversatilidad de este tipo de fachada para adaptarse a las diferentesvariables del contexto físico y tecnológico, es por eso que esquemasfabricados originalmente para otras latitudes aportan posibilidades deaplicación para nuestro clima.
  19. 19. i.La aplicacion en el clima calido humedo de sistemas de fachadadoble piel ventiladasEl desarrollo de un siistema de fachada doble piel ventilada paraenvolvente de edificaciones de oficina,que opere como un sistema derefrescamiento pasivo,esto quiere decir que retomariamos la fachadatradicional de aluminio y vidrio llamada del tipo "CURTAIN WALL" en susfortalezas de durabilidad,tecnologia,acustica,estanqueidad ,imagen ytransparencia ,dejando de lado,el clasico esquema de fachadacompletamente cerrada y que se apoya para su existencia en el uso delaire acondicionado y luz artificial desmedido.Este sistema de fachadafuncionaria como un filtro permeable a las condiciones externas ,sacandoprovecho de las variables climaticas como la luz,humedad,calor y el viento.Foto.Detalle proteccion solar.Sede laboratorios Bayer,Alemania.La fachada de doble piel es normalmente compuesta por dos "pieles"separadas por un corredor . la camara de aire entre las capas de vidrioactúa como un amortiguador frente a las condiciones climaticas externas.Las protecciones solares a menudo se encuentran entre las dos pieles.Todos los elementos pueden ser dispuestos en diversas combinaciones deambas membranas.El sistema de doble piel se utiliza normalmente para mejorar el impactomedioambiental de la construcción de la piel. Esto incluye la reducción delos costos de la energía, así como la mejoras en cuanto habitabilidad. Lasestrategias incluyen la ventilación natural, luz natural / sombreado y lamitigacion de ganancias de calor.La ventilación natural es un factor clave en el sistema de doble cara, el usopasivo de las corrientes de aire en vez de un medio mecánico de aireacondicionado reduce el consumo de energía,la capa exterior de la doblepiel crea un estrato de aire que no se ve afectado por la alta velocidad delviento. Esta zona de amortiguación,es un componente clave de la fachadade doble piel.La Luz natural reduce la necesidad de luz artificial,beneficiando el ahorrode energía,ademas se ha demostrado que el acceso a la luz del día semejora la comodidad y rendimiento de los trabajadores. La fachada dedoble piel, con su extensa cobertura de acristalamiento, ofrece amplioacceso a la luz del día.Cuando luz natural no controlada -- sobre todo en fachadas oeste -- puederesultar en recalentamiento excesivo y deslumbramiento, la camara de airede la doble fachada se utiliza como un tiro para extraer el calor y es unespacio para incorporar las protecciones solares.El control de la ganancia de calor solar en fachadas de doble piel se obtienemediante el uso de cristales espectralmente selectivo, junto con lasprotecciones solares en la camara de aire-- típicamente persianas
  20. 20. horizontales --, así como la capacidad de este corredor en sí para absorberalgunos rayos solares.Las protecciones solares puede ser fijas o elementos accionables desde elinterior por el ocupante o por los sensores dentro del edificio. En losedificios de que utilizan quiebrasoles externos ,son en su mayoria fijos ypor lo general no son eficaces para todas las condiciones de sol, sobre todoen ángulos bajos donde el sol incide temprano en la mañana o al final de latarde.Edificio lavola,Barcelona,España.Fuente:www.ecoedificio.esEl corredor o camara de aire.El diseño apropiado del espacio entre pieles es fundamental para la doblefachada,este permite mejorar el flujo de aire, control de sonido y otrosbeneficios.La dimensión real de la camara de aire(al no ser susceptible de arrendar),y no el gasto adicional de la capa de vidrio, puede ser el factor económicoque disuade a la aplicación comercial de estos sistemas.
  21. 21. Foto.Detalle camara de aire.La camara de aire puede ser continua verticalmente (indivisa) en toda lafachada para extraer el aire hacia arriba utilizando la física de los principiosnaturales (aire caliente sube), o ser dividido verticalmente encorrespondencia con la distribucion interna de los tabiques para optimizarel efecto chimenea.Las aberturas en la parte superior de la cámara de aire en un tiro de airecaliente y el aire fresco de reemplazo se basa en el del exterior. Sinembargo, sin aberturas en la parte superior del corredor, las oficinas en lasplantas superiores pueden sufrir el recalentamiento debido a laacumulación de aire caliente al nivel de altura adyacente a su espacio.El diseño del espacio de la cámara de aire también tiene un impacto en lalimpieza. Algunos espacios de camara de aire incorporan parrillas abiertasa nivel de cada piso. Estos permiten el flujo de aire a través del espacio yproporcionan una plataforma sobre la que ponerse de pie para limpiar ladoble fachada piso por piso. En un espacio dividido, al interior ventanas, laventilación se puede utilizar si o no, las ventanas funcionarán comopaneles de acceso para entrar en el espacio por razones de mantenimiento.En caso de que halla que acceder para la limpieza, el interior es deberíatener una dimensión alrededor de los 600 a 900 m.m. de distancia. Cuandolas dimensiones son pequeñas, la limpieza se hace desde interior delespacio de oficinas y requiere que los paneles ventana sean abrientesplenamente para proporcionar un acceso adecuado para la limpieza.Una de las principales preocupaciones de la doble fachada sistema es lapotencial acumulación de condensación en el espacio aéreo, sobre todo enclimas húmedos, es esencial el flujo continuo de aire a través del corredorpara evitar cualquier condensación que pueda ocurrir.Ventajas
  22. 22. • Protección de la fachada interior, que ahorra costos de mantenimiento.• Mejora la calidad del aire por renovación.• Posible ventilación natural en algunas areas mediante la doble piel.• Reducción de Ganancias termicas por acción del viento.• Protección acústica del ruido del tráfico o de otras actividades urbanas.• Protección al viento, se pueden abrir ventanas en edificios altos.• Posible conexión visual con entornos agradables.• Simplificación de la proteccion solar a la radiación que pueden quedarprotegidasdel viento.• Reducción del consumo energetico.Desventajas• Costos de construcción mayores que los de una fachada convencional.• Incendios: No esta claro si son favorables o desfavorables al conectarpisos entre si.• Reducción de la superficie útil: El vacío de la cámara puede variar de 20cma dos metros. La profundidad influye en el comportamiento (si es mayormás aisla).• Costos adicionales de funcionamiento: Limpieza, inspección , serviciosetc..• Incremento de velocidad del aire en la cámara, especialemente enedificiosaltos.• Peso superior de la estructura: Lo que incrementa los costos.• Luz natural : Existe una posible reducción de la luz que penetra en loslocales.• Aislamiento acústico: Pueden darse conexiónes acústicas entre pisos,o no.j.Fundamentos tecno-cientificos sobre FDPV.1.-Refrescamiento de los ambientes internos a traves del empleo de unaespacio camara ventilado entre la fachada externa y la interna quefuncionaria como disipador de calor,reduciendo el volumen de aireacondicionado necesario para su climatizacion y por ende el consumoenergetico.2.-La progresividad de los elementos que la componen como respuesta adiferentes contextos de aplicacion como lo pueden ser :la orientacion conrespecto a los vientos,la proteccion para regular la luz solar o su captaciony aprovechamiento de la humedad nocturna o proveniente de las lluviaspara cargar el aire de la ventilacion conducida para bajarle la temperatura.3.-Reduccion de la cantidad de insolacion no deseada que ingresadirectamente a los espacios internos,con el empleo de una capa exterior de
