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TAREB
Integración arquitectónica
INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA
BUILDING ENVELOPE
1. LUGAR
•
PAISAJE
•
VEGETACIÓN
•
AGUA
•
VIENTO
PAISAJE
Objetivo s
•
•
•
El edificio debe colocarse de forma que el consum o de energía para alumbrad o
artificial y refrigeración mecánica sea mínimo
Protección y control contra la radiación
Mejora de la ventilación natural y refrigeración natural
Acciones
• Minimizar la superficies de fachada orientadas al sol
• Asegurar la luz natural y a la vez el sombrea miento del edificio
• Evitar las ganancias solares excesivas en períodos cálidos
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
1
TAREB
Integración arquitectónica
VEGETACIÓN
El impacto de la vegetación sobre el edificio afecta a su comporta miento térmico,
calidad del aire y niveles acústicos.
La vegetación alrededor del edificio es importante, esto implica una correcta
selección de las especies o la incorporación de vegetación cuando no existiera. El
microclima es fundame ntal para tener unas buenas condiciones ambientales en el
interior de las constr ucciones. Además de crear sombra, la vegetación transpira y el
agua provoca una cierta refrigeración evaporativa. Algunas fuentes cifran la posible
reducción de la temperat ur a entre 2 y 3 ºC.
En climas secos la vegetación influye sobre la temperatur a de bulbo seco. En los
climas secos y cálidos la vegetación es esencial: la proporción entre superfície
verde y construida debería ser 60/40 (Expo '92 de Sevilla)
El efecto de la vegetación consiste en la mitigación de la tempertur a, reducción
solar, aumento de la humedad relativa, control de los vientos. La diferencia entre la
vegetación y las estructur as construidas por el hombre radica en que los materiales
inorgánicos tienen una capacidad refrigeradora limitada, según las características
del material, mientras que los organismos vivos necesitan la radiación solar para
regular sus ramas y hojas.
AGUA
Las superfícies de agua facilitan la refrigeración evaporativa. Hay evaporación
cuando la presión de vapor del agua (en forma de gotas o de superfícies húmed as)
es superior a la presión de vapor de la atmósfera adyacente. El cambio de estado
del agua de líquido a vapor conlleva una gran cantidad de calor sensible que el
agua roba al aire ambiente. Esto baja la temperat ur a de bulbo seco del aire y
aumenta su contenido de humeda d. La eficiencia del sistema depende de las
temperat u r as del aire y del agua, del contenido de vapor de agua del aire y del flujo
de aire sobre la superficie de agua.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
2
TAREB
Integración arquitectónica
Hay muchos ejemplos de sistemas evaporativos directos en la arquitectura
vernácula, especialmente en climas áridos, donde se colocan estanques, cisternas o
superfícies húmedas en la entrada del circuito de aire de ventilación. El
inconveniente que tienen es que aumenta n el contenido de humeda d del aire de los
espacios interiores.
En las regiones donde la humeda d acostum bra a ser superior
recomiendan los sistemas evaporativos indirectos para evitar los
derivados de un exceso de humeda d. Las tasas de renovación de aire
inferiores a las de los sistemas directos y además no hay necesidad
desecantes ni otros medios de deshumidificación.
al 70% se
problemas
pueden ser
de utilizar
VIENTO
La velocidad y dirección del aire tienen una gran repercusión sobre las condiciones
microclimáticas de un lugar y como consecuencia en la demanda energética de los
edificios. También tiene efectos a escala urbana, ya que modifica la temperat ur a del
aire y puede evacuar el calor generado por la radiación solar. Además, el viento
puede dispersar la polución.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
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TAREB
Integración arquitectónica
El viento es un elemento importante en el diseño de los edificios y su entorno. Las
características del viento del lugar condicionan las posibilidades de usar estrategias
de ventilación natural.
Cualquier sistema de ventilación natural depende de la velocidad y dirección del
viento, condiciones muy variables. El movimiento de aire en una determina d a
ubicación irá desde las zonas expuestas al viento con mayor presión, a través de las
aberturas, hasta las de menor presión en la fachada más protegida. Diseñando el
entorno se pueden aumentar o redireccionar los flujos de viento externo, para
protegerse más y reducir las pérdidas de calor.
2. ORIENTACIÓN Y FORMA
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
Objetivo
Acciones
Forma del edificio
ORIENTACIÓN Y FORMA
VENTAJAS
Una buena orientación y mayor masa térmica puede minimizar la ganancia solar de
un edificio y así reducir sus deman das de refrigeración, especialmente en edificios
terciarios con unos aportes internos importantes. Esto repercute en forma de un
bajo coste energético en su uso y en una menor contaminación debida a la
prod ucción de electricidad. Un control solar adecuado también puede reducir la
deman d a de energía en los sistemas de climatización hasta el punto de hacerlos
innecesarios, dando unas condiciones de confort a los edificios mejores a lo largo
de todo el año, independizán d olos de los precios de la energía y haciéndolos
menos vulnerables a los apagones.
CARACTERÍSTICAS
El efecto de la forma del edificio en la temperatur a es una función del grado de
exposición de la piel a las condiciones del clima exterior. La forma y composición
volumétrica de la piel del edifico tiene un efecto importante sobre su grado de
intercambio energético. Los salientes y volúmenes retranquea dos aumentan la
superficie de la envolvente. En términos energéticos la posición del aislamiento es
crucial. La forma y geometría de los elementos arquitectónicos afectan
directamen te a la insolación, no sólo del espacio interior sino también de ellos
mismos y de los espacios adyacentes. Los aleros y otras formas geométricas
complejas pueden crear un exceso de sombra.
La forma del edificio influye decisivamente en los flujos de viento en y alrededor
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
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Integración arquitectónica
del edificio, así como en la posibilidad de aprovechar la luz natural. Menos
decisivamente afecta a las transmisiones térmicas y a la captación solar, que
depende mayormente de la características de su piel.
DISEÑO
Objetivo:
−
La situación del edificio debe minimizar los consumos en iluminación
artificial y aire acondicionado y favorecer el acceso del sol de forma
controlada.
−
Favorecer la ventilación y refrigeración natural de la piel del edificio.
Acción :
• Controlar
las superficies
perjudiciales en verano
expuestas
a
la
radiación,
•
prever a la vez iluminación natural y protección solar.
•
Eliminar ganacias solares excesivas en períodos de calor.
limitando
las
más
Si la superficie de la envolvente del edificio es grande las condiciones exteriores
influyen sobre su comporta miento más que en el caso contrario. Los edificios
grandes tienen una relación superficie/volu men menor que los de pequeño
volumen
y
están
más
influenciados
por
las
cargas
internas
(ocupación,alumbr ad o,...). Con los altos precios del suelo hoy se construyen
edificios altos, donde los muros cortina permiten la entrada de la luz, pero a la vez
hacen hermético el edificio y obligan al acondicionamiento artificial del mismo.
Olgyay dice sobre la forma de un edificio que:
1.
La
forma
cuadrada
no
es
la
óptima
en
ningún
lugar.
2. Las formas alargadas hacia sur y norte son peores en todos los climas y peores
que
las
cuadradas.
3. El óptimo es siempre la forma alargada en dirección este - oeste.
Formas de edificios
Existe una lenta progresión de las formas desde más cuadradas en los climas
nórdicos hacia más alargasdas en los cálidos. Se estudian así las proporciones para
cada caso para minimizar pérdidas en invierno y ganancias en verano.
3. INVERNADEROS
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
 Variación estacional
 Captación y control del asoleamiento
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Arquitectura de bajo consumo energético
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


✔
Integración arquitectónica
Intercambios energéticos con espacios adyecentes
Precalentamiento del aire de ventilación
Pérdidas de calor
Casos tipo
INVERNADEROS
Se trata de espacios rodeados de acristalamiento adosados a la fachada sur del
edificio. Según el clima y el uso puede existir una pared de almacenamiento
separado ra entre ambos. No se regula su temperatur a con calefacción auxiliar y se
puede utilizar para precalentar el aire de ventilación.
VENTAJAS
•
•
•
•
•
El clima interior puede mejorar mucho al interponer un espacio intermedio,
que puede cubrir toda la anchura (y la altura) del edificio reduciendo sus
pérdidas de calor
Genera un espacio semiexterior protegido del viento
Dispone jardines interiores amplios y agradables
Reduce radiación solar sobre la fachada
Pueden combinarse fácilmente con otros sistemas pasivos.
CARACTERÍSTICAS
Requerimientos y variaciones
Es posible usar el espacio de dos
formas distintas para captar la
energía solar. Se puede usar
como un espacio de captación
directa,
introduciendo
inercia
térmica (suelos, paredes o agua)
y
aislamiento
móvil,
convirtiéndolo en una extensión
de la casa, habitable una gran
parte del tiempo. Actúan así
como
un
muro
Trombe
modificado. La alternativa es
utilizarlo como un captador, en
cuyo caso será ligero y se aprovechará el aire caliente diurno para calentar el
edificio. Las temperat ur as en el espacio serán muy variables y no se podrá usar
como jardín ni en el sur de Europa, salvo que se dispongan sistemas adecuado s
de ventilación y sombrea miento.
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Arquitectura de bajo consumo energético
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Integración arquitectónica
Existen gran variedad de formas geométricas, simplemente adosad os,
empotra dos en la fachada sur o intermedios, con diversas alturas posibles,
además pueden suministrar aire caliente al interior mediante ventiladores y/o
conductos.
DISEÑO
El objetivo es crear un espacio agradable utilizable para actividades semi exteriores gran parte del año sin consumir energía. Las condiciones ambientales
resultan poco controlables y los criterios de diseño importantes son su forma,
dimensiones, propiedades térmicas, inercia térmica, grado de contacto con el
edificio principal y sistemas de control solar. En definitiva, se trata de un espacio
intermedio con un microclima variable.
Variaciones estacionales
Su temperat ur a dependerá de:
• la radiación solar que entra y se retiene
• intercambios térmicos con los espacios adyecentes
• las pérdidas de calor al exterior
• su capacidad de almacenamiento térmico
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Integración arquitectónica
Los aportes solares y los del interior son los que elevan
la temperat u r a del invernadero por encima de la media
exterior. Según el momento puede subir entre 5 y 20º
sobre el exterior. Esto crea tres situaciones tipo a lo
largo del año:
En mo mentos con poco asoleo y baja temperatura
exterior el recurso del espacio es el calor que proviene
del edificio anexo, siendo su temperatur a intermedia
entre la del mismo y la del exterior, las separaciones
deberán estar cerradas y se puede aprovechar el aire del
invernadero para ventilar el interior.
En días soleados de primavera y otoño su temperat ur a
puede superar la del interior y contribuir a calentar el
mismo durante el día, para lo que se abrirán los
elementos separadores.
En tiempo
cálido el asoleo pueden
calentarlo
excesivamente, por lo que se deberá proteger de la
radiación y ventilarlo adecuada me n te..
Cada uno de los casos implica cuidadosa atención en sul diseño.
Ganancias solares y su control
La radiación recibida depende del lugar, de la orientación y del cerramiento. Se
debe considerar:
•
•
•
•
Captación del sol de invierno, máxima con orientació sur y ausencia de
obstrucciones.
Para retener la energía conviene disponer superficies que absorban la radiación
de color oscuro.
Invernaderos demasiado profund os desper dician energía hacia el exterior
La protección solar en verano no debe privar de iluminación natural de los
espacios adyecentes.
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Arquitectura de bajo consumo energético
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Integración arquitectónica
Intercambios de energía con los espacios anexos
Se tratan de intercambios de radiación solar por elementos transparentes y
transmisiones de calor por los opacos y transparente, al margen de los posibles
intercambios por ventilación. El intercambio por trans misión depende de sus
temperat u r as relativa y las ventanas y puertas entre el invernadero y el interior
juegan un papel importante en la regulación del intercambio.
Con el asoleo la temperatur a en el invernadero aumenta y puede ceder calor al
interior. Conviene considerar lo siguiente:
• Cuando mayor es la superficie cubierta por el invernadero, mayor es su
protección al frío.
• Locales con ventanas y puertas hacia el invernadero pueden aprovechar las
condiciones del mismo cuando son favorables.
Precalentamiento del aire de ventilación
Esta utilidad del invernadero conviene realizarla mediante dispositivos específicos
indepen dientes de puertas y ventanas, para regular mejor y más fácilmente los
flujos de aire..
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
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Integración arquitectónica
Hacer pasar el aire de ventilación por el invernadero para subir su temperatu ra
reduce la energía necesaria para calentar el espacio interior habitable, ya que sino
el aire entraría muy frío y habría que consumir más energía para poner el interior a
la temperat ur a adecuada. Tomar aire del invernadero baja la temperatur a en su
interior y esto disminuye su habitabilidad y reduce su efecto como espacio tampó n
en invierno. A pesar de ello, es preferible la contribución como aire de
precalenta miento de la ventilación, sobretodo cuando el invernadero raramente
llega a tener temperat ur as suficientemente cálidas para su ocupación en invierno.
Pérdidas de calor
El coeficiente de pérdidas de calor de un invernadero adosado, de una planta y
unos 12 m² de superficie puede llegar a superar el de una casa aislada de dos
plantas y de diez veces esta superficie. Como la pérdida de calor afecta la subida
de la temperat ur a del invernadero, y por lo tanto su habitabilidad y su efecto
protector, es conveniente controlarlo.
