Estrategias Constructivas

Acondicionamiento Ambiental I

Estrategias Constructivas

Richard Valdivia Sisniegas

Base Bibliogrfica:

ARCHITECTURAL INSTITUTE OF JAPAN. Architecture for a Sustainable Future. Institute for Building Environment and Energy ConservationIBEC. 2005. Tokyo.

LLOYD JONES., David. Architecture and the Environment. Bioclimatic Building Desing. The Overlook Press. New York 1998.

ROULET, Claude-Alain. Sant et Qualit de lenvironnement intrieur dans les btiments. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes. 2004. Lausanne

WHITE, Edward T. Manual de Conceptos de Formas Arquitectnicas. Editorial Trillas. Mxico.

WIESER, Martn . Curso de Acondicionamiento Ambiental II: Calor, Luz y Sonido. Clase de Conceptos Fundamentales. Elaborado en base a la clasificacin propuesta en: SERRA, Rafael y COCH, Elena; El disseny energtic a larquitectura. Edicions UPC. Barcelona, 1996.

WRIGHT, David. Manuel dArchitecture Naturale. Editions Parenthese. Marseille. 2004 .

Introduccin: La Fsica del Edificio

Tipos de Acondicionamiento: Pasivo - Activo

Estrategias Generales de Acondicionamiento Pasivo

Nada es absoluto, todo es relativo.Albert Einstein, Teora de la Relatividad

Estrategias Generales de Acondicionamiento Activo

Cualidades Neutras

Ciencia aplicada que estudia las propiedades relacionadas a lo higrotrmico,

iluminacin y acstica de:

INTRODUCCION: La Fsica del Edificio

Maneja una variedad de criterios:

Lo relacionado al confort y salud de seres humanos.

Lo relacionado al diseo y la construccin

Las restricciones de la economa y el medioambiente.

Ritmos en el cuerpo humano, y en los alredores del ambiente circundante.

Fuente: Architectural Institute of Japan. Architecture for a Sustainable Future. Institute for Building Environment and Energy Conservation IBEC. 2005. Tokyo.

INTRODUCCION: La Fsica del Edificio


Tipos de Acondicionamiento: Pasivo - Activo



Cualidades Neutras


Diseo por medio de atributos innatos del clima que son aprovechados para asegurar el confort

por medio de la disposicin arquitectnica de elementos.

Tambin conocido como: Solar Pasivo (Passive solar), Edificio Bioclimtico (Bioclimatic Building), etc.

Diseo por medio de elementos electro-mecnicos y artificiales para asegurar el mismo resultado

(confort).

Concebido como un organismo que interacta con el clima y sus ocupantes (cierta capacidad de

adaptabilidad).

Diseo que se ajusta o autorregula de acuerdo a las circunstancias aprovechando las ventajas

naturales al mximo y re-optimizndolas complementariamente con instalaciones artificiales

cuando lo natural no brinde las condiciones deseadas.

Concebido como un conjunto de sistemas auxiliares de funcionamiento constante y regulable

(necesidad de ajustes, mantenimiento y gestin).

Tipos de Acondicionamiento Ambiental

Genera ahorro econmico

Fuente: Roulet, Claude-Alain. Sant et Qualit de lenvironnement intrieur dans les btiments. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes. 2004. Lausanne

Consumen poca energa

No se malogran

Se adaptan a las necesidades

Mtodos conocidos convencionales

Son flexibles

Corrigen los errores

Necesitan del ingenio e imaginacin Generan costos y son caros

No siempre se adaptan Consumidores de energa

No toleran erroresSe pueden malograr

Permiten errores

INTRODUCCION: Tipos de Acondicionamiento Ambiental

Existen grandes familias y sub-familias de estrategias Pasivas y Activas, por lo general no se usan de manera aislada, sino que funcionan en conjunto o

como complemento.

acondicionamiento pasivo

acondicionamiento activo

Ventilacin Natural (Natural Ventilation/Permeability)

Ventilacin Nocturna (Night Ventilation)

Enfriamiento Evaporativo (Evaporative Cooling)

Construccin Pesada o Masa Trmica (Heavy Construction)

Construccin Liviana (Lightweiht Construction)

Calentamiento Solar o Ganancia Solar Pasiva (Solar Heating / Passive Solar Gain)