  23. 23. cristales traslucidos serigrafiados,que permita el acceso de la iluminacionnatural para el trabajo diario segun la altura de incidencia en relacion alhorario,racionalizando la cantidad de fuentes de iluminacion artificial.4.-Aislamiento acustico del ruido exterior a los ambientes internos a travesdel uso de la fachada doble con materiales "duros" en el exterior y"blandos"en el interior,no perjudicando las visuales y ofreciendo mayorescomodidades internas.5.-Disminucion de los costos de mantenimiento en comparacion a lafachada curtain wall conocida,que requiere de equipos de elevacionmecanica,normas de seguridad industrial estrictas y una mano de obraespecializada,haciendo la fachada "visitable"a todos sus niveles desde elinterior.6.-Reducir los costos de fabricacion en comparacion a la fachada curtainwall conocida,interviniendo las cantidades y tipo de material,generandorecomendaciones para su optimizacion.k.Marco teorico.ConceptosEsta propuesta se inserta en las estrategias I+D hacia un desarrollosostenible,a traves de la implementacion de cambios en tecnologiasexistentes.Arquitectura BioclimáticaEs adaptar los componentes de la obra al entorno, de tal manera queproduzca el mayor confort térmico, acústico, etc. Tiene que ver conedificios eficientes, donde la luz natural se aproveche al máximo y le déemoción a un proyecto arquitectónico. Puede ser arquitectura sostenibleaquella que emocione, que sea poética y capaz de conmover.(1)La SostenibilidadConsiste en la adaptación del entorno de los seres humanos a un factorlimitante: la capacidad del entorno de asumir la presión humana demanera que sus recursos naturales no se degraden irreversiblemente[Cáceres, 1996].(z)Es necesario recordar los tres principios básicos que, formulados por eleconomista Herman Daly, nos permiten avanzar, medioambientalmentehablando, hacia un desarrollo sostenible:Para una fuente de recursosrenovable, no consumirla a una velocidad superior a la de su renovaciónnatural.Para una fuente no renovable, no consumirla sin dedicar la parte necesariade la energía resultante en desarrollar una nueva "fuente" que, agotada laprimera, nos permita continuar disfrutando de las mismas prestaciones.Para un residuo, no generar más que aquél que el sumidero
  24. 24. correspondiente sea capaz de absorber e inertizar de forma natural[Xercavins i Valls, 1996]. (z)La Construcción sostenible.Deberia ser la construcción del futuro, se puede definir como aquella que,con especial respeto y compromiso con el Medio Ambiente, implica el usosostenible de la energía. Cabe destacar la importancia del estudio de laaplicación de las energías renovables en la construcción de los edificios, asícomo una especial atención al impacto ambiental que ocasiona la aplicaciónde determinados materiales de construcción y la minimización del consumode energía que implica la utilización de los edificios [Casado, 1996].La Construcción Sostenible se dirige hacia una reducción de los impactosambientales causados por los procesos de construcción, uso y derribo delos edificios y por el ambiente urbanizado [Lanting, 1996].El término de Construcción Sostenible abarca, no sólo los edificiospropiamente dichos, sino que también debe tener en cuenta su entorno yla manera cómo se comportan para formar las ciudades. El desarrollourbano sostenible deberá tener la intención de crear un entorno urbanoque no atente contra el medio ambiente, con recursos, no sólo en cuanto alas formas y la eficiencia energética, sino también en su función, como unlugar para vivir [WWF, 1993](z)La Construcción Sostenible deberá entenderse como el desarrollo de laConstrucción tradicional pero con una responsabilidad considerable con elMedio Ambiente por todas las partes y participantes. Lo que implica uninterés creciente en todas las etapas de la construcción, considerando lasdiferentes alternativas en el proceso de construcción, en favor de laminimización del agotamiento de los recursos, previniendo la degradaciónambiental o los prejuicios, y proporcionar un ambiente saludable, tanto enel interior de los edificios como en su entorno [Kibert, 1994].(z)DefinicionesEnvolvente de un edificio : está constituida por los elementos de unaedificación que delimitan el espacio interior del espacio exterior.Fachada: conjunto de paramentos verticales exteriores que componen cadauno de los lados de unedificio. Está compuesto por parte opaca y partetransparente.Carga térmica: cantidad de energía,por unidad de tiempo, que deberemoverse en un espacio para mantener una temperatura interna deconfort preestablecida.Comportamiento térmico: respuesta de un material cuando es sometido adiferentes flujos de calor.Confort térmico: valores de condiciones bioclimáticas consideradas
  25. 25. aceptables en el interior de una edificación. Implica la ausencia decualquier sensación de incomodidad o malestar térmico producida porexceso de frío o calor.Convección: es el modo de transferencia de calor debido a un fluido enmovimiento entre dos cuerpos.Conducción: es el mecanismo de transferencia de calor donde la energía estransportada por contacto directo entre dos cuerposque tienen diferente temperatura.Conductancia térmica: rapidez de transferencia de calor a través de unaunidad de área de un material, debido a una diferencia unitaria detemperatura entre las superficies del material. La conductancia térmicapuede ser obtenida dividiendo la conductividad del material entre suespesor, cuando el flujo de calor es solo por conducción.Conductividad térmica: es la rapidez del flujo de calor a través de unaunidad de área de un material homogéneo en una direcciónperpendicular a planos isotérmicos, inducida por un gradiente unitariode temperatura. Se representa como “κ”.Espacio acondicionado: espacio cerrado dentro de una edificación que esenfriado por un sistema mecánico de acondicionamientoambiental.Espacio no acondicionado: espacio de una edificación a la cual no se le haintroducido elementos mecánicos que modifiquen sucondición térmica interior.Temperatura interna de diseño: es la temperatura de confort que se fija enun espacio interno, para realizar los cálculos de carga térmica deenfriamiento.Diferencia de temperatura equivalente: diferencia de temperaturaequivalente entre el exterior y el interior que incorpora los efectos deganancia solar en la porción opaca de una pared o techo de color oscuro.Traslúcido:calificativo que se le da a un material a través del cual pasa laluz, pero que no deja ver con claridad los objetos que están detrás de él.Renovación de sistemas (estrategias de eficiencia+efectividad+suficiencia): se producen cambios radicales (saltos) que crecen en la investigación alargo plazo y afectan fundamentalmente a la estructura, la cultura y latecnología, en tiempos de más de 20 años. Estos cambios drásticosrequieren redefinición de las aproximaciones al desarrollo tecnológico parapoder generar saltos de eco-eficiencia en el rango 5-50, con un factor 20como meta. Se basan en nuevos desarrollos tecnológicos, como pueden serlas ICT, la biotecnología o la nanotecnología. Se suelen usar métodos de
  26. 26. retroyección (backcasting) para imaginar escenarios deseados(sostenibles) y trazar el camino de innovación necesario para alcanzarlas.Las tres aproximaciones son complementarias, ya que la necesidad demejora no puede esperar únicamente a que la última dé sus frutos, sedebe empezar a la vez con las dos primeras e ir avanzando en paralelo. Sinembargo, se puede ver como en la renovación basada en las necesidades yfunciones, se combinan las estrategias complementarias de eficiencia,efectividad y suficiencia, que según algunos autores se suelen considerarlos tres principios de eco-eficiencia...."(Extraido del trabajo del Arq.DidacFerrer Balas del Centro interdiciplinariode tecnologia,innovacio y sostenibilidad.(cities)UPC.)l.Marco metodologico.En este trabajo se describe el estado actual de las envolventes paraedificaciones de oficina,para ello se expone la historia y desarrollo de lastecnologias en funcion de la construcción de loscerramientos,tecnicas,materiales,clima-ambiente, todo en referencia a laconservación de la energía y de los recursos naturales, la reutilización deestos recursos, la gestión del ciclo de vida, tanto de los edificios como delos materiales y componentes utilizados .1. Estableceremos estudios comparativos entre edificios diseñados conparametros enmarcados en la arquitectura bioclimatica y la comercial denuestro continente y del mundo en terminos de eficiencia en el consumoenergetico ,uso de materiales y aspectos relacionados con la habitabilidad.2. Evaluaremos estudios comparativos entre edificios diseñados conparametros enmarcados en la arquitectura bioclimatica y la comercial denuestro continente y del mundo en terminos economicos, de costos yaspectos relacionados con la rentabilidad.3. Analizaremos los resultados en referencia al contexto nacional de laconstruccion de edificaciones para oficina .4. Se haran aportes teoricos en cuanto la utilizacion de fachadas dealuminio y vidrio para envolventes en edificaciones de oficina en climascalidos humedos,en terminos del su comportamiento y efectividad.Las consideraciones finales se referiran tanto a aspectos concernientes alos materiales utilizados, tecnologías utilizadas para obtener una mayoreficiencia energética de los edificios como a las técnicas de construcción.m. Cronograma de Actividades.Etapas del Proyecto.I Semestre: Planteamiento del tema (Fase inicial)Definicion el problema.Pertinencia y estado del arte.Desarrollo,objetivos,justificacion.II Semestre: Definición y desarrollo (Fase argumentativa).