La pérdida de calor del invernadero se puede regular:
•
•
•
controland o la superficie expuesta de su piel, utilizando una geometría
adecuad a y con parte de la cubierta opaca y aislada.
usando doble vidrio, o de baja emisividad, y/o aislamiento nocturno.
con aberturas en la parte superior e inferior para evacuar el exceso de calor
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Arquitectura de bajo consumo energético
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TAREB
➢
➢
➢
Integración arquitectónica
4. ATRIOS
Ventajas
Características
Diseño
 geometría del patio /a t rio
 estructur a de la cubierta
 cubierta transparente
 paredes y suelos
 acristalamiento hacia los espacios adyacentes
 dimensiones de los espacios interiores
 reflectancia interior del espacio habitable.
VENTAJAS
•
•
•
•
•
•
•
•
Presencia de espacios intermedios protegidos del frío y el agua.
Coinversión de patios en espacios protegidos iluminados, útiles en circulaciones
y otros usos.
Posibilidad de utilizarlo como depósito de recogida del aire de extracción
caliente.
Reducción de pérdidas térmicas de superficies que estarían expuestas al exterior
en invierno.
Menor mantenimiento de fachadas que quedan protegidas del clima exterior.
Favorecen la luz natural ahorran do luz artificial en horarios laborales.
Posibilidad de amplios jardines interiores.
Creación de conexiones del edificio con las calles adyecentes.
CARACTERÍSTICAS
Un atrio permite la penetración de la luz
natural en las zonas centrales del edificio
y ofrecer espacios protegidos para el
contacto con el exterior. La luz natural es
psicológicamente importante y el atrio la
favorec,
aunque
con
decrecimientos
debidos
a
las
obstrucciones
en
comparación con ventanas al exterior. En
casos normales ventanas del 50% de la
superficie de fachada iluminan hasta 6 m
de profun didad pero este valor se reduce
en los atrios.
Las obstrucciones (paredes) con acabados claros pueden mejorar este aspecto y en
casos urbanos pueden ser mejores que en la calle.
Geometría del atrio
Afectan la luz natural que penetra las proporciones del atrio (una mayor anchura
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favorece la penetración), la profundida d, incluso la forma en planta del mismo.
Cubierta del atrio
La luz que penetra depende de:
• tipo de cubierta
• trans misión del acristalamiento
• pantallas de control solar.
Acristalamiento del techo
Los
tipos
principales
son:
transparen te y translúcido, este
último
puede
ser
tintado
o
reflectante.
El transp arente transmite más luz y
permite ver el cielo, pero dejan
entrar los rayos de sol que pueden
ser molestos, aunque se pueden
apantallar, redirigir o difundir con
elementos interpuestos.
El translúcido difunde la luz y priva
la vista del cielo, aunque se perciban
cambios fuertes del clima exterior. Si
difunden mucho la luz para obtener más
uniformidad
pierden
mucha
transmitancia, efecto negativo con cielo
cubierto.
Paredes y suelo del atrio
Influyen en la distribución de luz en el
espacio según sus acabados, los de reflexión difusa pueden fácilmente causar
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Integración arquitectónica
deslumbr a miento a los ocupantes si el sol incide en las paredes. La necesidad de
conexiones vidriadas con los espacios adyecentes puede disminuir bastante la
rfeflexión media de las paredes.
Acristalamiento hacia los espacios adyecente s
Lo mejor es vidrio sencillo si lo permiten las normas de incendios.
Dimensio ne s de los espacios adyecente s
La penetración en profundida d luz natural decrece a valores menores que en el
caso de ventanas al exterior (el valor típico es el doble de la altura del techo) y
conviene considerarlo al diseñar la profundida d de los locales iluminados a través
de un atrio.
Radiación solar
Las soluciones de aprovechamiento de la radiación directa del sol no son a veces
directamen te aplicables en los países del norte de Europa, donde predominan
condiciones de cielo cubierto. El sol en un atrio puede deslumbr ar de forma directa
o reflejada, por lo que se deben prever en muchos casos elementos de sombra, fijos
o móviles. Existen dos tipos de protecciones:
• Ddifusores que interceptan la radiación directa y crean un “cielo” brillante de luz
difusa
• Reflectores, espejos, prismas o materiales holográficos que redirigen los rayos de
sol.
5. SISTEMAS DE PROTECCIÓN SOLAR
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Arquitectura de bajo consumo energético
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➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
 Tipología de un sistema de sombreado
 Sombreado interior
 Sombreado exterior
 Elementos fijos de sombreado
 Vegetación
 Sistemas de sombreado ajustables

➢
Integración arquitectónica
Diseño del sistema
 Geometría solar
 Hora solar
 Ángulos horizontales y verticales de sombra
 Exceso de sombreamiento
Casos tipo
DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN SOLAR
VENTAJAS
• Protegen de la radiación solar y a la vez distribuyen la luz y reducen cargas de
refrigeración.
• Una buena distribución lumínica es importante para el confort visual,
• Los dispositivos moderan la penetración solar directa difusa y reflejada sin
reducir excesivamente la luz natural y la ventilación
• Pueden proteger también superficies opacas.
• Si son fijas pueden dejar pasar el sol de invierno y también reducir la luz en días
cubiertos.
• Si son móviles y exteriores son más efectivas, pero deben ser suficientemen te
robustas.
•En situación intermedia en los cerramientos están protegidas y pueden controlar
deslumbr a mientos.
• La vegetación puede sombrear fachadas y cubiertas reduciendo cargas térmicas.
Mediante setos se pueden obstruir reflexiones molestas de superficies de agua,
edificios acristalados, etc.
•Los acristalamientos especiales pueden proteger del sol con alta eficacia, auque
resultan costosos.
•Protecciones sencillas pueden ser tan eficaces como sistemas de alta tecnología.
•Existen numerosos tipos diferentes de sistemas con rendimientos similares.
CARACTERÍSTICAS
Pueden situarse interiores, exteriores o dentro de un acristalamiento doble (o
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triple), deteniendo total o parcialmente la radiación solar, las exteriores son más
eficaces ya que, al calentarse no ceden calor al interior; en el caso de las interiores
si su acabado es muy reflectante ceden poco calor al interior por convección.
Conviene considerarlas desde los inicios del proyecto, especialemente
en los
edificios
con
muros
cortina,
donde
son
especialmente
necesarias.
El papel de las proteccione s solares
Mejorar el confort térmico y visual, reduciendo sobrecalentamientos y
deslumbr a mientos, además de procurar privacidad, son diversas acciones posibles,
juntas o por separado. Durante el siglo XX se olvidó la importancia de la protección
solar en edificios con aire acondicionado y sólo la crisis de energía de los 70
consiguió en los 90 que se recuperara su importancia. Deteniendo la radiación
solar visible (aproximada me nte el 50% del total) e infrarroja y ultravioleta (el resto).
Los objetivos de una buena protección solar son:
• moderar o detener la radiación solar directa en momentos determina dos;
• controlar la radiación difusa y reflejada;
• prevenir el deslumbra miento de superficies interiores y exteriores;
DISEÑO
TIPOLOGÍA DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN SOLAR
Como se ha mencionado pueden ser interiores o exteriores,
fijas, móviles o de tempora da, e incluso pueden servir como
aislamiento móvil.La mas o celosías cerradas de noche
reducen las pérdidas de calor al exterior.
Proteccione s interiores
Nunca deben ser de colores oscuros, ya que por efecto
invernadero se calientan con la radiación solar y la radiación
que reemiten ya no puede atravesar el vidrio y calienta el
interior conjunta me n te con la energía cedida por convección.
Son peligrosas sobre todo en fachadas a este y oeste, donde la
radiación es más fuerte en verano. Conviene situarlas sobre
todo en la parte superior de las ventanas, dejando la parte
inferior libre de vistas. Como solución es más cómoda y
económica que la exterior, pero su rendimiento es muy
inferior.
Proteccione s exteriores.
Son aproximada m e nte un 30% más efectivas que las
interiores, pero más complicadas de manejar, protegen
especialmente bien de la radiación difusa. Con vegetación se puede obtener una
protección estacional mediante árboles perennes o caducos, enredaderas, etc.
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Integración arquitectónica
Las Protecciones fijas exteriores son en general lamas horizontales, aleros, lamas
verticales, etc.
Las Protecciones móviles son celosías, persianas, toldos o postigos, que pueden ser
además practicables para liberar total o parcialmente las aberturas.
Los sistemas mecánicos son caros pero muy adecuados
en edificios comerciales, aunque es conveniente disponer
de un accionamiento manual en caso de avería del
mecanismo o fallo de suministro.
PROTECCIONES SOLARES FIJAS
Condicionan fuertemente la apariencia del edificio y han
servido a menudo para dar carácter al mismo, a veces
con errores técnicos. La forma más común es la de
elementos horizontales y su uso es muy adecuado en
fachadas a sur. A este y oeste se tiende a colocar elementos verticales, aunque su
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Integración arquitectónica
utilidad no es en la práctica mayor que la de los horizontales.
Los aleros son un clásico sistema para fachadas a sur, dejan entrar el sol bajo de
invierno y detienen el de verano (posibles problemas en épocas intermedias), la
proyección necesaria depende de la latitus (un 20% de la altura a proteger en
latitudes mediterráneas) y conviene extenderlo más allá de la abertura a proteger
(sol de mañana o tarde). Son también útiles protegiendo fachadas de la lluvia.
Como desventajas, el desfase entre estación climática y recorrido solar, la
obstrucción de luz que representa en días cubiertos, etc., a pesar de ello es un
recurso sencillo de alto rendimiento.
Tipos de protecciones solares fijas:
Horizontales exteriores
•
Repisas de luz horizontales
•
Aleros
•
Lamas
Verticales exteriores
•
Pantallas
•
Lamas verticales
•
Películas en acristalamientos
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•
Integración arquitectónica
Sombreamiento pasivo holográfico
Vegetación
Árboles, arbustos y enredaderas, en pérgolas o aleros, mejoran el microclima
adyacente al edificio . Se protegen fachadas o techos en su conjunto. Pueden reducir
la reflexión en el terreno y, con la evapotrans piración, la temperat ur a del aire.
Pueden actuar como barreras al viento, e incluso conducirlo hacia direcciones
adecuadas para mejorar la ventilación.
El efecto de la vegetación depende
de su tipo, tamaño y edad. Givoni
trata de sus efectos en su libro
(Climate Considerations in Building
and Urban Design . Van Nostran d
Reinhold, NY, 1994):
1. Árboles altos y pérgolas cerca
del edificiodan sombra sin
reducir significativamente la
ventilación ;
2. Enredaderas y matorrales altos paredes cerca de los muros dan sombra pero
reducen la ventilación;
2. La temperatur a junto a la fachada baja y reduce ganancias de conducción e
inflitración.
3. El cesped junto al edificio reduce reflexiones y las ganancias de energía;
4. La vegetación junto al condensador de una bomba de calor para aire
acondicionado mejora su rendimiento (COP), al reducir la temperatur a del
aire; y consum e menos energía.
5. La vegetación hacia este y oeste protege efectivamente del sol de varano.
En días puntas de verano las paredes
sombreadas rebajan su temperatur a más de
15K. Las enredaderas más de 12K. En caos de
paredes pintadas con superficies selectivas frías
(encaladas) en paises de veranos cálidos la
vegetación puede dificultar la emisión de la
radiación de onda larga que enfría la pared.
SISTEMA DE SOMBREAMIENTO OPERABLE
Se ha comentado los requerimientos de robustez que tienen y la posibilidad de
auto matizarlos (pueden reducir en un 90% el aporte solar), pero su mantenimiento
y coste inicial son altos .
Sistemas operables exteriores (incompleto )
•
Persianas y celosías
•
Postigos
•
Persianas venecianas
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Integración arquitectónica
V.A.L.R.A
Persianas entre dobles vidrios
Okasolar
Vidrios reflectantes
Vidrios de trans mitancia variable
Vidrios coloreados
Lamas de vidrio para control solar
Lamas de vidrio en sistemas de PV
Elementos holográficos
Lamas de vidrio con concentración HOE
Lamas de vidrio de reflexión total
Sistemas de sombra transparentes con HOE
Protecciones selectivas direccionales con HOE
Aletas protectoras
Gel en interior de vidrios
Persianas de PV
Interiores
•
Persianas opacas
•
Persianas enrrollables
•
Paneles interiores
•
Cortinas
•
Quilt
•
Persianas venecianas enrrollables reflectantes
•
Persianas venecianas
•
DISEÑO DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN SOLAR
Existen métodos precisos para conocer la posición y los movimientos del sol a lo
largo del día y del año, en laboratorios se usan típicamente heliodones o cielos
artificiales, pero están fuera del alcance de un proyectista normal. Los programas
de ordenad o r son otra forma de ensayar los resultados de un diseño, costosos al
principio, actualmente son cada vez más fácilmente accesibles. Con ellos se pueden
comprobar sombras propias y arrojadas.
Existen tres tipos de cartas o diagramas solares: la equidistante, la ortográfica y la
estereográfica. La última es la más usada ya que proporciona imágenes más
detalladas en las zonas cercanas al horizonte.
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Integración arquitectónica
Szokolay (PLEA Notes: Solar Geometry. PLEA (Passive and Low Energy Architecture)
and University of Queensland) ha escrito extensivamente sobre geometría solar y
diseño de sistemas de sombreado, identificando tres escalones básicos en el
proceso:
1. Identificar los períodos en que se requiere sombra, diária y estacionalmente.
Considerar el tipo de edificio, su masa térmica y las ganancias internas.