Calor Incidental o Ganancia Interna (Incidental Heat / Internal Gain)

Proteccin Solar (Solar Shading)

ESTRATEGIAS PARA UN ACONDICIONAMIENTO PASIVO

Aislamiento Sonoro (Sound Insulation)

Tratamiento Acstico (Room Acoustics)

Captacin

Transmisin

Distribucin

Proteccin

Control

enfriamiento

calentamiento

inercia termica

iluminacion natural

acustica

Ventilacin Mecnica (Mechanical Ventilation)

Enfriamiento Artificial (Artificial Cooling)

Enfriamiento Libre (Free Cooling)

Calentamiento Artificial y de Retorno( Artificial Heating and Heat Reclaim)

Calentamiento Libre(Free Heat)

Iluminacin Artificial de Da (Artificial Lightning during daytime)

ESTRATEGIAS PARA UN ACONDICIONAMIENTO ACTIVO

Ganancia Solar Activa( Active Solar Gain)

CUALIDADES NEUTRAS

Aislamiento (Insulation)

Permeabilidad (Permeability)

Transparencia (Transparency)

Hermeticidad (Airtight)

Humidificacin (Humidification)

enfriamiento

calentamiento

iluminacion artificial

aislamiento

hermeticidad

permeabilidad

transparencia


Tipos de Acondicionamiento



Cualidades Neutras


ENFRIAMIENTO

- Corrientes de conveccin natural

Ventilacin por una abertura

Ventilacin cruzada (dos o ms aberturas)

Ventilacin por estratificacin

Ventilacin chimenea

- Diferencia de presiones y temperatura

Favorable en ambientes sobre el nivel

del terreno. Complicado en ambientes

profundos o subterrneos

Es necesario un grado de

Permeabilidad.

En climas secos el aire debe ser

previamente humidificado, de lo

contrario puede ser perjudicial y causar

problemas de salud (ver su uso con

Refrigeracin Evaporativa)

Es posible cuando existe una considerable

diferencia trmica entre el da y la noche (de

da muy caluroso y de noche mucho ms

fresco que de da)

Ms eficiente si se usa con la estrategia

de Masa Trmica (para que el viento

refresque la masa interna del edificio,

como losas pesadas, muros gruesos) y

cierta Aislamiento durante el da).

En das de calor prolongado deja de ser

efectivo (cuando la noche es caliente).

Tambin llamado Refrigeracin Evaporativa.

Se produce cuando el aire (no necesariamente

enfriado) ventila un cuerpo causando

evaporacin de transpiracin y humedad.

Es necesario hacer que el aire pase por

agua o superficies hmedas

(vegetacin, etc.) y se cargue de

humedad para que pueda refrescar.

Consiste en reducir la exposicin a la

radiacin solar directa por medio de

dispositivos que se interpongan para evitar la

ganancia de calor.

Es necesario conocer cmo se

producir el asoleamiento (ver

trayectoria solar) y que la proteccin se

ubique al exterior.

Involucra integrarlo al diseo de la

fachada.

ESTRATEGIA CONSIDERACIONES

ventilacion natural

ventilacion nocturna

proteccion solar

enfriamiento evapirativo

INERCIA TERMICA

ESTRATEGIA

Tambin llamado Masa Trmica, consiste en

el uso de elementos constructivos

permanentes muros, losas, techos y de cierto peso (mucha masa) como medios de

absorcin, retencin y liberacin de calor

durante el da y la noche, pero en un ciclo de

retraso con respecto al cambios de

temperatura del aire exterior. Estabiliza la

temperatura.

En momentos de frio, la masa absorbe

el calor o radiacin diurna para soltarlo

durante la noche y mantener caliente el

interior (Ganancia solar).

En momentos clidos, se puede usar

con la Ventilacin Nocturna enfriando el

edificio de noche para que durante el

da mantenga fresco el interior.

La masa cuesta calentar o enfriar (no

til para edificios que requieren ser

calentados o enfriados para usos de

corta duracin)

Consiste en el uso de elementos

constructivos permanentes muros, losas, techos y sin peso (poca masa) para que debido a su falta de retencin de calor

pueda desprenderse de este fcilmente.

En momentos de calor es asociada con

la Ventilacin Natural y la Proteccin

Solar para no conservar el calor.