  27. 27. Historia y desarrollo de la envolvente para edificaciones de oficina envenezuela.Factores economicos y culturales.Tecnologia y ambiente.Propuesta preliminar.III Semestre: Desarrollo (Fase instrumental o constructiva).Estudios comparativos.Soportes y Pruebas.Resultados Preliminares.IV Semestre: Entrega resultados de la investigación. (Fase demostrativa)Formulacion del presupuesto.Recomendaciones.Conclusiones.
  28. 28. La envolvente en edificaciones de oficina: la fachada doble pielde aluminio y vidrio. La envolvente en edificaciones de oficina: la fachada de aluminio y vidrio. Edificio tecnologico de la universidad catolica de chile.Fuente:www.revistabit.cl Resumen. Esta investigación esta dirigida hacia el estudio de la envolvente en edificaciones de oficina, y específicamente el caso de las fachadas tipo “Curtain Wall” o muro cortina en aluminio y vidrio. Tomando en cuenta la experiencia en la fabricación de esta tipologia de cerramiento en aluminio y vidrio hechos en Venezuela pero que originalmente fueron diseñados para resolver exigencias de climas diferentes al nuestro, se crea la necesidad de atender la investigación sobre sistemas con niveles de respuesta mas adecuados y no trasladados como los existentes, con una mayor aplicación a las variables climatologicas locales, a nuestra tecnología y ciudades con criterios de sostenibilidad.
  29. 29. a.IntroduccionLa tecnología tiene un rol fundamental en el desarrollo de la humanidad. Se laacusa muchas veces de ser la responsable de gran parte de los problemasecológicos de la sociedad. Sin embargo, también hay quien defiende que es clavepara satisfacer las necesidades de una población creciente. Lo que es indiscutiblehoy es que debe orientarse el desarrollo tecnológico de una forma efectiva hacia -satisfacer las necesidades humanas en un marco de sostenibilidad, ....(1)Es unarealidad actual que la mayoria de las envolventes para edificaciones de oficina(envenezuela) emplean cerramientos del tipo "Curtain wall",sino total o parcialmentepara resolver la relacion interior-exterior de los edificios con su entorno,esto derivaen la utilizacion de esta tecnologia con muy buenos resultados en las areasde demontaje y acabado final,variables estas intrinsecas de este cerramiento.Pero en la traslacion de estos esquemas a los paises tropicales,a pesar demantener estas ventajas, surgen desventajas como la premisa de mantenersecerrado al exterior(por tener una sola piel),lo cual obliga a la utilizacion decantidades de energia excesivas para climatizar los espacios internos para que losusuarios puedan desarrollar su actividad laboral en un ambiente protegido.Esta sola condicion,entre otras mas, genera una cantidad de efectos colateralescomo :Excesivo consumo energetico,costo economico y de confort termico.Estoapunta a restarle meritos a un cerramiento que empleado de otra manera,podriaaportar mejorias a la envolvente de edificaciones para oficina.Esta investigacionintenta introducir aportes en la utilizacion de fachadas de doble piel envenezuela,empleando como materiales basicos el aluminmio y el vidrio.b .Planteamiento del Problema.La experiencia internacional en el tema de la envolvente en edificios de oficinas seha desarrollado por la demanda de sus clientes naturales que son las grandescorporaciones, radicadas en su mayoría en ciudades del hemisferio norte y concondiciones climaticas especificas de esas regiones. Hoy día esta demanda seexpresa de diferentes formas pero con un elemento común , el uso de fachadas dealuminio y vidrio cerradas al exterior,que utilizan sistemas mecanicos declimatizacion.Los modelos producidos por esta interacción se han trasladado de un país a otrodonde actúan las transnacionales de extracción y procesamiento de materiasprimas y tecnologia, Venezuela no escapa a esa condicion,mas aun por poseergrandes yacimientos de Bauxita, lo cual nos convirtió a partir de los años 70 en elséptimo productor a nivel mundial de Aluminio.Desde 1967 la empresa americana Reynolds en conjunto con la estatal Alcasacomienza la explotación y elaboración de aluminio primario en la zona de Guayanadespués de Brasil, Venezuela tiene el parque industrial mas grande de Suraméricaen el área del aluminio primario y de productos semi-elaborados y elaborados,esto nos aporta un basta experiencia en el conocimiento y la producción de perfilesde aluminio para consumo en la industria de la construcción.Esta industria mantiene una fuerte influencia en la forma de resolver la fachadas através del uso de sistemas como el curtain wall y cristales reflectivos de colores
  30. 30. para el cerramiento de envolventes de edificaciones de oficina, por lo tanto laenvolvente en edificaciones de oficina en Venezuela adopto el curtain wall, con lasola finalidad de aislar, con un sentido estético y de imagen en su expresión masestricta, para proyectar la imagen corporativa de un cliente , mas que tomar encuenta el entorno y sus variables climáticas como determinantes de la morfologíade la envolvente del edificio.Los resultados están a la vista, edificios cerrados, sin contacto con su entorno, querequieren altos niveles de consumo energético para acondicionar sus espacios.Históricamente la mayoría de los edificios de oficina originalmente eranconstruidos por encargo de un cliente y por lo tanto debía representar la imagencorporativa del mismo (Ej. Seguros La previsora) o por lo menos es eso lo que seha pretendido, luego en el tiempo este esquema se modifico por que no respondíaa un solo propietario sino a un arrendamiento colectivo (Ej.: Torre Europa,multicentro empresarial del este) y así sucesivamente ha ido variando la demanda.Esto con toda seguridad ha determinado la forma de abordar el tema, pero lo quees común a una gran cantidad de casos, es la poca importancia que se le haconferido al papel de la envolvente como filtro entre las condiciones internas yexternas, que intercambia energía con su entorno.No obstante, existen también edificaciones que gracias a sus característicasintrínsecas (orientación, configuración, disposición de aberturas, tratamiento defachadas, etc.) logran un excelente comportamiento bioclimático a menorescostos, menor consumo energético y menor dependencia tecnológica, a los cualespudiera considerárseles igualmente inteligentes y, quizás, hasta sabias. Ejemplode ello en nuestro país lo ha sido, entre otras, las obras de arquitectos como C. R.Villanueva, F. Vivas, T. y E. Sanabria, G. Legórburu y J. Alcock(2)Esta gran experiencia de la arquitectura venezolana expresada en la obra de estosarquitectos fue desplaza por la tipologia del curtain wall que se ha impuesto porahora como el cerramiento de mas uso para edificaciones de oficina debido ha suaporte en cuanto rapidez de montaje,bajo mantenimiento y valor agregado encuanto a prestigio se refiere, pensando en lo estético, en lo corporativo, en laimagen en su expresión más estricta.A pesar de que se emplea esta tecnologia y materiales para generar una tipologíaque no responde a orientaciones de norte-sur o este -oeste, la resolución es igualhacia cualquier punto cardinal o dirección de vientos,no evalúan su entorno y semantienen como pieles no operativas.La envolvente en fachadas para edificaciones de oficina sufre de varios fenomenosfisicos (ruido,insolacion,ganancias de carga de calor)producto de la accion delclima expresado a traves de:- Efecto invernadero que no es mas que la absorcion parcial a traves delos cerramientos exteriores de las radiaciones solares ,que luego quedanatrapadas al interior de los espacios aumentando el calor interno por locual se requiere acondicionar el aire de manera artificial(mediosmecanicos) consumiendo un porcentaje importante de energia.-Insolacion en las fachadas este,oeste y sur.,o cual ha obligado a cerrarseal exterior aumentando el uso del la iluminacion artificial y por ende de laenergia electrica.-La contaminacion sonica producto de la vida urbana.