2. Calcular el rendimiento necesario del dispositivo estudiando los ángulos de
sombra.
3. Diseñar el dispositivo de acuerdo con las necesidades.
To use sun - path diagrams effectively, a simple understan ding of shadow angles,
solar geometry and solar time is needed.
Geometría Solar
Respecto a la geometría solar, se debe entender el movimiento aparente del sol en
un modelo simple lococéntrico, como si la tierra fuese plana y el sol se moviese en
la bóveda hemiesférica del cielo. Su posición en la misma se define en ángulo de
altura respecto al horizonte(zenit = 90º) y en el del azimut en plano horizon tal
desde el norte (0º) al este (90º), al sur (180º) y al oeste (270º).
Hora Solar
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
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Integración arquitectónica
La hora solar no coincide con la oficial, pero sabemos que 24 h correspon de n a
360º, así una hora equivale a 15 º de longitud, o 4 minutos de tiempo a 1º de
longitud. Con estos datos y la referencia de la hora oficial local, sabiendo la
longitud del lugar es posible conocer la hora solar.
Ángulos horizontales y verticales de sombra
El ángulo horizontal de sombra (HSA) se refiere a la
diferencia en azimut entre la posición del sol y la
orientación de la fachada del edificio considerada,
determinan d o el rendimiento de una protección solar
vertical. Igualmente sucede con el ángulo vertical (VSA) y
las protecciones horizontales. Con ambos ángulos en un
diagrama solar se pueden determinar los días y horas de
sombra para un punto dado.
Sombras arrojadas
Las sombras de edificios vecinos se connocen con diagramas de trayectoria solar.
Las notas del PLEA sobre Geometría Solar describen el método, en 7 pasos:
1. Recogida de información, plantas, secciones y alzados de todos los edificios,
ubicación y cotas;
2. Selecci'on de puntos críticos del entorno que pueden producir sombras ;
3. Marcar con el diagrama solar en el emplaza miento la trayectoria y los azimuts
para cada punto;
4. Medida de las distancias entre los puntos y los edificios del entorno;
5. Cálculo de alturas y azimuts para todos edificios según los puntos críticos;
6. Señalar alturas y azimuts en el diagrama solar;
7. Completar el diagrama solar.
Existen programas de ordenador que pueden ayudar en este proceso.
6. LA ENVOLVENTE ACTIVA
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
21
TAREB
Integración arquitectónica
- FACHADA DE DOBLE PIEL
➢
➢
➢
✔
Ventajas
Características
 Control ambiental
 Ventajas
 Inconvenientes
Diseño
 Descripción técnica
 Acristalamiento
 Protecciones solares
 Propiedades de la fachada de doble piel
 Integración de la doble piel – Climatización - estrategies del edificio
 Contribución de la fachada de doble piel a las estrategias de climatización
Casos tipo
FACHADA DE DOBLE PIEL
Se trata de una tendencia arquitectónica debida sobre todo a:
• el interés estético por fachadas acristaladas y la transparencia asociada a ella.
• la necesidad práctica de mejorar el ambiente interior
•la necesidad de mejorar la acústica de edifcios en áreas urbanas ruidosas
•la reducción del consum o de energía
VENTAJAS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Protección de la fachada interior, que ahorra costes de funciona miento.
Precalentamiento del aire de renovación, que ahorra energía en invierno
Posible ventilación natural mediante la doble piel.
Reducción de pérdidas energéticas 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 las protecciones a la radiación que pueden quedar protegidas
del viento.
Reducción de puentes térmicos.
CARACTERÍSTICAS
Es un sistema de doble piel con dos acristalamientos separados por un pasillo de
aire. La capa principal de vidrio es normalmente aislante y en esta cámara se
pueden situar las protecciones solares.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
22
TAREB
Integración arquitectónica
Control ambiental
Regula la interacción entre los ambientes interior y exterior y permite un mejor
confort de los ocupantes en su acción como filtro. En este apartado estudiaremos
estos puntos.
Comfort es un complejo equilibrio de cuatro criterios clave
•
•
•
•
LUZ – ambiente visual
CALOR – ambiente térmicoherm al environment
RUIDO – ambiente acústico
OLOR - calidad del aire
VENTAJAS
Menores costes de construcción comparados con soluciones provistas de
paneles electrocrómicos, termocró micos o fotocrómicos (que cambian de
propiedades según el clima, pero son muy costosas). Los componentes usados
en nuestro caso son ya conocidos.
Aislamiento acústico: Una ventaja importante de la doble piel, ya que el tipo
de fachada y sus cerramientos es crítico para las condiciones acústicas del
ambiente interior.
Aislamiento térmico:
• En invierno la piel adicional mejora el aislamiento, sobre todo si la
cámara intermedia está cerrada en invierno al aire exterior.
• En verano el aire caliente del interior de la cámara puede extraerse con
ventilación (natural o mecánica). Es importante el diseño y posición de las
protecciones solares.
Ventilación nocturna: Durante días de verano cálidos, coc temperat u r as
exteriores encima de 26°C se puede sobrecalentar el espacio intermedio. Se
puede entonces prerefrigerar las oficinas con ventilación nocturn a
procedente de la cámara.
Ahorros de energía y reducción de impactos ambientales: Básicamente
son los del ahorro energético que significa, considerable compara do con
edificios convencionales.
Protección de lluvia y viento de mecanis m o s de sombra o de control
de luz:
Reducción o supresión de los efectos de la presión del viento:
Transparencia – Diseño arquitectónico: Tendencia de moda en
arquitectura.
Ventilación Natural: Se pueden aplicar diversos tipos de ventilación
natural o mecánica, dependiendo del clima del lugar y de la época del año
y la hora del día
Confort térmico y temperaturas del cerramiento interno: El aire de la
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
23
TAREB
Integración arquitectónica
cámara está más caliente que el exterior y el cerramiento interior se enfría
menos que en las fachadas simples, con ello la temperatur a de radiación
interior no desciende en invierno. Igualmente en verano, si la cámara y la
protección solar están adecuada me nte diseñadas las temperat ur as en la
cámara se mantienen relativamente bajas.
Escape de incendios: Claessens y De Hedre mencionan que el espacio
intermedio puede usarse como vía de esccpe de incendios.
DESVENTAJAS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Costes de construcción mayores que los de una fachada convencional.
Incendios: No esta claro si son favorables o desfavorables al conectar locales
entre si.
Reducción de la superficie útil: El vacío de la cámara puede variar de 20 cm
a dos metros. La profundida d influye en el comporta miento (si es mayor
más aisla).
Costes adicionales de funcionamiento: Limpieza, inspección , servicios etc..
Problemas de sobrecalentamient o: Con diseños defectuosos de ventilación
y protección.
Incremento de velocidad del aire en la cámara, especialemente en edificios
altos.
Peso superior de la estructura: Lo que incrementa los costes.
Luz natural : Existe una posible reducción de la luz que penetra en los
locales.
Aislamiento acústico: Pueden darse conexiónes acústicas entre locales,
contiguos o no.
Propiedades de la cámara de la doble fachada
Simular el comporta miento se la cámara es muy dofícil y se realiza apoyándose en:
• Simulaciones de flujos de aire
• Cálculo de temperatur a s a diferentes alturas (Comporta miento térmico)
•
Simulaciones de luz natural.
Para calcular la tempertur a interior a distintas cotas de la doble piel hay que hacer
simulaciones de flujo de aire ya que pueden ser críticas para decidir:
•
•
Diseño de la fachada
• Tipo de fachada de doble piel (ventanas aisladas, pasillos, fachada de
varias plantas, etc)
• Geometría
de la fachada (tamaño de las aberturas, altura y
profun dida d de la cavidad, etc)
Acristalamiento de la fachada
• Tipo de vidrio (sencillo/ doble acristalamiento en las capas interiores y
exteriores)
• Tipo de tratamiento(vidrio transparente, vidrio tratado, vidrio de baja
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
24
TAREB
•
•
•
Integración arquitectónica
emisividad, etc)
Protecciones solares
• Tipo de las protecciones solares (persianas venecianas, aleros, etc)
• Posición de las protecciones solares (exteriores /i nteriores / i nter m e dias)
• En caso de estar dentro de la doble piel, posicion exacta
Combinación adecuada del vidrio tratado y la protección solar para cada
orientación y tipo de fachadaP
Estrategia de climatización
• Origen y destino del aire de la cavidad interior
• Ventilación por medios naturales, mecánicos o ventiladores
• Refrescamiento nocturno por compuertas
DISEÑO
Acristalamiento
Los tipos de vidrios usados
acristalada son:
•
•
más habitualmente
en fachadas
de doble piel
En la piel interior de la fachada: Paneles doble o triples como aislamiento
térmico.
En la piel exterior de la fachada: Normalmente se usa una sola capa de cristal
templado, aunque a veces puede ser vidrio de seguridad laminado.
Proteccione s solares
Las protecciones solares (a menudo son
persianas venecianas) se colocan en la
cavidad interior de la doble piel por
cuestiones de protección. Las características
de
estas
persianas
influyen
en
las
propiedades físicas de la cavidad, por lo tanto
hay que seleccionarlas teniendo en cuenta
que sean compatibles con el tipo de
acristalamiento, la geometría de la cavidad y
los movimientos de aire previstos.
La posición de las persianas tendrá una cierta
repercusión en reducir la energía necesaria
para calefacción y refrigeración en el interior
a lo largo del año, asegurando un confort
térmico a los ocupantes.
Influirá también:
•
la situación del edificio (temperat ur as exteriores, posibilidad de luz natural,
etc)
•
orientación de la fachada
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
25
TAREB
Integración arquitectónica
•
geometría de la cámara
•
tamaño y situación de las aberturas interiores y exteriores de la cámara
•
tipo de ventilación de la cámara
INTEGRACIÓN DE LA DOBLE PIEL – AIRE ACONDICIONADO – ESTRATEGIAS
Hay diversos tipos de construcción de la doble piel, como la caja de ventana,
fachada shaft, fachada pasilloy fachada multipisos. La supeerficie de la fachada y la
anchura de la cámara determinan los flujos de aire en su interior, según esto:
•
En invierno son mejores cámaras estrechas para limitar el flujode aire y
aumentar su temperatur a
•
En verano no es tan clara la preferencia pero puede ser mejor una cámara ancha.
Las necesidades para verano e invierno pueden satisfacerse con:
•
Cámaras suficientemente delgadas para mantener el aire cálido en invierno pero
no demasiado
•
Controles (compuertas herméticas)en la cámara para limitar el flujo de aire en
invierno .
•
Ventiladores en verano para incrementar el flujo en períodos cálidos .
Contribución de la doble piel a la estrategia de climatización
Un sistema de climatización puede usarse de tres formas en un edificio de oficinas
con doble piel:
• Sistema total con alto consum o de energía, se puede usar el aire de la cámara
para ventilación.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
26
TAREB
Integración arquitectónica
•
Sistema limitado (la doble fachada funciona parte del tiempo creando las
condiciones interiores) En este caso la doble piel puede:
¤ precalentar el aire de ventilación
¤ Servir como conducto de ventilación
¤ preenfriar el aire (de noche)
• Sin climatización la doble piel cumple con los requerimientos suficientes. Es el
caso ideal.
En invierno el aire exterior se puede tomar de a parte inferior de la fachada y
precalentarlo en la cámara. En verano se extrae el aire por la parte superior, aunque
con peligo de sobrecalenta mientos.
Normalmente se pueden abrir ventanas en épocas intermedias con control
individual.
Estrategia de control
Resulta crucial evitar sobrecalenta mientos en verano mediante un sistema de
control del aire acondicionado según los principios siguientes:
•
•
•
•
Los ocupantes deben poder intervenir, aún a riesgo de desper diciar
energía (A.H.C. van Paassen, 1995).
Se deben aprovechar al máximo las condiciones exteiores sin poner en marcha la
climatización. (A.H.C. van Paassen, 1995).
El enfoque debe ser obtener el confort con el mínimo consu mo de energía.
Con el edificio desocupa do la prioridad debe ser el ahorro de energía, sin
considerar el confort.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
27
TAREB
Integración arquitectónica
El sistema de control tiene que cubrir los siguientes aspectos:
•
mantener el nivel correcto de temperatur a interior
• ventilar suficientemente el edificio.
•
Asegurar la penetración de luz suficiente en el interior .
- FACHADA VENTILADA
➢
➢
Características
Diseño
Es un sistema apreciado en el norte de Europa y adoptado ultimame nte en Italia.
Está formad o, de fuera a dentro, por una capa aislante anclada a la estructura
resistente y por una de cerramiento sujeta al edificio por un sistema de fijación
apropiado. Entre ambas una cámara de aire que, con el efecto chimenea, produce
una fuerte ventilación de dicha cámara. Se trata de una técnica antigua de
construcciones de madera al norte de Europa o en los Alpes para proteger las
paredes del clima.