En momentos de frio, la carencia de

masa es complementada con el

Aislamiento y con la Hermeticidad de la

construccin.

CONSIDERACIONES

construccion pesada

construccion ligera

CALENTAMIENTO

ESTRATEGIA

Tambin llamado Calentamiento Solar

Pasivo. Usa el calor del sol (total o

complementariamente) calentando espacios

interiores. Puede ser realzado pasivamente

por una cuidadosa orientacin y

asegurndose de que una vez que el calor

ingrese al edificio no se escape.

Es necesario conocer cmo se

producir el asoleamiento (ver

trayectoria solar), usar Transparencia

(que dejen entrar el sol) y cierta Masa

Trmica (para acumular el calor).

Tambin llamado Ganancia Interna.

Actividades y procesos que se dan lugar en

los edificios pueden generar calor que

puede ser aprovechado: personas,

luminarias, equipamiento, etc. Puede llegar a

ser una contribucin a la calefaccin si se

aprovecha de manera efectiva

Depende de la tipologa funcional del

edificio.

Requiere de cierta Hermeticidad para

conservar el calor.

CONSIDERACIONES

calentamiento solar pasivo

ganancia interna

ILUMINACION NATURAL

PRINCIPIO

Ver influencias de: Tipo de cielo,

momento del ao (estacin), hora del da,

orientacin e inclinacin de abertura, y el

medio circundante del edificio, etc.

Requiere un estudio de: caractersticas de

la ventana, dimensiones del local y

equipamiento interior.

Ver el uso de: tipo de distribucin,

reparticin de aberturas, tratamiento de

paredes interiores, materiales de

superficies del local, zonas y sistemas de

distribucin luminosa.

Ver la eleccin y empleo del tipo de

proteccin solar.

Empleo de: mtodos y sistemas de

gestin luminosa.

Consiste en como se configura el edificio

para aprovechar la iluminacin de cielo

(sobre todo la radiacin difusa)

Consiste en favorecer el flujo luminoso al

interior del local por medio de la

configuracin de las transparencias y del

interior

Consiste en dirigir y transportar los rayos

luminosos para crea una buena reparticin

de la iluminacin natural en el edificio

Consiste en detener parcial o totalmente la

radiacin solar cuando presenta

caractersticas nefastas a la utilizacin del

local. Para el confort visual de los

ocupantes se trata esencialmente de

proteger del deslumbramiento.

Consiste en administrar la calidad y la

distribucin de la luz en un espacio en

funcin de la variacin de condiciones

climticas y de las necesidades de los

ocupantes.

CONSIDERACIONES

captacion

transmision

distribucion

proteccion

control

ACUSTICA

ESTRATEGIA

Consiste en proteger un ambiente

(exterior o interior) de sonidos no

deseados ya sean ruidos de impacto o

de fuentes sonoras externas.

Consiste en mejorar las condiciones en

un ambiente para la correcta

percepcin acstica. Se trata de

controlar la absorcin, reflexin y

transmisin del sonido para evitar los

ecos, las frecuencias no deseadas, as

como del estudio de las posiciones de

la fuente y el receptor para la correcta

percepcin del sonido.

Existen estrategias de ubicacin,

emplazamiento, orientacin, configuracin

y de los materiales de recubrimiento o

proteccin dependiendo de la fuente, del

medio por el cual se trasmite y el

tratamiento del volumen que recibir el

sonido.

La seleccin y composicin de los

materiales que conforman el ambiente, as

como la forma interior del volumen son

factores clave.

CONSIDERACIONES

aislamiento sonoro

tratamiento acustico





Cualidades Neutras


ENFRIAMIENTO

ESTRATEGIA

Instalaciones mecnicas empleando ventiladores o

ducteras usadas para asegurar una adecuada

ventilacin. Es usado de manera efectiva cuando

se aumenta el movimiento natural del aire.

Los ventiladores pueden ser usados tambin como

extractores en das de quietud o en condiciones

ocasionales de viento adverso pueden

contrarrestar patrones de flujo de aire

determinados.

Se trata de sistemas que de manera directa o

indirecta enfran por medio de condensacin o

evaporacin.

La eficiencia, control, despliegue y mantenimiento

de estos sistemas son la clave si se piensan usar

de manera efectiva y econmica con el mnimo

impacto ambiental.