  31. 31. Las ventanas y otras aberturas ofrecen vista al paisaje y permiten el paso de luz yventilación natural. En contraposición, la luz solar con entrada directa a través delas ventanas puede representar una alta ganancia de calor hacia el interior de losambientes. Esto puede significar más de la mitad de las cargas de energía deenfriamiento en una edificación con aire acondicionado.(1)Las técnicas de mitigación de las ganancias solares relacionadas con el sombreado,ubicación y orientación de las aberturas o ventanas y con la calidad de los vidrios,deberán estar en armonía con las decisiones de implantación y distribución de losespacios interiores. El uso de estas estrategias, o la combinación de ellas, es laforma más efectiva de alcanzar el confort térmico y lumínico en forma natural, ode reducir significativamente el consumo de energía del sistema de aireacondicionado.(1)Comportamiento termico del vidrio.Imagen.Tomado del manual del Idec.(1)Debido a lo anterior, se ha desprestigiado, el uso y la combinación de materialescomo el aluminio y el vidrio en la elaboración de cerramientos para edificios deoficina. Estos materiales cumplen con los requerimientos de protección,durabilidad, belleza y bajo mantenimiento, que también son importantes en elhecho arquitectónico, Pero,¿Cuál es el aporte ambiental de la envolvente en suconfiguración actual en estos edificios?, así como esta configurada actualmente,¿que relación mantiene con el uso racional de la energía, el confort ambientalinterno y el uso sustentable de los materiales? pareciera que la combinación demateriales como el aluminio y el vidrio solo responden a un contenido de imagencon intereses de proyección corporativa, inmobiliaria e inclusive publicitaria, y noal de la calidad o durabilidad, pero no es el caso nuestro estudiar la percepción de
  32. 32. estos cerramientos, lo que nos ocupa, es la efectividad de los mismos en elbalance interior-exterior de las edificaciones y su aporte en la calidad de vida desus usuarios.Conceptualmente la fachada acristalada resuelve aspectos constructivos comorapidez de montaje, mantenimiento, durabilidad y economía. Sus debilidades seencuentran en alto consumo energético para producirlas en su etapa primaria ,porser cerramientos cerrados o con pocos abrientes es obligatorio el uso del Aireacondicionado, la utilización de un alto porcentaje de cristales reflectivos quereflejan los rayos del sol produciendo el recalentamiento de su entorno cercano.Por eso no mantener la configuracion de una sola capa e introducir la doble piel,como una barrera más eficiente sin perder los factores culturales relacionados conel uso de este tipo de fachada.Solo a través de la introducción de cambios en los esquemas actuales se podráimpulsar una actividad constructiva responsable y comprometida con el usoracional de la energía, el confort térmico y visual y el uso sustentable de losmateriales.Entonces se crea la necesidad de atender la investigación en la intervención deestos sistemas y adecuarlos a niveles propios de nuestras necesidades en temascomo el clima, la tecnología, la técnica y las ciudades. Se plantea el cambio deesta situación a través del estudio e investigación de la envolvente en edificacionesde oficina en sus variaciones fachada doble piel de aluminio y vidrio.Edificio De Oficinas.,Caracas,venezuela.Fuente:Propia.
  33. 33. C.C.El recreo.Fuente:Propia.Edificio lavola;Barcelona,españa.Fuente:c. Objetivo general.
  34. 34. Caracterizar la envolvente de edificaciones para oficina con fachadas continuas dealuminio y vidrio con criterios de sostenibilidad dirigidos a reducir la ganancia decalor y el ahorro energetico .d. Objetivos específicos.1ro.Estudiar históricamente el desarrollo de la envolvente para edificaciones deoficina en Venezuela e inventariar la situación actual, su configuración, losmateriales que se utilizan e identificar en los mismos las posibles mejorías oinnovaciones.2do.Identificar los parámetros de control térmico, ventilación e insolación quedeterminan a las fachadas tipocurtain wall en aluminio y vidrio.3ro.Establecer estrategias de sosotenibilidad que contengan aspectos como lacoordinación dimensional ,la deconstruccion y el reciclaje.4to.Detallar las posibles configuraciones para fachadas tipo curtain wall o nocontenidas, que cumplan con los criterios de diseño, costos y funcionamientopredeterminados.5to.Desarrollar un sistema de fachada en aluminio y vidrio para envolvente deedificaciones de oficina basado en criterios de sostenibilidad dirigidos a reducir laganancia de calor y el ahorro energetico .f. Justificación.El mercado de la construcción en Venezuela contiene una oferta conocida dealternativas de soluciones para envolvente en edificaciones de oficina.Sintetizandoestas alternativas se expresan en:-Cerramientos opacos de concreto o manposteria y ventanas.