CARACTERÍSTICAS
Recientemente se han realizado aplicaciones con materiales tradicionales, como
piedra, madera, gres - porcelana, terracota, plástico y metales. Sus ventajas respecto
al revestimiento normal son:
1
2
3
4
5
6
7
reducción
protección
del
riesgo
fácil
de
la
ahorro
eliminación
eliminación
de
agrietamientos
y
desprendimientos;
colocación;
mantenimiento;
estructura
contra
los
agentes
atmosféricos;
de
energía;
de
puentes
térmicos;
de
superfícies
de
condensación
DISEÑO
Los
elementos
que
forman
una
fachada
ventilada
son:
1
–
muro
estructural
de
soporte
2
–
capa
de
regularización
3
–
capa
de
aislamiento
4
–
capa
de
ventilación
(cámara)
5
–
sistema
de
fijación
6
–
sistema
de
cerramiento
7 – sistema de juntas
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
28
TAREB
Integración arquitectónica
Muro
estructural
de
soporte
Puede ser de una o varias capas. Como soporte del conjunto son importantes sus
características (dilataciones, deformaciones, resistencia a las fijaciones, etc.)
Capa
de
regularización
Consiste en general en una capa de mortero de 1- 2 cm que debe ser regular y
plana.
Capa
de
aislamiento
Acostu mb ra a tener un grueso de 3 a 8 cm y se aplica con adherentes o elmentos
mecánicos anclados con plático para evitar puentes térmicos (mejor en
rehabilitacions).
Cámara
Grueso entre 3 y 5 cm. Para garantizar la ventilación y se deben evitar
obstrucciones
en
ella.
Si
está
correctamente
realizada
sus
ventajas
son:
a)
evaporación
del
agua
depositada
en
la
construcción;
(1)
b) eliminación del vapor de agua procedente del interior en invierno; (2)
c) refrigerar
la piel interior
en
verano
con
la ventilación;
(3)
d) atenuación del flujo de calor hacia el interior en verano; (4)
e) prevención de las pérdidas hacia el exterior en invierno al no formar puentes
térmicos.
(5)
Sistema
de
fijación
Se realiza con un conjunto de elementos que deben soportar el peso de la capa
exterior y las fuerzas de la acción del viento. El sistema puede realizarse con:
1.
anclajes
localizados
en
puntosepar a do s
“Local
Fixing”
2. un malla estructur al “Spread Fixing”
El primer sistema favorece la existencia de puentes térmicos si las placas son
pequeñas. Se usan materiales inoxidables o tratados con anticorrosivos, acero
inoxidable (AISI 304 y 316) o aluminio.
En el segundo caso la malla estructur al es de perfiles de acero verticales (estructura
principal) conectados a los forjados con platabandas o anclajes, con mecanismos
reguladores de los desplomes. Los elementos horizontales (estructura secundaria)
se sujetan a los verticales y soportan las placas del cerramiento exterior. Siempre
teniendo en cuenta los materiales el cerramiento, sus cualidades mecánicas,
dilataciones, coste, etc.
Capa
de
cerramiento
(placas)
Debe proteger de los agentes atmosféricos y dan lugar a su apariencia exterior.
Deben
cumplir:
a) Alta resistencia mecánica al choque y térmica a las oscilaciones de temperatu r a;
b)
impermeabilidad;
c)
incombustibilidad;
d)
inalterabilidad
física
y
estética
en
el
tiempo;
e)
resistencia
al
viento
(a
presión
y
a
depresión).
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
29
TAREB
f)
g)
Integración arquitectónica
versatilidad
de
mantenimiento.
montaje;
En el caso de piedra, cerámica, terracota, plástico o metáles, otros parámetro s
importan tes
son:
a)
peso
de
las
placas;
b)
dimensión
de
las
placas.
La placas deben tener libertad de movimientos según sus dilataciones
indepen diente me nte de la estructura de soporte gracias a los anclajes elásticos.
Sistema
de
juntas
Son espacios entre placas y que deben permitir su movimiento libre. Pueden ser
cerradas o abiertas.
Juntas
cerradas:
Separaciones de 2/3 mm y más adecuadas si las dimensiones son limitadas, o
creando discontinuidades de 15- 20 mm en forjados y a distancias horizontales
similares.
Juntas
abiertas
Separaciones de 6- 7 mm que permiten placas mayores que se mueven libremente.
Ventajosas al requerir menor precisión de anclajes y colocación. La tendencia a
gruesos reducidos las hace ideales, con ahorro de trabajo de colocación y consu mo
mayor de materiales de sellado.
7. VENTILACIÓN NATURAL
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
 Proyecto de ventilación natural
 Diseño para ventilación cruzada
 Diseño para ventilación a una cara
 Diseñoo para ventilación pasiva por efecto chimenea
 Torre de viento
 Chimenea solar
 Ventilación mixta
 Tipo de ventanas
 Refrigeración nocturna
VENTILACIÓN NATURAL
VENTAJAS
•
•
Ofrece ventilación (aire exterior) para asegurar unas condiciones higiénicas y
confortables a los ocupantes de los edificos, sin necesidad de usar ventiladores.
Refrescamiento pasivo sin necesidad de sistemas mecánicos
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
30
TAREB
•
•
•
Integración arquitectónica
Si está bien diseñada reduce los costes de constr ucción y funcionamiento
Reduce el consum o energético del aire acondicionado y los ventiladores de
circulación
Elimina el ruido de la maquinaria
CARACTERÍSTICAS
La ventilación refresca al llevarse el calor que desprende el cuerpo humano. Se
puede generar movimiento de aire de forma natural (viento o diferencia de presión)
o forzada mecanicamente. El recorrido del flujo de aire es el resultado de las
diferencias de presión que hay alrededor del edificio. El aire se mueve de las altas a
las bajas presiones. Cuando la temperat ur a exterior es inferior a la interior la
ventilación debería extraer las cargas de calor producidas durante el día por los
aportes internos o las ganancias solares y por la noche dejar entrar el aire fresco. El
movimiento de aire en el interior favorece el intercambio convectivo con la
superficie de piel y por tanto aumenta la tasa de evaporación de la superficie de la
piel. La evaporación es un mecanismo de refrigeración que puede proporcionar
condiciones de confort a las personas, incluso en condiciones cálidas. Pero, para
ser realmente efectivo, el aire del entorno de las personas no debe ser demasiado
húmed o (humedad relativa claramente por debajo del 85%).
Tanto el diseño del propio edificio, como de su entorno puede favorecer estos
mecanismos de evacuación de calor.
La cantidad de flujo de aire que cruza el edificio dependerá de la ubicación, tamaño
y comporta miento de las aberturas y los obstáculos interiores en el movimiento de
este aire. La dinámica de fluidos no es una ciencia obvia y por lo tanto el
movimiento del aire dentro de un edificio habría que estudiarlo siempre de forma
tridimensional.
Se necesita un gradiente de temperatur a importante entre el aire interior y el
exterior, así como poca resistencia al flujo de aire, para que se produ zca este
movimiento. El flujo total es una combinación de la diferencia de presión térmica y
la presión que ejerce el viento.
Las ventanas son un sistema más complejo de lo que parece, ya que no pueden
diseñarse pensando sólo en la ventilación, sino que a su vez hay que recordar que
también hay que tenerlas en cuenta desde el punto de vista de la iluminación,
ganancia solar, seguridad y acústica.
DISEÑO
La ventilación natural usa el viento y la diferencia de densidad para mover el aire
por el interior del edificio y por tanto hay que conocer sus leyes y tenerlas en
cuenta si se pretende tener un edificio ventilado de forma natural. Hay que tener en
cuenta los siguientes criterios:
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
31
TAREB
•
•
•
•
Integración arquitectónica
La tasa de renovación de aire debe ser suficiente para asegurar un cierto
volumen de aire exterior que procuren higiene y confort a los ocupantes. Esta
será la condición crítica en invierno.
En verano, el volumen de aire de renovación deberá ser suficiente para evacuar
las ganancias de calor del interior y así mantener un confort térmico aceptable.
El volumen de aire que se necesita para esto acostu mbr a a ser al menos un orden
de magnitud mayor que el que se necesita en invierno.
Hay que procurar que el aire exterior barra bien todo el espacio interior, o
eventualmente al menos la zona ocupada, para asegurar una calidad del aire
interior satisfactoria.
La velocidad del aire interior (en verano) tiene que estar por debajo de los 0,8
m/s para evitar molestias, como papeles que se levantan. La ISO 7730
recomiend a que para ambientes térmicos moderados con actividad
predo minante me n te sedentaria, la velocidad media del aire en invierno debe
estar por debajo de 0.15 m/s.
Las presiones necesarias para la ventilación natural son muy bajas, suelen estar por
debajo de diez pascales, y por lo tanto hay que ajustar bien el diseño para que se
prod u zca el movimiento de aire que se pretende. Recordemos que el aire se mueve
de las zonas de alta pressión a las que estan en depresión y hay que procurar que
el recorrido sea lo más directo posible ya que, a menudo, las fuerzas que lo
impulsan no son lo suficientemente altas para vencer la resistencia que presentan
los cambios de dirección o las rejillas o aberturas.
Diseño de la ventilación natural
Hay distintos recorridos de ventilación natural de entre los cuales caben destacar
como tres principales opciones:
· ventilación cruzada
· ventilación a una sola cara
· ventilación por chimenea pasiva .
UNDERSTANDING NATURAL VENTILATION SECTION 2
Para optimizar la efectividad de un sistma de ventilación natural es importante
entender bien los principios básicos que la rigen. Así pueden tomarse las decisiones
pertinentes para optimizar el rendimiento de las acciones para obtener confort
para los ocupantes. En los siguientes párrafos se describen estas opciones de
ventilación natural.
Diseño para obtener ventilación cruzada
Se pueden obtener un buen paso de aire y ventilar más fácilmente espacios más
profun d o s (hasta 5 veces la altura del techo) que con la de una cara, pero es
necesario asegurar el paso del aire sin obstrucciones. El viento es normalmente el
que crea la diferencia de presión entre las dos caras.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
32
TAREB
Integración arquitectónica
Diseño para la ventilación a una cara
Cuando no existe la otra posibilidad la ventilación a una cara es mucho menos
eficiente, sobre todo si no hay gran diferencia de temperat ur as interior - exterior
(see Figura 2). Se puede llegar a ventilar profundida des de 6 - 7 m
satisfactoriamente. Las ventanas conviene que sean altas y con aberturas arriba y
abajo para favorecer la convección térmica del aire.
.
Diseño para ventilación por efecto chimenea
También se genera por diferencia de temperatur as, aunque en verano no siempre
las temperat ur as interiores son superiores a las exteriores, puede funcionar muy
bien como ventilación nocturna. De todas formas la mejor ventilación es siempre la
que procura el viento y en este caso, como en el anterior, si existe un viento notable
se produceu n efecto de diferencia de presiones superior a los efectos térmicos y
esto es lo que genera el flujo de aire.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
33
TAREB
Integración arquitectónica
ERSTANDING NATURAL VENTILATION
SECTION 2
Para la ventilación por convección térmica el
nivel de presión neutral 1 (NPL) debe estar
encima del nivel de la ventana del piso más alto
a ventilar, la chimenea conviene que sea alta
para elevar el nivel NPL.
Existen dos tipos de strategias:
Torre de viento
Usa la fuerza del viento para generar ventilación en el edificio, con diversos
diseños posibles. Las entradas de aire se orientan al viento dominante y lo
introd ucen en el edificio. En ciertos casos se utiliza la parte de la torre en
depresión para evacuar el aire caliente de una parte del interior.
Chimenea solar
Utiliza el sol para calentar el interior de la chimenea, calentar así el aire que
contiene y aprovechar su efecto de elevación para aspirar aire del interior.
1 El nivel de presión neutral es la altura por encima del nivel del suelo en donde la presión
interior del aire se iguala con la exterior, por debajo la presión interior es menor que la
exterior y entra el aire, por encima es mayor y el aire tiende a salir. Todo ello con
temperatura interior superior a la exterior.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
34
TAREB
Integración arquitectónica
Ventilación mixta
En casos difíciles se puede utilizar un sistema mixto, en el que el sistema mecánico
solo funciona en condiciones extremas. Esta estrategia es complicada por los
conflictos en la dirección de los flujos de aire que se pueden crear.
Refrigeración nocturna
Se aprovechan las temperat ur as nocturnas más bajas para evacuar las ganancias
calor del día. El frío se acumula en la masa térmica interior y mantiene baja
temperat u r a el día siguiente. Es una estrategia posible ya que casi siempre
temperat u r a exterior en verano bajade noche por debajo de la interior. Es
sistema aplicable a cualquier edificio con más de 20 W/m2 de aportes internos.
de
la
la
un
La refrigeración nocturna se puede realizar por diversos sistemas, incluyendo:
•
Por el forjado de cubierta ventilado de noche con aberturas protegidas de la
lluvia .
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
35
TAREB
•
•
•
Integración arquitectónica
Por termoconvección, asegurada con el aire frío noctur no, además con posible
acceso del viento .
Control automático de ventanas y otras aberturas siempre con respuesta al
clima exterior.
Aberturas de acción manual, protegidas con rejas si es necesario.
8. CUBIERTA VENTILADA
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
CUBIERTA VENTILADA
VENTAJAS
•
•
Reduce el disconfort debido al sobrecalenta miento
Reduce la humedad manteniendo en buenas condiciones el material
constructivo.
CARACTERÍSTICAS
La cubierta es la superficie más expuesta del edificio, trans mitiendo al interior los
cambios del clima, algo que se puede controlar con un diseño apropiado de sus
elementos.
DISEÑO
Para permitir el paso del aire en la cubierta se opuede prever una cáamara de
diferentes dimensiones según el clima, la exposición, la pendiente y/o otros
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
36
TAREB
Integración arquitectónica
requerimeintos del proyecto. En concreto:
micro ventilación bajo teja
(o bajo revestimiento) ventilando la cámara situada
entre la teja y la capa inferior con un grueso de 34 cm. Es un sistema obligado para tener cubiertas
de buena calidad.