Es posible cuanto existe la oportunidad de

reservorios naturales de fro, tales como lagos o

mares o acuferos subterrneos, que pueden ser

succionados para enfriar espacios interiores.

Se realiza por medio de bombas de succin, e

instalaciones de intercambiadores de calor, por lo

que requieren de sistemas mecnicos auxiliares.

CONSIDERACIONES

ventilacion mecanica

enfriamiento artificial

enfriamiento libre

CALENTAMIENTO

ESTRATEGIA

Calefaccin auxiliar que puede ser provisto por

sistemas de calentamiento de agua con la energa

del sol (Paneles Solares Trmicos) situados al

exterior y un sistema de recirculacin y de tuberas

que abastecen radiadores situados al interior.

Es necesario conocer cmo se producir el

asoleamiento (ver trayectoria solar) para la correcta

orientacin del panel y el funcionamiento eficiente

del sistema.

Ver la integracin con la fachada y el techo del

edificio.

Calefaccin auxiliar que puede ser provisto desde

una amplia variedad de sistemas conductivos o

radiantes por medio de combustible. Se puede

ahorrar calefaccin tomando el calor del aire

caliente que eventualmente seran expulsados al

exterior.

Deben ser diseados para aumentar las ganancias

internas.

La eficiencia, control, despliegue y mantenimiento

de estos sistemas son la clave si se piensan usar

de manera efectiva y econmica con el mnimo

impacto ambiental.

En algunos lugares (Ej. Islandia) el calor

geotrmico puede ser extrado y usado como

suplemento de energa para calefaccin (o sobre

calefaccin) para proveer calor a los ambientes y al

agua sanitaria.

Se requieren sistemas mecnicos para la

distribucin y control del calor.

Consiste en la regulacin artificial de la humedad

en ambientes. Una adecuada humidificacin

estabiliza la humedad en materiales (madera,

papel, y textiles) mientras que previene la

deformacin en juntas y pegamentos.

La humidificacin reduce el riesgo de fuego y

electricidad esttica.

CONSIDERACIONES

ILUMINACION ARTIFICIAL

CONSIDERACIONESESTRATEGIA

Se requieren sistemas de iluminacin durante el

da para aumentar la luz natural donde la funcin

del edificio requiere el uso de ambientes

subterrneos o internos, o donde la iluminacin

natural de los espacios se hace complicada y para

iluminar durante el invierno, cuando la luz natural

se reduce.

La eficiencia, control, despliegue, mantenimiento

de las luminarias y su gestin son la calve para

proveer una instalacin energticamente efectiva y

eficiente.

Es conveniente usarla en complemento con la

iluminacin natural.





Cualidades Neutras


CUALIDADES NEUTRAS

CUALIDADES

Ayuda a retener por ms tiempo la

temperatura (ya sea caliente o fresca)

al interior de un ambiente con respecto

al exterior retardando la transmisin de

energa. Conserva la energa.

El aislamiento sirve tanto para evitar que el

calor salga como para evitar que el calor

ingrese.

Trabaja en complemento con la

Hermeticidad.

Influye tambin en la acstica.

CONSIDERACIONES

Consiste en el grado de aberturas de la

piel del edificio para dejar pasar ya sea

el viento (para enfriar o cambiar el aire

viciado), la radiacin (para calentar), o

algn otro factor natural (luz).

El grado de permeabilidad depender de

cuanta compenetracin se requiera entre

el edificio y el exterior y puede cambiar de

acuerdo al tiempo. En muchos casos

depender de la transparencia.

Consiste en el uso de materiales

transparentes o translcidos para dejar

pasar, sobre todo: ganancia solar,

iluminacin, y permitir la visual hacia el

exterior de los ambientes. Influye

tambin en la ventilacin y acstica.

Trabaja en conjunto con la proteccin solar

(para evitar radiacin) y con la ganancia

solar (para ganar radiacin).

En ambos casos se debe tener en cuenta

la orientacin y el recorrido solar.

Consiste en minimizar la fugas de aire

por medio de juntas y cerramientos

precisos. Conserva la energa.

El exceso de hermeticidad puede conllevar

a problemas de ventilacin.

Para conservar la energa trabaja en

conjunto con el Aislamiento.

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