  35. 35. Foto :torre america.Fuente:www.inmobilia.com- Muros cortinas en aluminio y vidrio reflectivo totalmente cerrados.Foto:Curtain wall.Fuente:InternetAmbos dependientes del acondicionamiento artificial de sus espacios internos, deestética y prestación producidos con patrones trasladados por las grandescompañías de extracción de materias primas y su manufactura.No es raro encontrar los mismos tipos de ventanas y fachadas acristaladas enpaíses con climas tan diferentes cono pueden ser Venezuela y argentina , esto sedebe a la forma en que se comercializa o transfiere (siendo optimista) latecnología y los modelos de estos productos, que no es sino a través de la red deempresas transnacionales que se ocupan del tema.No negando los avances constructivos de esta tecnologia y las bondades de losmateriales empleados,si identificamos una incongruencia climatica en suaplicacion,que obliga a la innovacion en el area de las configuraciones de
  36. 36. aplicacionde estas fachadas para envolvente de oficinas.Tanto asi,que el consumo energeticopromedio para edificaciones de oficina en venezuela por consumo de aireacondicionado puede llegar hacer el 46% y el de iluminacion artiifcal el 32 % deltotal de la edificacion.Para ello se expone una reflexión sobre construcción de los edificios sostenibles, enlo que se refiere a la conservación de la energía y de los recursos naturales, lareutilización de estos recursos, la gestión del ciclo de vida, tanto de los edificioscomo de los materiales y componentes utilizados y las consideraciones a destacaren cuanto a la calidad de las edificaciones, tanto en lo que se refiere a materiales,edificaciones y ambiente urbanizado.Es por eso que se hace necesario regresar al encuentro de esa arquitectura querepresenta la ciudad,el clima,la gente y su cultura,con una vision progresista yresponsable de su papel ecologico y con una identidad orientadora de nuestrosvalores arquitectonicos.Pareciera que el tema de la arquitectura de oficinas no esel mas indicado por estar muy ligado a la influencia internacional,pero insistimosen repensar el tema hacia nueva escala de edificios eficientes.En paises de laregion con un desarrollo tecnologico y clima similares,como puede sercolombia,hay experiencias como la del arq.Jorge Ramirez,que intentan difundir unmensaje sobre la arquitectura bioclimatica y sus ventajas,que se adpta mucho anuestro contexto socio-economico.Arquitectura Bioclimatica.Bogota,Colombia.Arq.Jorge ramirez.
  37. 37. Ya en este momento de la investigacion la ciudad de maracaibo cuenta con unaordenanza sobre calidad termica de las edificaciones,lo cual crea marco legal paraincentivar la introduccion de elementos alternativos en el tratamiento de lasenvolventes para edificios de oficina.Destacar las ventajas del uso de estrategiasde diseño para reducir el consumo energetico y mejorar en confort termico atraves de politicas de estado como EULEB(European union low energy building) oel USGBC(U.S.green building council) podrian ayudar a impulsar la implementacionde leyes y normas para reducir el consumo energetico,aun que sabemos que hayfactores que atentan contra el establecimento de tecnologias en estudio,talescomo:el costo y el conocimiento tecnico por parte de los profesionales del area.Esta investigacion debera hacer aportes en el conocimiento de:-Los costos de construccion,y como los mismos se amortizarian por el ahorro en eltiempo de energia y mantenimiento de la fachada.-Un aporte en el conocimiento tecnico relacionado con la fabricacion,conformaciony montaje de las envolventes para edificaciones de oficina en su expresion defachadas acristaladas de tipo curtain wall y doble piel ventilada.-Conocimiento teorico sobre el comportamiento y rendimiento termico y enrgeticode la envolvente para edificaciones de oficina en su expresion de fachadas dealuminio y vidrio.g.Antecedentes.A mediados de los años sesentas (1963) los hermanos Olgyay proponen el término«Diseño Bioclimático» tratando de enfatizar los vínculos y múltiples interrelacionesentre la vida y el clima (factores naturales) en relación con el diseño, tambiénexponen un método a través del cual el diseño arquitectónico se desarrollarespondiendo a los requerimientos climáticos específicos. Más adelante surgieronotras definiciones como diseño ambiental, ecodiseño, diseño natural, biodiseño,etc. en realidad todos tratan de establecer la importancia del diseño basado en larelación Hombre-Naturaleza-Arquitectura.Hay casos de la arquitectura venezolana que han mostrado interes por resolver lafachada en edificaciones en edificaciones de oficina otorgandole el protagonismoen la interfase interior-exterior como se expresa en la obra del arq.tomasSanabria(Sede Electricidad de caracas,Banco central de venezuela,..)
  38. 38. Sede Banco central de venezuela.Fuente:www.entrerayas.comFirmas de arquitectos como Kennet Yeang, T. H. Hamzah&-Yeang, Norman Foster,Renzo Piano, Richard Rogers, Tomas Herzog, entre otras, han construido unapráctica global del diseño ecológico, no es sólo imaginar, es también explotar lasfronteras científicas del diseño ecológico y todas las implicaciones de laconstrucción vertical donde la arquitectura tiene la tarea de mantener un equilibrioresponsable, que asegure una mejor calidad de vida.Mitigacion de cargas de calor solar.Entre las innovaciones para reducir la ganancias de calor al interior a travésfachadas de vidrio se encuentra el doble vidrio convectivo. Sistema deenfriamiento pasivo que se combina adecuadamente con los sistemas deacondicionamiento activo para disminuir la potencia y el consumo de energía delaire acondicionado. Consiste en una fachada doble de vidrios ventilada por la parteinferior y superior (como muestra la figura); esto permite que flujos convectivosde aire ascendentes se lleven parte del calor reirradiado.(1)
  39. 39. Desde hace algunos años se han desarrollado diversos estudios obre la integraciónde sistemas especiales de control ambiental (Serra y Coch, 1995), los cuales sebasan en el tratamiento interrelacionado de los componentes arquitectónicos a finde cubrir los requerimientos de habitabilidad de las edificaciones.(1).El diseño adaptable al medio ambiente encuentra en complejas estructuras delmundo vegetal y animal muchos indicadores para posibles investigacionescientíficas. Un mejor entendimiento de estos sistemas puede ayudar a encontrarun acercamiento holístico a la arquitectura en general. El uso de nuevasherramientas para el diseño del edificio del Comerzbank (Francfort) fue importantepara el correcto funcionamiento de esta estructura donde se efectuaron una seriede pruebas y simulaciones para llegar al diseño arquitectónico desarrollandotecnologías y conceptos para el ahorro de energía. Estos experimentos fueronrealizados en el departamento de ingeniería de Roger Preston&Partners.Las fachadas pueden lograr una independencia energética del edificio al generar supropia energía por medio de sistemas fotovoltaicos, viento u otras energíasalternativas integradas. Un ejemplo de ello es la Torre de Turbinas de RichardRogers, en Tokio, que usa turbinas y celdas fotovoltaicas, o el Centro Cultural denueva Caledonia de Renzo Piano. La transformación de la luz en electricidadutilizando el sol como fuente gratuita de energía fue propuesta por el físico HenryBecquerel, y la primera fachada del mundo completamente integrada de panelesfotovoltaicos está en Suiza, en el edificio sede de la empresa Flachglass, AG.El proyecto de Yeang, Eco Torres en Londres, es un ejemplo claro del diseño defachadas bioclimáticas. Este diseño destaca por su paisaje vegetal verticalintegrado a las fachadas que protege del clima exterior, uso de balcones verdes.