Ventilación bajo el revestimiento (ventilated roof)
cámara situada bajo los elementos de soporte de la
teja (bajo la micro ventilación) y la primera capa
contínua, su grueso es de 6- 8 cm.Puede ser
independiente de la micro ventilación.
Ventilación bajo techo (buhardilla ventilada)
ventilando la cámara situada bajo las pendientes de
cubierta y el forjado horizontal inferior. En este
caso el paso del aire es muy amplio.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
37
TAREB
Integración arquitectónica
9. CUBIERTAS VEGETALES
➢
➢
➢
Ventajas
Características
 Cubierta vegetal intensiva
 Cubierta vegetal extensiva
Diseño
 Sistema de cubierta
CUBIERTAS VEGETALES
VENTAJAS
Las ventajas esenciales son las siguientes:
•
Agradables estéticamente
•
Bajo mantenimiento con poco o nulo riego
•
Reducción del efecto de isla de calor (ciudades entre 7 a 10K más calientes
que el entorno. Según LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) medidas
como ésta pueden reducir unos 5K la temperatur a en zonas urbanas.
•
Reducción del efecto invernadero del anhídrido carbónico gracias a la
fotosíntesis.
•
Reducción de la contaminación del aire, 1 m 2 de cesped elimina 0.2 kg de
partículas / a ñ o
•
Reducción de cargas de calor y refrigeración. Hasta de un 20 al 30% en
edificios de una planta. Una caida de temperat ur a de 3 hasta 7K significa un
10% de reducción del aire acondicionado. Su vida útil es de más de 40 años
por estar protegida la impermeabilización.
•
Reducción de la reflexión y trans misión del ruido. Valores de unos 40 dB.
•
Reducción de pérdidas de aguas de lluvia.
•
Eliminación de contaminación con nitrógeno en lluvias torrenciales. Como
dispositivos de bio- filtración aumentan la calidad del agua de lluvia
recupera d a.
CARACTERÍSTICAS
En Alemania está muy adelantada la práctica de las cubiertas vegetales. El caso
típico tiene una débil pendiente con un cieloraso de yeso, forjado, aislamiento, otra
capa resistente, capa de protección, membrana impermeable con malla antiraices,
capa filtrante, substrato vegetal y capa superior de vegetación. 5 Según Schmitz Gunther, puede inclinarse hasta 40 grados o 85%, para proteger el substrato del
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
38
TAREB
Integración arquitectónica
agua congelable, con una pendiente menor de 25 grados, se debe colocar un
drenaje para evacuar el agua.
Existen fundame ntalment dos categorías, intensivo y extensi vo .
Los Intensivo s son jardines que permiten el acceso de personas. Requieren un
cuidado importante, con riego artificial y un grueso considerable. Son pesados y
con repercusiones estructurales.
Los Extensivo s no son normalmente recreativos (aunque pueden combinarse con
los anteriores). Precisan escaso mantenimiento y normalmente no se riegan. La
selección vegetal se realiza con especies resistentes y adapta das al clima que cabe
esperar como un ecosistema autosuficiente. El substrato es más delgado y el peso
menor.
DISEÑO
El principal objetivo es que la cubierta - jardín sea agradable visualmente,
ambientalmente beneficiosa y cumplir con la misión protectora de toda cubierta.
Los criterios a considerar son:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Posición del edificio
Orientación de la cubierta
Altura sobre el suelo
Pendiente
Liitaciones de peso
Plantaciones preferidas
Sostenibilidad de sus componentes
Mantenimiento requerido
Rendimiento requerido de la capa vegetal
En general los elementos sobre la capa impermeable son:
SISTEMA DE CUBIERTA
Existen soluciones “prefabricadas” o con procedimientos normalizados de
colocación. Según Krupka, el substrato de una capa debe evitarse por crear “un
pobre crecimiento de vegetación, erosión por viento y agua y acidificación del
substrato”.
El Kalizip Nature Roof by Corus Building Systems15 ha sido distinguido como
diseño británico por su calidad ambiental. Otros numerosos sistemas, como
Soprema, los sistemas modulares prepanta dos Green Grid, Xeroflor, y Optima. Este
último según Osmunds on, es común en Europa y tiene una capa de agua
constante me n te mantenida.
Sopranature Sistema simple de una sola capa, con capa imper meable, drenaje,
filtro y capa vegetal.
Bauder Sistema más complejo con capas de elastómer os, barrera de vapor,
aislamiento, etc.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
39
TAREB
Integración arquitectónica
Garden Roof by Zinco Sistema completo prefabricado
10. MASA TÉRMICA
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
 Efectos estacionales de la masa térmica
 Verano
 Invierno
 Efectos negativos en invierno
 Masa térmica y climas
 Climas cálido - húmedos (tropicales)
 Clima templados húmedos y de temperatur as moderadas
 Climas fríos de bajas temperatur a s
 Climas cálido secos
 Situación de la masa térmica
 Dentro de la piel aislante del edificio
 Losa de hormigón sobre el terreno
 Interior en locales orientados a sur
 Locales calientes en verano
 Hogar de obra en pared interior
 Cantidad de masa térmica
 Pavimento de acabado blando
 Pavimento de acabado duro
 Color
 Textura
 Superficie de pared
 Tipo de construcción especial
 Tierra apisonada
 Capa de acabado invertida
MASA TÉRMICA
VENTAJAS
•
•
•
•
•
Incrementa el confort, el ahorro de energía y elimina los valores punta de
refrigeración .
Puede almacenar tanto calor como frío
Regula oscilaciones de temperat ur a, rduce la temperat ur a media radiante y
mejora el confort.
Modera saltos de temperatur a al absorber calor directamente de la radiación o
del aire.
El calor almacenado de día en verano se retorna de noche mediante ventilación
noctur na.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
40
TAREB
Integración arquitectónica
CARACTERÍSTICAS
El el término usado para describir la capacidad de
los materiales de construcción para almacenar calor
(capacidad
térmica)
y
devolverlo
posterior me nte.Combinada
con el aislamiento
ayuda a reducir las temperat ur as extremas en el
interior y aumenta el confort térmico del edificio.
Los materiales pesados incrementan la masa
térmica, pudiendo reducir las necesidades de
energía en climatización en un 25% comparado con
un edificio ligero.
Es
muy importante en climas extremados,
actuan d o como una 'batería térmica', absorbiendo
excesos de calor en verano y acumulando calor de
la radiación solar en invierno para devolverlo de
noche.
En clima temperados resulta menos importante
únicamente en lugares con muy poco asoleo la
masa térmica puede incrementar las cargas de
calefacción en invierno.
pero
también
beneficiosa,
DISEÑO
Efecto estacional de la masa térmica
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
41
TAREB
Integración arquitectónica
VERANO
Actua como depósito de calor cuando suben las temperat ur as de día, rebajándo se
las temperat ur as del aire interior sin necesidad de refrigeración. En la noche el
calor absorbido se disipa con ventilación nocturna natural o forzada (ventiladores)
y en todo caso rebaja las oscilaciones térmicas.
La linea continua representa la temperat ur a del aire en verano en una casa de
ladrillo doble con solera de hormigón. Las lineas discontinuas representan la de un
edificio ligero de paneles..
Día de verano
Noche de verano
INVIERNO
En este caso la masa térmica de suelos y paredes absorben energía rediante del sol
a través de aberturas al sur, sureste y suroeste. De noche se cede gradualmen te
calor al aire interior cuando este desciende de temperatur a. El resultado es que son
menores las necesidades de calefacción nocturna.
La masa térmica debe recibir directamente el sol para tener un buen rendimiento.
EFECTOS NEGATIVOS EN INVIERNO
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
42
TAREB
Integración arquitectónica
A veces puede existir un efecto negativo cuando no
se puede captar energía solar y el uso del edificio
es intermitente, ya que obliga a calentar toda la
masa cuando el edificio se usa y cuando se
abandon a el calor acumulado se pierde.
Masa térmica y climas
CLIMAS CÁLIDO HÚMEDOS (TROPICALES)
La masa térmica es poco útil en climas tropicales debido a su escasa oscilación de
temperat u r as y la refrigeración noctur na es más efectiva en edificios ligeros. El
confort térmico en las hora nocturnas es importante en estos climas y la
construcción ligera responde rápidamente a las brisas nocturnas y la masa
térmica, en cambio, mantiene el calor del día.
Aunque ésta es la mejor
estrategia, investigaciones recientes demuestran que en ciertos casos una masa
térmica bien aislada y en sombra puede reducir en 3 - 4°C la temperat ura de noche
en estos climas.
CLIMAS CON TEMPERATURAS MODERADAS
El confort es fácil de obtener con un buen diseño sin calefacción ni refrigeración.
Una alta inercia lo facilita, sobre todo situada en las partes baja de edificios altos,
evitando en verano efectos malos .
CLIMAS TEMPLADO- FRÍOS Y FRÍOS
Normalmente no se precisa de refrigeración en verano y la solución ideal es una
gran masa térmica combinada con eficientes sistemas pasivos de captación solar
que deberán calentar dicha masa. Es aconsejable aislar debajo de la solera inferior
en los climas más fríos.
[Ver: Aislamiento Instalación ]
Edificios de gran masa térmica que no reciben radiación solar también se
pueden beneficiar de la masa térmica si está bien aislada, pero funciona mejor
en locales de ocupación continua.
La calefacción auxiliar de la masa térmica es ideal si se hace con energías
renovables o simplemente eficientes.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
43
TAREB
Integración arquitectónica
[See: Housing Project - Hockerton ; Heating and Cooling ]
El uso de un invernadero asociado a la masa térmica es una estrategia dudosa si
se preten de aprovechar las altas temperat ur as del mismo para calentar por
convección el edificio de día, algo adecuado en climas extremados con fuerte
oscilaciones de temperatur a.
CLIMAS CÁLIDO SECOS
En ellos es importante el control tanto en invierno como en veranoB, es un sistema
idóneo en estos climas de fuertes oscilaciones diarias y estacionales de las
temperat u r as exteriores.
[See: Insulation Overview ]
Si se requiere calefacción o refrigeración suplementarias conviene relacionarla con
la masa térmica, para moderar mejor las oscilaciones térmicas. Los edificios
subterráneos o enterrados se protegen de la radiación solar y presentan
temperat u r as muy estables a lo largo de todo el año.
Ubicación de la masa térmica
EN EL INTERIOR DE LA ENVOLVENTE AISLANTE DEL EDIFICIO
Es una adecuada
cerramiento.
disposición
para aprovechar
la inercia de las paredes
de
LOSA DE HORMIGÓN SOBRE EL TERRENO
aprovecha la inercia del suelo con el que está en contacto.
EN LOCALES ORIENTADOS AL SUR
Se trata de una prioridad, al ser los locales donde más oscilan las temperatur a s, la
masa térmica es más necesaria y útil, mayor cuanto más grande es la superficie de
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
44
TAREB
Integración arquitectónica
aberturas.
LOCALES CALIENTES EN VERANO
Conviene disponer de masa térmica en el suelo en locales orientados a este, oeste y
en menor medida al sur, la protección solar de estos locales es muy importante.
HOGARES DE OBRA EN PAREDES INTERIORES
En esta situación se aprovecha mucho mejor el calor que desprende n y que se
acumula en la obra.
CANTIDAD DE MASA TÉRMICA
Los valores altos de masa térmica son convenientes en el área mediterránea,
excepto en caos donde no llega radiación solar. En la práctica las viviendas tienen
inercia en los siguientes lugares:
•
•
En el piso : losa de hormigón o forjado con viguetas.
Muros exteriores : obra de ladrillo cerámico doble o chapado cerámico de
revestimiento.
•
Muros interiores: de obra o de entrama do.
En general los muros significan un 60–70% de la masa térmica y la superficie del
suelo un 30–40%.
Aunque siempre es mejor aumentar la masa térmica, el incremento de peso puede
llegar a ser caro. Lo más aconsejable es hacer forjados pesados y suplementar con
paredes hasta donde se pueda.
Repercusión del acabado del suelo, color y textura (afectan la absorción de calor
de la inercia)
ACABADOS BLANDOS
Las alfombras aislan la masa térmica del piso en unos 1- 2°C. , efecto más
desfavorable en verano.
LAB FLOOR C
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
45
TAREB
Integración arquitectónica
Efecto de revestimiento s en el consu m o de energía (GJ)
ACABADOS DUROS
Incrementan la utilidad de la masa térmica, sean cerámicos o piezas de otro tipo.
COLORES
La masa térmica de color oscuro absorbe mejor la energía, su efecto puede ser de
2- 3°C en la oscilación anual de temperatur as.
TEXTURAS
Las superficies rugosas tienen también un mejor intercambio térmico.
SUPERFICIES DE PAREDES
Tienen comporta mientos similares a los del pavimento en cuanto a color y
rugosidad, aunque pueden perjudicar la calidad lumínica de los locales.
En cualquier caso hay autores que recomienda n no oscurecer demasiado los
interiores, no solo a efectos lumínicos, sino tambie ´ n para distribuir mejor la
radiación directa del sol que penetra en los mismos y utilizar mejor la masa
térmica repartida entre todas las superficies.