  40. 40. La correcta orientación de su envolvente ayuda a la ganancia de calor entemporada de invierno, y sombra durante el verano; las ranuras en las fachadasnorte y sur generan una ventilación natural; a cada fachada están integradaspersianas operables que se ajustan a la estación del año; la vegetación además decontrolar el viento absorbe cierta cantidad de energía, con lo cual se genera unecosistema interior agradable.h.La propuesta.Caracteristicas.Por naturaleza, el ser humano se protege y adapta a las diferentes condiciones delclima y medio que lo rodea. La piel desempeña un papel importante ya que paracada clima esta cubierta cambia su color, grosor, hidratación o textura; asimismo,es flexible ante las variaciones de temperatura que experimenta, con lo cualcumple su principal función: protegernos del medio externo.(6)Uno de los sueños de la arquitectura bioclimática es crear una piel en los edificiosque asemeje su funcionamiento al de la piel humana, que sea flexible, proteja,regule y reaccione ante el clima exterior.En edificios para oficina la envolvente es un elemento importante para resolverproblemas de energía y fomentar su sustentabilidad ya que su superficie puede seraprovechada para integrar otras funciones que vayan más allá de la estética.La envolvente de un edificio, como la piel humana que no es inerte, puede cambiarpor sí misma de una forma dinámica con el fin de reducir el consumo de energíaque requiere la construcción, por medio de sistemas simples de control manualo automático, integrando elementos constructivos al exterior confunciones individuales o multifuncionales que se ajustan a las variacionesdel ambiente para mantener el confort con el menor uso de energía, ello leda a la envolvente una piel con elementos que actúan con autorregulación.Así como la piel humana está formada por varias capas con múltiples funcionescon control integrado, en un edificio la envolvente forma parte del sistemaestructural y deberia ser una parte que trabaje junto a otras, todo dirigido amejorar las condiciones de consumo de energia y confort termico.La envolvente con caracter bioclimático es un elemento que realiza la función deenvolver el espacio habitable interior; su diseño y construcción forman un potentecontrolador del medio ambiente interior en términos de luz, calor, sonido,ventilación y calidad del aire. Tiene la capacidad de responder a los cambios delmedio ambiente de acuerdo con el clima y para ello reducir el consumo de energía.Las alternativas para mejorar el comportamiento termico y reducir elconsumo de energia derivado del uso del aire acondicionado e iluminacionartificial para envolventes de edificios de oficina son variadas y estandeterminadas por el clima y nivel tecnologico o economico del pais deorigen o consumo.sabiendo esto nos pasearemos por un inventario de opcionesde las cuales rescataremos en algunos casos lo conceptual,lo tecnologico y hasta locultural.Se han desarrollado varios métodos en fachadas, como ventilación natural,enfriamiento durante la noche, manejo de luz de día, generación de energía solar,entre otros.Ahora las fachadas pueden ser multifuncionales, capaces de cambiar sus
  41. 41. propiedades térmicas, transmisión, absorción, permeabilidad, modificar su color,su transparencia, características ópticas, protección térmica y solar, difusión de laluz y seguridad.Asimismo son capaces de obtener información de los datos ambientales, comovelocidades del viento o radiación solar, también se integran elementos físicoshasta nivel manométrico con materiales con propiedades variables y habilidadesdinámicas.Entre las funciones que se pueden integrar a una fachada está el sistema decontrol del edificio. BMS Building Management System, que es la unidad centralque recibe toda la información de los diferentes sensores del exterior, capaz demonitorear el clima, cambios de temperatura, sistemas pasivos y activos, activa elsistema que asegure el más eficiente uso de energía.La base de datos integrada en una fachada tiene la capacidad de registrarinformación sobre el clima, almacenar, anticipar el estado de tiempo y calcular losniveles de sombra con base en un sistema de sensores exteriores y un cerebrocentral, así como realizar la lectura de información ambiental que captura detallesen tiempo real de condiciones climáticas fuera y dentro del edificio.Estos datos son importantes para determinar el control y toma de decisiones delas tecnologías inteligentes, los datos típicos obtenidos son: temperatura exterior,temperatura de fachada, humedad, insolación solar, temperatura interior, nivelesde iluminación natural y velocidad del viento, entre otros.Al integrar un sistema de manejo de iluminación natural la envolvente tienecapacidad para ajustar los niveles de iluminación con sistemas que responden a losángulos solares ajustando la posición correcta para obtener óptimos niveles desombra, reflexión, guía de la luz, control y transporte de luz solar. El control solaren las fachadas está basado en el estudio del movimiento del sol, y con ello esposible dirigir persianas y otros sistemas de sombra.Es importante destacar que en venezuela hay una experiencia importante en elestudio y aplicacion del uso de las protecciones solares en edificacionesinstitucionales,solo hay que acercarse a la obra del Arq.Carlos raul villanueva oArq.Tomas sanabria de los años cincuenta,para comprobar lo dicho,pero poralguna razon la estrategia de mitigacion de ganancias de calor a traves del uso delos parasoles se ha diluyendo,casi hasta desaparecer,presumimos,sin tener datosprecisos por razones economicas y esteticas.Es un dato a tomar en cuenta ya que no podemos descartar el uso de estoscomponentes en la envolvente por que,"los protectores solares exteriores son elmétodo más efectivo para reducir las ganancias de calor a través de las aberturasy ventanas. Esta reducción puede estimarse hasta en 80% en el caso de ventanascon vidrios claros simples (ASHRAE 1989)".(1)El control de ventilación, de temperatura, dispositivos de enfriamiento, sistema defachada simple y doble o cámara de aire ventilada, son otras funciones que ya seintegran en las fachadas en diferentes partes del mundo.Pero todo esto no sería posible sin la investigación, la tecnología y un esfuerzomultidisciplinario, en donde el diseño arquitectónico desempeña una tareaimportante.Diferentes elementos se integran a la fachada, como paneles, persianas,parteluces metálicos, persianas de vidrio, de diferentes y nuevos materiales. A suvez, a estos elementos se integran sensores, celdas fotovoltaicas, reguladores deviento, etc.
  42. 42. Algunos ejemplos son los tejidos metálicos, que se utilizan como pantallas decontrol de viento y control solar externas, las cuales generan sombras y a su vezcambios de ambientación constantes en el interior desde donde éstas resultan casitransparentes. Según su diseño y material, pueden llegar a disminuir hasta el 50por ciento de aportación térmica en las fachadas.Por su parte, las persianas de vidrio son utilizadas en fachadas para control solar,regular los niveles de iluminación natural y generar energía. Instaladasgeneralmente en grandes superficie de vidrio, estas unidades son móviles ycontroladas automáticamente. Según la posición del sol, pueden ser transparentes,holográficas, estampadas, reflectivas o con células fotovoltaicas opacas,traslucidas o transparentes; se pueden colocar de forma horizontal o vertical. Lashay en diferentes materiales, principalmente en vidrio y aluminio.A los módulos de fachada se han integrado diferentes tecnologías como vidriosholográficos, persianas integradas, gas argón, entre otros. También se ha buscadomejorar su resistencia al fuego, al agua y al viento, además de ser capaces deoperar de forma independiente su apertura para brindar ventilación natural alinterior del edificio.Existen importantes proyectos e investigaciones sobre las fachadas que nospermiten visualizar qué tan lejos se puede llegar y explotar estos volúmenes.Entre las especulaciones que aporta esta nueva rama de la investigación podemosencontrar edificios cuyas fachadas y techos sean de materia vegetal, o incluso depiel, aportando calor de calefacción por medio de venas en las que circula sangre,o savia. Las paredes se calentarían o enfriarían según la estación, y aportaríanoxígeno para la ventilación; la estructura sería capaz de obtener por sí sola losnutrientes necesarios para que nuestro hogar se mantenga siempre vivo y enforma.El proyecto, en conjunto, crea un ambiente más humano para el usuario y graciasa su diseño los sistemas mecánicos de climatización serán utilizados con pocafrecuencia.La fachada de los edificios no serán consideradas por mucho tiempo como unaenvolvente estática e inerte, una barrera sin una dinámica con el medio ambiente,sino un filtro con energía que pasa por él para ser explotada, una fachadabioclimática será una importante aportación para la envolvente del futuro,diseñada y equipada para tomar ventajas de las nuevas tecnologías nanométricasy ofrecer una nueva estética para la arquitectura bioclimática.En un futuro las fachadas serán un elemento importante de sustentabilidad de losedificios; en un mundo con 11 billones de habitantes o más, será inevitable labúsqueda de recursos renovables por medio del sol, aire, agua y tierra. Generarenergía será un paso importante en el desarrollo de la arquitectura.Contextualizando la propuesta.Lo anteriormente expuesto nos da una idea de las posibilidades de la envolventecomo ente BIOCLIMATICO regulador de la arquitectura, se presenta desde el puntode vista funcional varios tipos de fachadas de vidrio y aluminio par envolvente de
  43. 43. edificaciones para oficina como los son:a. La fachada unicapa acristalada soportada por una estructura de perfiles aluminiocon cristales claro, de color o reflectivos.b. La fachada unicapa acristalada soportada por una estructura de perfiles aluminiocon cristales claro, de color o reflectivos con parasoles.c. La fachada unicapa de doble acristalamiento soportada por una estructura deperfiles aluminio con cristales claro, de color o reflectivos.d. La fachada unicapa de doble acristalamiento soportada por una estructura deperfiles aluminio con cristales claro, de color o reflectivos con parasoles.e. La fachada doblef. La fachada doble con parasolesg. Fachada doble con parasoles y ventilación naturalh. Fachada doble con parasoles y ventilación mecánicaCuando nos referimos a la función, es a la función de las partes, es decir, el cristal,la estructura de aluminio, los componentes y la configuración o la función derivadadel diseño, en el caso de los cristales puede ser por su espesor o apareamiento,color y tipo.El espesor para fachadas del tipo curtain wall usualmente esta determinado por eltamaño del panel acristalado generado por la modulación de la fachada, la alturade la edificación y su relación con los vientos, el tipo de estructura que va asoportar su peso, van desde 6, 8,10 y 12 m. m. y en casos especiales se utilizavidrio cámara o blindado según el requerimiento especifico al cual es solicitado.Imagen:vidrio camara.Fuente:internet.El color de los cristales esta íntimamente ligado a su comportamiento térmico ypor lo tanto al de la edificación, la variada mas utilizada en Venezuela parafachadas del tipo curtain wall son los llamados reflectivos, los cuales parten devidrios de color claro, bronce o gris(colores básicos) y luego se le adiciona a travésde un proceso electroquímico una capa reflectante y una película de polivinilobutiral de color o no según se desee. Esto produce una gama grande de tonos ycolores, que los cauterizan dándole propiedades de absorción, emisividad yreflectancia diferentes.Los tipos de vidrio mas utilizados en la construcción son el templado, laminado, elmonolítico o crudo. Para fachadas del tipo curtain wall se atizan los laminadosreflectivos, aun que en casos como las torres de oficina del Centro Simón Bolívar
  44. 44. en el Parque central se utilizaron templados debido al empuje del viento en lospisos superioresLa función de la estructura de aluminio es importante en cuanto esta estepredeterminada por diseño a absorber diferentes tipos de variables como: alturade entrepisos, componentes, y los movimientos propios de cualquier estructura,básicamente hay cuatro tipos de estructura para fachadas continuas de aluminio yvidrio, y son las siguientes:1. La fachada que se armando por sumatoria de piezas verticales y horizontaleshasta constituir una malla a donde se colocaran los paneles acristalados.Imagen:fachada tipo 1.fuente:internet.2. La fachada que se coloca por módulos prearmados con piezas verticales yhorizontales y que luego por apareamiento se constituyen en una malla a donde se
  45. 45. colocaran los paneles acristalados.Imagen:fachada tipo 2.Fuente:internet.3. La fachada que se coloca por módulos prearmados con piezas verticales yhorizontales y paneles acristalados, constituyendo la fachada casi terminada.4. Esta última muy poco utilizada en Venezuela es la fachada donde los cristales(templados) son auto-portantes y hacen las veces de elementos estructuraleshorizontales de unión entre perfiles verticales estructurales de guía en aluminio oacero inoxidable, constituyendo la fachada casi terminada. Ej. Obra Galipan,Chacao, Caracas.Los tipos de vidrio mas utilizados en la construcción son el templado, laminado, elmonolítico o crudo. Para fachadas del tipo curtain wall se atizan los laminadosreflectivos, aun que en casos como las torres de oficina del Centro Simón Bolívaren el Parque central se utilizaron templados debido al empuje del viento en lospisos superiores. Los componentes como parasoles, rejillas de ventilación,pasarelas, rieles para mantenimiento y otros, están dispuestos en la fachada comoelementos colaborantes en los aspectos de sostenibilidad y habitabilidad y con estono queremos reducir su condición de accesorio, sino destacar la flexibilidad yversatilidad de este tipo de fachada para adaptarse a las diferentes variables delcontexto físico y tecnológico, es por eso que esquemas fabricados originalmentepara otras latitudes aportan posibilidades de aplicación para nuestro clima.i.Alternativas
  46. 46. Opcion a.El desarrollo de un siistema de fachada doble piel de aluminio y vidrio paraenvolvente de edificaciones de oficina,que opere como un sistema derefrescamiento pasivo,esto quiere decir que retomariamos la fachada tradicional dealuminio y vidrio llamada del tipo "CURTAIN WALL" en sus fortalezas dedurabilidad,tecnologia,acustica,estanqueidad ,imagen y transparencia ,dejando delado,el clasico esquema de fachada completamente cerrada y que se apoya parasu existencia en el uso del aire acondicionado y luz artificial desmedido.Estesistema de fachada funcionaria como un filtro permeable a las condicionesexternas ,sacando provecho de las variables climaticas como la luz,humedad,calory el viento.Foto.Detalle proteccion solar.Sede laboratorios Bayer,Alemania.La fachada de doble piel es normalmente compuesta por dos "pieles" separadaspor un corredor . la camara de aire entre las capas de vidrio actúa como unamortiguador frente a las condiciones climaticas externas.Las protecciones solares a menudo se encuentran entre las dos pieles. Todos loselementos pueden ser dispuestos en diversas combinaciones de ambasmembranas.El sistema de doble piel se utiliza normalmente para mejorar el impactomedioambiental de la construcción de la piel. Esto incluye la reducción de loscostos de la energía, así como la mejoras en cuanto habitabilidad. Las estrategiasincluyen la ventilación natural, luz natural / sombreado y la mitigacion deganancias de calor.La ventilación natural es un factor clave en el sistema de doble cara, el uso pasivode las corrientes de aire en vez de un medio mecánico de aire acondicionadoreduce el consumo de energía,la capa exterior de la doble piel crea un estrato deaire que no se ve afectado por la alta velocidad del viento. Esta zona deamortiguación,es un componente clave de la fachada de doble piel.La Luz natural reduce la necesidad de luz artificial,beneficiando el ahorro deenergía,ademas se ha demostrado que el acceso a la luz del día se mejora lacomodidad y rendimiento de los trabajadores. La fachada de doble piel, con suextensa cobertura de acristalamiento, ofrece amplio acceso a la luz del día.Cuando luz natural no controlada -- sobre todo en fachadas oeste -- puede resultaren recalentamiento excesivo y deslumbramiento, la camara de aire de la doblefachada se utiliza como un tiro para extraer el calor y es un espacio paraincorporar las protecciones solares.