Tipos especiales constructivos
Material
MASA TÉRMICA (capacidad
térmica volumétrica,
kJ/m 3 / o k)
AGUA
4186
HORMIGÓN
2060
PIEDRA ARENISCA
1800
BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDA
1740
TIERRA DE RELLENO
1673
LÁMINA FC (COMPRIMIDA)
1530
LADRILLO
1360
ADOBE
1300
AAC
550
MURO RELLENO DE TIERRA Y ADOBE
En
general
tienen
gruesos
importantes
(aproximada m e nte 300 mm) y alta inercia.
Cuando oscila la temperat ur a exterior se reduce
la transmisión de calor, algo favorable en verano.
En cambio
en invierno
las penaliza
su
relativamen te escasa resistencia térmica y pasa
casi 6 veces más calor que en una pared aislada,
por ello es aconsejable instalar un aislamiento
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
46
TAREB
Integración arquitectónica
suplementario por el exterior (ver figura 6.12). Si no existe este aislamiento se
deben favorecer la captación solar al sur (ventanas de un 25- 30% de la superficie
útil) y reducir al máximo las pérdidas por aberturas (doble vidrio, ventanas
pequeñas a norte, etc.).
CAPA DE ACABADO INVERTIDA
Consiste en situarla obra pesada en el interior y el aislamiento y su recubrimiento
por fuera, a la inversa de lo tradicional. Así se recupera la masa térmica de la pared
como inercia térmica interior.
Capa invertida sobre losa de hormigón
Capa invertida sobre forjado
VIVIENDAS DE DOBLE ALTURA
Los pisos superiores se sobrecalientan en verano y conviene colocar la máxima
masa térmica posible, mediante forjados y paredes pesadas, igualmente conviene
evitar ventanas a este u oeste y prever la salida fácil del aire caliente.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
47
TAREB
Integración arquitectónica
11.
➢
➢
➢
AISLAMIENTO TÉRMICO
Ventajas
Características
 Materiales aislantes
 Aislamiento tipo f
 Propiedades del aislamiento
Diseño
 Piso aislante
 Muro exterior aislante
 Techos y cubiertas aislantes
 Aislamiento térmico y climas
 Clima cálido seco con invierno temperado
 Clima de baja temperatur a
 Cálido húmedo
 Nuevas tecnologías
AISLAMIENTO TÉRMICO
VENTAJAS
Reduce los intercambios térmicos, es económico y utilizable en edificios nuevos o
rehabilitaciones.
Añadir aislamiento tiene las ventajas siguientes:
• Economía y conservación de la energía
- reduce el tamaño de la instalación de calefacción
- reduce el consum o anual de energía (y las contaminaciones
asociadas)
• Salud, estética y seguridad
- reduce el riego de condensaciones y de crecimiento de musgos
• Confort térmico
– reduce el tiempo necesario para calentar un local
– el control de temperat ur a evita la humedad dentro de los edificios
También reduce los efectos del calor en verano, aunque precisa que no existan
aportes solares.
CARACTERÍSTICAS
Materiales aislantes
Tienen un bajo coeficiente de conducción de calor. En general los materiales ligeros
son mejores aislantes . El aire que contienen, si está inmobilizado, es un pésimo
conductor del calor. Los aislantes eléctricos son también aislantes térmicos, los
átomos más separados y desordena d os tienden a conducir peor calor y electricidad.
Los mecanismos básicos son:
• reducción de la conducción (contienen gases, baja densidad)
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
48
TAREB
Integración arquitectónica
• prevención de la convección (discontinuidades, cámaras rellenas)
• prevención de radiación (superficies brillantes, acabados de baja emitancia)
Tipos de aislamiento
• bloques rígidos prefabricados, p.ej. Bloque de hormigón ligero
• materiales flexibles, p.ej. Fibra de vidrio usada en aislamiento de desvanes
• materiales de relleno, p.ej. Gránulos de poliestireno expandido
• materiales in situ, p.ej. Espuma de poliuretano inyectada en cámaras
Propiedades de los aislantes
La elección del aislamiento depende de varios factores:
• nivel de aislamiento del material
• requerimientos de rigidez y resistencia
• resistencia a la humedad
• resistencia al fuego
• resistencia a plagas y hongos
• compatibilidad con los materiales vecinos
• salud de personas y del ambiente (el asbestos se usaba antes de conocer sus
efectos).
VALOR R DE UN MATERIAL
Es la resistencia al paso del calor a su través e indica su valor como aislante.
Definición: El valor R es el inverso de la cantidad de energía que pasa por unidad de
superficie y por grado de diferencia de temperat ur a entre las dos caras del
material. Sus unidades son:
(metros cuadrados x grado K)/watios en el sistema métrico
DISEÑO
PISOS AISLADOS
En climas fríos (y a veces en otros climas) es necesario aislar:
La cara inferior de forjados en voladizo
•
•
•
En climas fríos y alpinos.
En climas tempera dos en algunos casos.
En climas cálido húmedos y cálido secos si se usa climatización.
El borde de los forjados
•
•
En climas fríos y alpinos.
En climas temperados si se usa calefacción empotrada en los forjados.
AISLAMIENTO EN MUROS EXTERIORES
Deben aislarse para reducir pérdidas por convección, conducción y radiación, se
puede aislar en :
Cámaras:
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
49
TAREB
•
•
•
Integración arquitectónica
Entre listones de un entramad o de madera.
En la cara exterior del entrama do.
En el interior o en el exterior de paredes macizas.
Dependiendo de su situación particular algunos aislamientos deben formar
barrera de vapor
AISLAMIENTO DE TECHOS Y CUBIERTAS
Ambos trabajan en conjunto desde el punto
de vista del aislamiento .
•
•
El aislamiento bajo cubierta reduce
aportes por radiación.
En el techo reduce aportes de calor y
pérdidas.
AISLAMIENTO TÉRMICO Y CLIMA
Cálido húmedo (tropical) y cálido seco con inviernos templados
Prioridad : reducir ganancias de calor
Viviendas refrigeradas con ventilación natural / e v a p orativam e nte
Reduce ganancias térmicas sin reducir las perdidas (favorables).
Viviendas con aire acondicionado
Reduce ganancias térmicas y mantiene frío el aire interior, edificios herméticos).
• Suelo
Viviendas
refrigeradas
con
ventilación
natural /evaporativa me n te
No
se
aislan .
Viviendas
con
aire
acondicionado
Se recomienda un valor R de 1.0 bajo pisos en voladizo (forjado o losa de
hormigón).
•
•
Paredes
Viviendas
refrigeradas
Paredes que no están en
Viviendas
con
Mínimo aislamiento: R1.5
Techo
Viviendas
refrigeradas
Aislamiento
Viviendas
con
con
ventilación
sombra permanente
aire
con
natural /evaporativa me nte
un mínimo R de 1.0
acondicionado
ventilación
natural /evaporativa me nte
relativamente
alto.
aire
acondicionado
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
50
TAREB
Integración arquitectónica
Mínimo aislamiento: R 3.5
•
Cubierta
Aislamiento RFL bajo cubierta con cámara de aire de 25mm mínimo
Climas templado fríos
Prioridad: reducir pérdidas de calor
•
Suelo
R1.0
es
adecuado
en
Usar niveles más altos en climas alpinos, o donde:
•
•
•
•
•
Techos
Mínimo
Valores mayores en:
•
•
casos.
Se usa calefacción en suelo radiante.
El espacio inferior está muy ventilado.
No existen revestimientos en suelos de materiales fríos.
Paredes
Mínimo
aislamiento:
El uso de R2.0 o más cuando lo permite el espacio.
•
•
muchos
aislamiento:
R1.5
R3
Areas alpinas.
Viviendas con calefacción o refrigeración centralizadas.
Viviendas con techos a más de 3m.
Cubiertas
Usar aislamiento RFL bajo cubierta con cámara de aire de mínimo 25mm
Cimas Temperados, cálido húmedo (sub- tropical) y cálido secos con
inviernos fríos
Prioridad: Reducción de ganancias y pérdidas importantes ambas.
•
Suelos
Se recomienda R1.0 bajo suelos en voladizo si:
•
•
•
•
Se usa calefacción en el forjado.
El espacio inferior está ventilado.
No hay revestimiento en pavimentos fríos.
Se usa aire acondicionado.
•
Paredes
Mínimo aislamiento: R1.5
•
Techos
En
viviendas
Mínimo aislamiento: R1.5
En
viviendas
calentadas
ventiladas
o
refrigeradas
Capítulo 2
naturalmente
de
forma
centralizada
Arquitectura de bajo consumo energético
51
TAREB
Integración arquitectónica
Mínimo aislamiento: R3.0
•
Cubierta
Utilizar aislamiento RFL bajo la cubierta con una cámara de 25mm como
mínimo.
12. SISTEMA SOLAR TÉRMICO
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
VENTAJAS
Contribución activa al descenso del efecto
invernadero de las emisiones de CO 2 . El
tiempo
necesario
para
la amortización
energética del sistema (tiempo que tarda en
prod ucir la energía que se ha empleado en su
fabricación) es de entre medio año y dos años
y medio, cosa que lo hace preferible a un
sistema convencional.
CARACTERÍSTICAS
Sistemas solares activos
Se incorporan a los edificios nuevos o
existentes para producir agua o aire caliente, o incluso electricidad, mediante
placas de captación de la radiación solar, son sistemas mecánicos que precisan
mantenimiento.
Calentamiento solar de agua
Es una técnica favorable ya que el consumo de agua caliente en una vivienda varía
poco a lo largo del año, lo que favorece una amortización más corta. Se puede
cubrir del 50 al 65% del consumo anual fácilmente (en verano se cubre el 100% y se
puede desconectar el sistema de apoyo).
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
52
TAREB
Integración arquitectónica
Al ser una técnica simple, muchas empresas tienen la experiencia necesaria.
Sistema solar de calentamiento de agua
El corazó n del sistema es el captador, normalmente el tipo plano compuesto de
una superficie selectiva o absorbedor que convierte la radiación solar en energía
térmica. Se coloca en una caja aislada térmicamente con una cubierta transparen te
(usualmente vidrio) para minimizar las pérdidas.
Elementos del sistema:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Controlador solar automático
Sensor de temperatur a del captador
Sensor de temperatur a del depósito de
acumulación
Bomba de recirculación
Entrada de agua fría
Salida del agua caliente
Válvula de expensión
Sensor de temperatur a para equipo de apoyo
Bomba de llenado del circuito
El equipo de apoyo garantiza el funciona miento
incluso en días sin sol. Son equipos fácilmente
integrables en los edificios.
Captadores solares
Un sistema activo susa los captadores y electricidad
adicional para los impulsores del agua (o aire en su
caso). El absorbedor que transfor ma la radiación en calor, que se lleva al uso
inmediato o al almacenamiento. Las aplicaciones pueden ser piscinas, viviendas,
lavanderías,etc. Los tipos usuales son:
•
•
Absorbedor de plástico
Captador plano
Captador al vacío
Captador de aire
•
Captador cilindro - parabólico
•
•
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
53
TAREB
Integración arquitectónica
Captador de plástico para calentamiento del agua de una piscina
La temperat ur a deseada es relativamente baja y es suficiente usar captedores sin
cubierta transparente para obtener un rendimiento adecuado, solo se utiliza un
circuito que trabaja directamente con el agua de la piscina y la masa de esta ofrece
la inercia necesaria al sistema.
Captadores planos
Consiste esencialmente en un
cajón,
el
absorbedor
el
aislamiento
térmico
y la
cubierta
transparente.
La
radiació incide en la cubierta,
donde se pierde una parte por
absorción y reflexión, en la
misma o en el absorbedor,
aunque en diseños correctos
casi toda se convierte en calor
en el absorbedor, que debe tener alta absorbancia y pequeña emitancia. Con
pintura selectiva la absorción llega al 0,94 - 0,97. La emisividad normal está entre
0,86 y 0,88 y para superficies selectivas baja hasta el 0,05 - 0,20.
La cubierta puede aplicarse también con un rociado (si no es selectiva), con
galvanizado o con un film adhesivo (en el caso de recubrimiento selectivo). Los
recubrimientos selectivos son más ecológicos y requieren menos energía. También
hay pérdidas por convecciones en el captador sobre todo en la cara posterior del
mismo.
Captador al vacío
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
54
TAREB
Integración arquitectónica
Por razones técnicas acostu mbr a n a tener forma tubular. Una cinta absorbente con
pintura selectiva se encierra en un tubo de vidrio resistente con alta transparencia.
Debido al vacío el absorbedor no tiene pérdidas de convección. Los rendimientos
son altos, pero resultan caros y poco utilizados (en Austria un 1%). Como el
rendimiento es más alto que en los convencionales con temperatur als del agua
elevadas, son útiles en procesos que requieren agua más caliente que el agua
sanitaria.
Captadores de aire
Su forma básica es la misma que en los
captadores planos, con cajón, cubierta
transparen te, absorbedor y aislamiento
térmico
posterior.
Los principios
generales son los mismos y se
distinguen tres tipos básicos: de flujo
inferior, de flujo superior y de
absorbed or
húmedo.
Como
las
temperat u r as del aire son altas, la
última solución es mejor pues el aire
no contacta con la cara posterior fría.
Captadores
cilindro - parabólicos
Utilizan reflectores que concentran la radiación en un tubo situado en la linea focal
del reflector, alcanzand o temperatur as mucho más altas que los tipos anteriores.
Incluyen un sistema mecánico de posicionamiento para mantener el reflector
orientad o al sol. Pueden suministrar agua o vapor y se utilizan generalmente en
usos comerciales y/o industriales.