  47. 47. El control de la ganancia de calor solar en fachadas de doble piel se obtienemediante el uso de cristales espectralmente selectivo, junto con las proteccionessolares en la camara de aire-- típicamente persianas horizontales --, así como lacapacidad de este corredor en sí para absorber algunos rayos solares.Las protecciones solares puede ser fijas o elementos accionables desde el interiorpor el ocupante o por los sensores dentro del edificio. En los edificios de queutilizan quiebrasoles externos ,son en su mayoria fijos y por lo general no soneficaces para todas las condiciones de sol, sobre todo en ángulos bajos donde elsol incide temprano en la mañana o al final de la tarde.El corredor o camara de aire.El diseño apropiado del espacio entre pieles es fundamental para la doblefachada,este permite mejorar el flujo de aire, control de sonido y otros beneficios.La dimensión real de la camara de aire(al no ser susceptible de arrendar), y no elgasto adicional de la capa de vidrio, puede ser el factor económico que disuade ala aplicación comercial de estos sistemas.Foto.Detalle camara de aire.La camara de aire puede ser continua verticalmente (indivisa) en toda la fachadapara extraer el aire hacia arriba utilizando la física de los principios naturales (airecaliente sube), o ser dividido verticalmente en correspondencia con la distribucioninterna de los tabiques para optimizar el efecto chimenea.
  48. 48. Las aberturas en la parte superior de la cámara de aire en un tiro de aire caliente yel aire fresco de reemplazo se basa en el del exterior. Sin embargo, sin aberturasen la parte superior del corredor, las oficinas en las plantas superiores puedensufrir el recalentamiento debido a la acumulación de aire caliente al nivel de alturaadyacente a su espacio.El diseño del espacio de la cámara de aire también tiene un impacto en la limpieza.Algunos espacios de camara de aire incorporan parrillas abiertas a nivel de cadapiso. Estos permiten el flujo de aire a través del espacio y proporcionan unaplataforma sobre la que ponerse de pie para limpiar la doble fachada piso por piso.En un espacio dividido, al interior ventanas, la ventilación se puede utilizar si o no,las ventanas funcionarán como paneles de acceso para entrar en el espacio porrazones de mantenimiento. En caso de que halla que acceder para la limpieza, elinterior es debería tener una dimensión alrededor de los 600 a 900 m.m. dedistancia. Cuando las dimensiones son pequeñas, la limpieza se hace desdeinterior del espacio de oficinas y requiere que los paneles ventana sean abrientesplenamente para proporcionar un acceso adecuado para la limpieza.Una de las principales preocupaciones de la doble fachada sistema es la potencialacumulación de condensación en el espacio aéreo, sobre todo en climas húmedos,es esencial el flujo continuo de aire a través del corredor para evitar cualquiercondensación que pueda ocurrir.Ventajas• Protección de la fachada interior, que ahorra costos de mantenimiento.• Mejora la calidad del aire por renovación.• Posible ventilación natural en algunas areas mediante la doble piel.• Reducción de Ganancias termicas por acción del viento.• Protección acústica del ruido del tráfico o de otras actividades urbanas.• Protección al viento, se pueden abrir ventanas en edificios altos.• Posible conexión visual con entornos agradables.• Simplificación de la proteccion solar a la radiación que pueden quedar protegidasdel viento.• Reducción del consumo energetico.Desventajas• Costos de construcción mayores que los de una fachada convencional.• Incendios: No esta claro si son favorables o desfavorables al conectar pisos entresi.• Reducción de la superficie útil: El vacío de la cámara puede variar de 20 cma dos metros. La profundidad influye en el comportamiento (si es mayormás aisla).• Costos adicionales de funcionamiento: Limpieza, inspección , servicios etc..• Incremento de velocidad del aire en la cámara, especialemente en edificiosaltos.• Peso superior de la estructura: Lo que incrementa los costos.• Luz natural : Existe una posible reducción de la luz que penetra en loslocales.• Aislamiento acústico: Pueden darse conexiónes acústicas entre pisos,o no.
  49. 49. Opcion B.El desarrollo de un siistema de fachada de aluminio y vidrio para envolvente deedificaciones de oficina, como una grilla o matriz que opere como un sistema derefrescamiento pasivo,esto quiere decir que retomariamos la fachada tradicional dealuminio y vidrio llamada del tipo "CURTAIN WALL" en sus fortalezas dedurabilidad,tecnologia,acustica,estanqueidad ,imagen y transparencia ,dejando delado,el clasico esquema de fachada completamente cerrada y que se apoya parasu existencia en el uso del aire acondicionado y luz artificial desmedido.Estesistema de fachada funcionaria como un filtro permeable a las condicionesexternas ,sacando provecho de las variables climaticas como la luz,humedad,calory el viento.Ventajas• Costo economico menor,por ahorrio de material.• Simplificacion del desarrollo y montaje.• Posible ventilación natural en algunas areas mediante abrientes.• Reducción de costos de mantenimiento.• Mejor calida de conexión visual con entornos agradables.• Mejor adaptabilidad a diferentes geometrias.• Menor peso de la estructura: Lo que ahorra en costos.Desventajas• Posible deficiencias en el comportamiento termico en climas calidos humedos.• Incendios: No esta claro si mejoran la eficiencia de las fachadas dobles por quetambien se conectan pisos entre si.• Recalentamiento de los espacios internos cercanos a la fachada debido a laganacia de calor por absorcion de radiaciones solares.• Costos adicionales de funcionamiento: uso de cortinas,persianas,protectores parael mobiliario interno y equipos.•Posible deficiencias en el comportamiento acustico en comparacion con la fachadadoble ventilada,en entornos urbanos.• Luz natural : excesiva exposicion de luz que penetra en loslocales.
  50. 50. Croquis de trabajo.j.Posibles metas tecno-cientificas de ambas propuestas.1.-Refrescar los ambientes internos a traves del empleo de una espacio camaraventilado entre la fachada externa y la interna que funcionaria como disipador decalor,reduciendo el volumen de aire acondicionado necesario para su climatizaciony por ende el consumo energetico.(opcion a)
  51. 51. Croquis de trabajo.2.-Aplicariamos el concepto de progresividad de los elementos que la componencomo respuesta a diferentes contextos de aplicacion como lo pueden ser :laorientacion con respecto a los vientos,la proteccion para regular la luz solar o sucaptacion y aprovechamiento de la humedad nocturna o proveniente de las lluviaspara cargar el aire de la ventilacion conducida para bajarle latemperatura.(opciones a y b)3.-Reducir la cantidad de insolacion no deseada que ingresa directamente a losespacios internos,con el empleo de una capa exterior de cristales traslucidosserigrafiados,que permita el acceso de la iluminacion natural para el trabajo diariosegun la altura de incidencia en relacion al horario,racionalizando la cantidad defuentes de iluminacion artificial.(opcion B)4.-Aislar acusticamente del ruido exterior a los ambientes internos a traves del usode la fachada doble con materiales "duros" en el exterior y "blandos"en elinterior,no perjudicando las visuales y ofreciendo mayores comodidades

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