RENDIMIENTO DEL COLECTOR
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
55
TAREB
Integración arquitectónica
Se define como la relación entre la energía transferida por el captador al fluido y la
energía radiante incidente en él. Para temperat ur as en el fluido superiores a 40º se
precisan rendimientos altos
(captadores planos o de vacío). El rendimiento
depende de varios factores ya comentados, de la forma y conductividad de los
materiales y de las condiciones exteriores (temperatur a, viento, etc.).
Factor de conversión [eta]0
se define como el máximo
rendimiento del captador en
el
supuesto de que la
temperat u r a media del fluido
es la misma que la del
ambiente exterior.
Coeficiente k de pérdidas
Es la media
calor por m²
de captador
salto térmico
de pérdida de
de área efectiva
dividida por el
entre absorbedor y ambiente.
El valor k se describe con dos valores: k1 si el divisor depende de la temperatu r a y
k2, si el divisor no depende de la temperat ur a. El factor de conversión [eta]0 de un
captador debe ser lo más alto posible y el valor k lo más bajo posible. Todos los
parámetro s tienen un procedimiento de medida..
DISEÑO
Orientación
El primer principio es el de no instalar nunca un sistema solar que se oriente entre
los 180 grados que miran hacia el norete. Igualmente no sirven si están a la sombra
de edificios o árboles.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
56
TAREB
Integración arquitectónica
Aplicacione s de los captadores
El campo de temperatur a s que se desean es la consideración más importante para
escoger el tipo adecuado. La radiación que se recibe, la exposición a tormentas y el
espacio requerido son consideraciones a tener también en cuenta.
Construcción del captador
Valoración
A: Absorbedor plástico para piscinas
+ + muy adecuado
B: Captador plano (sin pintura selectiva)
+ adecuado
C: Captador plano con pintura s4electiva
- no adecuado
D: Tubo al vacío
E: Captador de aire
Aplicación
A
B
C
D
E:
Piscinas al aire libre
++
+
+
-
-
Agua caliente domés tica para vivienda individual
-
++
++
+
-
Agua caliente domés tica para vivienda multiple
-
++
++
-
-
Agua caliente domés tica para vivienda y calefacción
-
+
++
++
+
Calefacción
-
+
++
++
++
Aplicación comercial para precalenta mient o hasta 50ºC (hoteles,
campings,...)
-
++
++
-
-
Aplicación comercial
(lavanderías,...)
-
+
++
++
-
-
-
-
++
-
para
temperat ura s
hasta
Aplicación comercial para procesos de hasta 150ºC
Capítulo 2
to
80ºC
Arquitectura de bajo consumo energético
57
TAREB
Integración arquitectónica
El coste de los captadores es importante. Los de vacío son más caros (a 511,29 1278,23 Euro /m² de captador) que los planos (153,34 - 613,55 Euro /m²) o los de
plástico (25,60 - 102,26 Euro /m ²).
SISTEMA
•
Sistema en cubierta
•
Sistema en fachada
Sistema en cubierta
Se pueden colocar en techos inclinados ya existentes, aunque pocas veces la
inclinación y la orientación serán las óptimas. También se pueden situar como
aleros con la pendiente adecuada.
Sistema de fachada
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
58
TAREB
Integración arquitectónica
Hay un interés creciente en Austria en el uso de captadores térmicos en
instalaciones de pequeño tamaño para agua caliente sanitaria. En otras aplicaciones
resulta insuficiente la superficie de cubiertas bien orientadas y si se colocan
sobrepuestas aparecen como elementos extraños.
Para una mejor penetración comercial se han creado soluciones sofisticadas para
integrarlas en la piel del edificio, la fachada en particular ofrece favorables
expectativas.
Las empresas locales se concentran en:
•
•
•
•
•
•
Seguimiento de instalaciones existentes y análisis de sus defectos
Identificación de requerimientos desde el punto de vista arquitectónico
Establecimiento de fundame nto s técnicos
Desarrollo de soluciones de sistemas, constructiva, hidraulica, y
esteticamente agradables
Dimensionada o de captadores integrados en fachadas
Puesta en marcha de instalaciones de prueba y desarrollo de programa s de
medida
El objetivo es conseguir soluciones para los aspectos mencionados y suministrar a
fabricantes, proyectistas y arquitectos las bases técnicas necesarias para realizar
instalaciones correctas de captadores en fachadas. Las ventajas técnicas de una
fachada solar activa son :
• el aprovecha miento de la energía solar térmica ,
• el control de la iluminación del interior,
• prevención dekl sobrecalenta miento.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
59
TAREB
Integración arquitectónica
Captador integrado en fachada
Es útil, no solo como captador, sino que sirve se aislamiento y como elemento
formal de la fachada, lo que supone una reducción de costes. Si son verticales no
corren el riesgo de cubrirse de nieve en invierno, reciben la radiación reflejada por
la nieve y además reciben más energía en la época del año en que es más necesaria,
aunque el total anual sea menor que en los inclinados convenienteme nte.
13. SISTEMAS DE CONTROL EN EDIFICIOS (BEMS)
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
VENTAJAS
•Ahorro de energía
•Infor mación detallada de ocupación y consum o de energía
•Mejora del funciona miento
•Posibilidad de compartir información con otros sistemas del edificio
•Diagnosis de alumbrado, Aire acondicionado, y averías en los sistemas
•Un conjunto de opciones de control manual para usuarios y gestores del edificio
•Posibilidad de control de alumbrado, calefacción y refrigeración en edificios o
conjuntos de ellos
•P osibilidad de minimizar las demanda s punta y reducir en consecuencia costes de
los equipos.
CARACTERÍSTICAS
La cr isis energética de los 70, combinada con el rápido crecimiento de la
comp utación, condujo al desarrollo de los sistemas de control (BEMS). Su objetivo
era monitorizar y controlar los parámetros ambientales de los edificios y, a la vez,
administrar y reducir el consumo de energía. Las centrales tienen la posibilidad de
relacionarse entre si formando una red modular, y pueden comunicarse entre si
con una central de operaciones que puede ser un ordenador personal (PC).
Desde entonces, convertidos en equipos comerciales, los BEMS se han
implemen ta d o en un amplio margen de aplicaciones, especialmente en grandes
edificios de oficinas.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
60
TAREB
Integración arquitectónica
Mediante los equipos BEMS puede ahorrarse mas del 20% de la energía consumid a
en una planta.
ESTRATEGIA DE CONTROL
Tiene los siguientes objetivos:
• Satisfacer la preferencias de los ususarios según los datos introducidos en el
sistema.
• Minimizar el consum o de energía del edificio en calefacción, refrigeración y
alumbrad o.
• Estos objetivos se alcanzan con controles en todas las zonas del edificio,
supervisado por una función del coste adecuado. A continuación la descripción
de tallada de la estrategia de control.
EL CONTROL BORROSO
El objetivo es mantener el confort de los usuarios en la zona, reflejando su
subjetividad con:
• Confort térmico
• Confort visual
•
Calidad del aire interior
Control y monitorización BEMS
• Control de la calidad del aire interior - IAQ
• Control lumínico
• Optimización de la planta de Ventilación, Refrigeeración y calefacción
• Detección de humo y fuego
• Control de accesos
• Protección solar
DISEÑO
Los elementos básicos de un sistema de control inteligente son uno o más
sensores que miden
los parámetros requeridos para implementar cualquier estrategia de control
energético. Cuando la información ha sido procesada por un controlado r, se
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
61
TAREB
Integración arquitectónica
pueden dar órdenes adecuadas a los actuadores, mediante instrucciones basadas
en algoritmos programados según las medidas de los sensores. El control
auto mático depende de la calidad y correcta interpretación de la información que
procuran estos sensores, que miden los parámetr os siguientes:
• temperatu r a s interiores
• temperatu r a s exteriores
• CO2
• calidad del aire
• detectores de incendios
• radiación solar
• humeda d
Controladores
Son la parte pricipal del sistema.
Reciben datos de los sensores y
envían ordenes a los
actuadores .
La estrategia de control está
programad a en la memoria del
controlado r
Actuadores
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
62
TAREB
Integración arquitectónica
Sirven para ajustar
mecanis m o s y operar
interruptores , por
ejemplo
en el control de aportes
solares, el actuador es un
motor eléctrico que ajusta
la posición de las
persianas.
La auto matización
moderna de edificios son
sistemas de control
distibuido s , mediante de
programas y ordenadores
en red ,con módulos de control con microprocesador y PC. Los módulos de control
usan técnicas de direct digital control (DDC) para comunicarse entre si y actuar
conjunta me n te como una mente global.
Sumario
Cuando
Fase de
proyecto
Que
Quien
Identificar todos los controles necesarios en el
edificio
Cliente y proyectista
Identificar valores, tolerancias, norma s y
estándares técnicos, etc.
Cliente y proyectista
Planificar el funcionamiento diario del edificio
entre operaciones manuales y autom áticas
Cliente y proyectista
Elegir los algoritm os de control más adecuados y
parámet ros para representa r los valores deseados
de la forma más exacta posible.
Proyectista y consultante
eventual de sistema s de
control
Identificación de parámet ros críticos y valores de
referencia que deben analizarse cuidados a m e n t e
para identificar los algoritm os más importa nte s.
Proyectista, ingeniería y
consultant e eventual de
sistem as de control
Planeamiento de alarmas, reportes y rutinas de
docume ntación, consideran do la cantidad de
alarmas, su repercusión en la segurida d y
mostran do los consum o s de energía y las
condiciones de confort.
Cliente y proyectista
14. VENTANAS INTELIGENTES
➢
➢
➢
Ventajas
Características
Diseño
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
63
TAREB
Integración arquitectónica
VENTAJAS:
•
Reducen pérdidas de calor por radiación infrarroja y ventilan mecánicamente
enfriando locales
CARACTERÍSTICAS:
Es un dispositivo de fachada que, situado en la piel del
edificio, actúa como un filtro inteligente entre exterior
e interior, procurand o el aislamiento y la ventilación
apropiados. Consiste en un conjunto de elementos en
dos secciones,de función variable según sean las
condiciones exteriores. La sección superior contiene
paneles de vidrio con un film enrrollable de
transparencia variable. La sección inferior está dentro
de un compartimento con un filtro en su interior y con
un vidrio opaco que lo separa del exterior. Un
intercambiador de calor y ventiladores superiores de
impulsión y extracción están situados entre estos
paneles. Igualmente se situan en esta sección el
sistema de control inteligente, sensores y actuadores
locales para las distintas configuraciones. La estrategia
de calefacción de la ventana incluye captación solar,
acumulación de calor y distribución del mismo,
mientras que la de refrigeración comprende el control
solar.
Información de funcionamiento
Todo el conjunto está contenido en un marco de PVC que permite la inserción del
elemento en la estructur a del edificio y la substitución de elementos estropead o s.
El acristalamiento está compues to de dos paneles: el exterior es de vidrio laminado
y el interior de vidrio doble de baja emisividad, para reducir el intercambio de
radiación entre paneles.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
64
TAREB
Integración arquitectónica
A lo largo del año se utilizan dos films retraibles,
con reflectancias respectivas del 50% y del 100%.
El del 100% evita aportes solares durante el día,
aislándose de noche en invierno. El del 50%
permite reducir aportes solares no deseados
permitiend o el paso de la luz natural.
En el compartimento inferior, donde está el
sistema de control y sensores, el panel exterior es
opaco y el marco lleva una rejilla de entrada del
aire, que funciona en conjunción con el ventilador
interno. Se utilizan en invierno y verano, de día y
de noche. Entre los dos flujos de aire está el
intercambiador de calor.
DISEÑO
Es esencial la capacidad de resistir esfuer zos estáticos durante la construcción,
transpo rte y almacena miento. Debe preverse la carga, descarga, almacenamiento,
transpo rte, colocación, sujección y aplicación de acabados. Algunos requerimiento
particulares son:
•
Todas las partes se deben poder mover comoda me n te
•
Los bordes deben estar protegidos e identificables sin posibilidad de error
•
Las conexiones deben
transp or te y montaje
•
La producción industrial no debe afectar las propiedades físicas, químicas y
funcionales.
resistir
cualquier
Capítulo 2
esfuerzo
producido
durante
el
Arquitectura de bajo consumo energético
65
TAREB
Integración arquitectónica
Rendimiento diario y estacional
En invierno se utiliza el intercambiador
calor para reciclar el calor del aire
extracción calentando el de impulsió.
condiciones de calor los films impiden
penetración de la radiación y el aire de
cámara se expulsa al esterior.
de
de
En
la
la
Control inteligente
El sistema está comandad o por una red central
que procura la optimización contínua de la luz
y del ahorro energético en cada momento.
Todos sus elementos son fácilmente accesibles
desde el interior, para mantenimiento.
El marco es resistente mecanicamente y al
viento y al agua, con alta resistencia térmica.
15.MATERIALES NATURALES
Tienen menor energía interna y toxicidad que los convencionales, requieren
menores operaciones de tratamiento y afectan menos al entorno . Muchos, como la
tierra, madera, bambú o fibras neturales son teóricamente reutilizables.
ECO- COMPATIBILIDAD DE MATERIALES CONSTRUCTIVOS
EDIFICIOS DE TIERRA
Material Sostenible
• Material Local
• Recurso Natural
• Fácil de fabricar y trabajar
• Baja energía contenida y económico
• Flexibilidad en diseño / color / ac aba d os de superficie
• Confort acústico y térmico
TÉCNICA TRADICIONAL
TIERRA APISONADA
•
tierra apisonada tradicional
ADOBE
•
Sin estabilizar
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
66
TAREB
•
•
Integración arquitectónica
Semi- estabilizado
Estabilizado
BAHAREQUES
•
Bahareques tradicionales
TÉCNICA MODERNA
TIERRA APISONADA
•
•
Tierra apisonada estabilizada
Tierra moldeada
ADOBE
•
Tierra ligera
BAHAREQUES
•
Bahareques industriales
TÉCNICAS MODERNAS
TIERRA APISONADA ESTABILIZADA
El los últimos años se ha optimizado esta tecnología con maquinaria y técnicas que
aceleran el proceso, produciendo edifcicios con mínimos requerimientos de
mantenimiento.
DESCRIPCIÓN
•
Cimientos : piedra u hormigón
•
Paredes:
6 5% arena, 25% yeso y 5- 10%
cemento
➢ Dimensión: 30 a 40 cm.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
67
TAREB
Integración arquitectónica
➢
➢
Modulación: Opcional
Proceso de construcción
➢
•
Acabados :
➢ Color: Natural, color lima
➢ Textura: Natural, graffiti, compleja
•
Instalaciones
➢ Eléctrica: Incorporada en el proceso
➢ Fontanería: Incorporada en el proceso
CARACTERÍSTICAS
•
•
•
•
•
Aislamiento térmico
Aislamiento acústico
Inercia térmica
Resistencia a la humedad y durabilidad
Resistencia a incendios
SOSTENIBILIDAD
• Bajo impacto ambiental
• Confort
• Salud
COSTES
$200.00 dólares m - ²
TIERRA MOLDEADA
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
68
TAREB
Integración arquitectónica
Material estructural hecho con tierra y yeso calcinado que ha demostrao
sobrada me n te su aplicabilidad en eificios comerciales y residenciales. Es una
técnica “rompedora” menos costosa, más estética y más rápida que la constucció
tradicional en tierra.
No comporta ladrillos, bloques o tierra compactada lentamente. Consiste en un
vertido en unos encofrados del conjunto de un edificio, extrayendo el encofrado
rápidame n te, algo posible por la rápidez de fraguado del yeso calcinado (15% de
concentración), sin necesidad de refuerzo de acero.
DESCRIPCIÓN
•
•
•
➢
➢
➢
Cimiento s :
Hormigón
Paredes: tierra , yeso
calcinado
Dimensión: 40 - 60 cm.
Modulación: Opcional
Proceso de construcción
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
69
TAREB
Integración arquitectónica
•
Acabados :
➢ Color: pigmentos de acero oxidado,color artificial
➢ Textura: natural, impresion positiva o negativa
•
Instalaciones
➢ Eléctricas: Incorporadas en el proceso
➢ fontanería: Incorporada en el proceso
CARACTERÍSTICAS
•
•
•
•
Aislamiento térmico
Aislamiento acústico
Inercia térmica
Durabilidad y resistencia a la humeda d
SOSTENIBILIDAD
• Bajo impacto ambiental
• Salud
TIERRA LIGERA
Los adobes son ladrillos hechios a mano y
secados al sol, que contienen una mezcla de
fango con paja. Los comprimidos son de tamaño mayor y
más resistentes.
La tierra apisonada utiliza tierra para formar paredes
monolíticas resistentes (tapial). Las mezclas, a veces con
paja, sa colocan con pequeños encofrados que se van
desplaza n d o.
La tierra ligera se apoya en marcos, que se rellenan con el
material muy húmedo, sostenido por el cajón mientras la
tierra se seca. También se puede realizar con bloques
(adobes) manuales o mecánicos.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
70
TAREB
Integración arquitectónica
DESCRIPTION
•
Cimientos : Piedra u hormigón
•
Paredes : 3 or 4 partes de paja /una parte de
tierra
Dimensión: 30 cm.
Modulación: Opcional
Proceso de construcción
➢
➢
➢
•
Acabados :
➢ Color: pigmentos de acero oxidado, color artificial
➢ Textura: natural, impresión positiva o negativa
•
Instalaciones
Eléctricas: incorporada s en
proceso
Fontanería: incorporadas
el proceso
•
•
el
en
CARACTERÍSTICAS
•
•
•
•
Aislamiento térmico
Aislamiento acústico
Inercia térmicaa
Durabilidad y reistencia a
humeda d
la
SOSTENIBILIDAD
• Bajo impacto ambiental
• Salud
BAHAHEQUES
DESCRIPCIÓN
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
71
TAREB
Integración arquitectónica
•
Cimientos : solera
•
Paredes: Estructura de madera y yeso estabilizado
➢ Dimensión: 18 - 20cm.
➢ Modulación: Opcional
➢ Proceso de construcción
•
Acabados :
➢ Color: enyesado color lima, otros colores
•
Instalaciones
➢ Eléctricas: Incorporadas en el proceso
➢ Fontanería: Incorporada en el proceso
CARACTERÍSTICAS
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
72
TAREB
•
Integración arquitectónica
Confort térmico
Aislamiento acústico
Durabilidad y resistencia a la humeda d
•
•
SOSTENIBILIDAD
• Bajo impacto ambiental
• Salud
BAMBÚ
MATERIAL SOSTENIBLE
• Recurso natural
• Material reciclable
• Material no contaminante
• Bomba de producción de oxígeno
• Bajo coste y poca energía contenida
• Rapidez de crecimiento
PROPIEDADES
•
Resistencia
•
Reistencia a compresión
•
Comporta miento con carácter
Comporta miento al fuego
Eficiente
•
•
Material
Energía de
producción
MJ/kg
(1)
Energía de
Densidad
prod ucción
kg/ m 3
MJ/m 3
(2)
(3)
Capítulo 2
Energía por
Resistencia a la
unidad de
presión kN/c m 2
superficie
(4)
(3)/(4)
Arquitectura de bajo consumo energético
73
TAREB
Acero
Integración arquitectónica
30,0
7800
234.000
1,600
150.000
Hormigó
n
0,8
2400
1920
0,080
24.000
Madera
1,0
600
600
0,075
8.000
Bambú
0,5
600
300
0,100
3.000
FUNCIONES
Estructurales
• Estructuras resistentes
•
Estructuras resistentes
•
Estructuras de puentes
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
74
TAREB
•
Estructuras ligeras
•
Cubiertas
•
Paisajismo
Integración arquitectónica
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
75
TAREB
Integración arquitectónica
Juntas
• Mordazas metálicas circulares
•
Mordazas metálicas laterales
•
Nudos espaciales, con elemento central de acero
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
76
TAREB
Integración arquitectónica
•
Conexión con tubo de acero y anillos
•
Manojos de caña
Techos
• Techo de bambú
•
Tirantes prefabricados con placas de bambú
16. MATERIALES INNOVATIVOS
AISLAMIENTO TÉRMICO TRANSPARENTE (TTI)
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
77
TAREB
Integración arquitectónica
Actúa compens an do las pérdidas de los cerramientos con aportes solares que
calientan los locales. En comparación con los materiales convencionales de
aislamiento tienen dos grandes ventajas:
•
•
Aislamiento térmico de alta eficiencia (valores bajos del coeficiente de
trans misión Lambda)
Alta trans mitancia de la radiación solar (valores altos del coeficiente total g h )
Los comercialmente adquiribles hoy son plásticos translucidos, como PC
(policarbonatos) o PMMA (polimetilmetacrilatos) con estructura en nido de abeja o
tubular típica de un absorbedor. A pesar de sus excelentes propiedades tienen
algún defecto. El proceso de fabricación (extrusión) crea puntos débiles en la
estructu ra del aislante, con defectos ópticos consecuentes.
En Austria se está desarrollando una importante investigación sobre estos
materiales, orientados hacia el desarrollo y producción de nuevos aislamientos
transparen tes.
Se han marcado para el proyecto los siguiente objetivos principales:
•
•
•
•
Examen de muchos tipos de plástico
transparente
y selección
de
láminas
adecuadas de polímero, teniendo en cuenta
los requerimientos específicos (resistencia al
envejecimiento, al fuego, etc.)
Optimización
teórica
de
estructuras
laminares perpendiculares al absorbedor
para aislamiento térmico y transmisión de
energía radiante
Elaboración de conceptos para la tecnología
del proceso de producción y realización de
prototipos
Verificación de cálculos teóricos y modelos.
17. TRATAMIENTO DE AGUA
VENTAJAS
•
•
•
•
•
•
•
Rebajar el consum o de agua limpia
Menor riesgo de esfuer zo excesivo en fosas sépticas o depura dor as
El tratamiento de aguas grises en gravas es muy efectivo
Lugares no aptos con tratamientos convencionales
Menor consumo de energía y productos químicos
Recarga del nivel freático
Crecimiento de plantas
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
78
TAREB
•
•
Integración arquitectónica
Recuperación de nutrientes que se pierden en otros casos
Menor consu m o de agua limpia
En muchos usos puede reemplazar las aguas limpias, ahorrando costes e
incremen tan d o el suministro de agua en zonas en que se precisan para el riego.
Casi toda el agua doméstica (excepto W.C.) se puede reciclar en el exterior,
disminuyendo el consum o de agua limpia.
* Menor carga en fosas sépticas y depuradoras
* Depuración de alta eficiencia
* Lugares no aptos para una fosa séptica
Zonas de terrenos imper meables por ejemplo.
* Menor consu m o de energía y productos químicos
Se tratan caudales menores de agua y se puede prescindir de abonos químicos en
las plantaciones.
* Recarga del nivel freático
.
* Crecimiento de plantas
En casos de escasez del agua de riego
* Recuperación de nutrientes que se pierden en otros casos
Se ayuda a mantener la fertilidad del suelo.
* Incremento de la conciencia y sensitividad a los ciclos naturales
CARACTERÍSTICAS
Se trata de constr uir ambientes mojados, suelos filtrantes y combinaciones de
ambos. Son sistemas de tecnología relativamente baja que imitan entornos
naturales de forma intensiva. La depuración es similar a la de sistemas
convencionales pero usando tierra y plantas en lugar de hormigón y metales.
Fitodepuración (construyend o zonas húmedas)
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
79
TAREB
Integración arquitectónica
Se usa para la eliminación de nutrientes (nitrógeno y fosforo) en los efluentes
biológicamente depurados, o para el residuo clarificado de las fosas sépticas. Las
algas y macrofitos acuáticos se usan en sistemas simples con bajo consum o de
energía. Existen tres sistemas de fitodepur ación :
Sistemas macrofíticos
Consisten en suelos pantanosos artificiales en donde los macrofitosd
contribuyen, conjunta me nte con los microrganis mos a la depuración del agua.
Existen dos tipos de tratamiento:
a. Flujo de superficie (FWS - free water surface). El agua circula por
estanque de poca profundida d (1- 1,2 m) con macrofitos flotantes o
macrofitos raices . Periodicamente se cosechan los microfitos para evitar
que se llene el estanque.
b. Flujo bajo la superficie (SF - sub - surface). Es una zanja excavada en el
suelo y repleta de materiales inertes diferentes gravas y arenas), donde
emergen microfitos raices que actúan como filtro y como agentes
purificadores del agua que circula por la zanja.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
80
TAREB
Integración arquitectónica
Sistemas de microalgas plactónicas
Ekl agua de desecho biológicamente purificada se coloca en estanques, donde
los elementos eutróficos se reducen por acción de las microalgas La separación
de las algas requiere soluciones tecnológicas, como centrifugación, cribado,...
Lagunas artificiales con cadenas alimenticias controladas
La biomasa de las algas y los macrofitos realizando la purificación ayudan a
mantener una cadena alimentaria que produce especies interesantes
económicamente.
18. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN
Su recuperación depende en gran medida de la facilidades existentes. En Holanda
los procesos establecidos en este sentido recuperan un 60% del material de
demolición.
ESTRATEGIAS DE RESIDUOS
Hay cuatro estadios en cualquier estrategia de
residuos:
• reducir los residuos en el origen
• seleccionarlos para reutilización o reciclado
• re- usar o reciclar
• disponer
higienicamente de los residuos
finales
RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN
• Diseñar con medidas estándar para reducir adaptaciones in- situ, requerir al
contratista para aprovechar al máximo los restos, es una de las formas más
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
81
TAREB
Integración arquitectónica
factibles de reducir residuos de la construcción. Unas mediciones ajustad as
también contribuyen a ello ya que es muy difícil reducir los restos de materiales
como morteros y hormigones.
•
•
•
En las especificaciones se han de incluir clausulas referentes a la separación,
almacena miento y recolección de materiales reciclables y al depósito de otros
materiales. Durante la construcción y al final de la misma el material de limpieza
debe ser ecológico. Una adecuada recogida de residuos puede aumentar el coste
de la mano de obra, pero reducir el de los materiales y, a la vez, contribuir a la
higiene del entorno.
Re- usar materiales o componentes cuando se pueda, y al especificar producto s
favorecer los compues tos de materiales reciclables. Tejas, ladrillos, juntas,
abrazad er as, aparatos de cocina y de baño, etc., siempree tienen un posible
mercado.
Re- usar un edificio existente es una de las estrategias sostenibles más efectivas.
Se prod ucen ahorros de materiales, energía, transporte, mano de obra, etc.,
aunque requiere un estudio cuidadoso de la condiciones necesarias para
convertir en útil aquello que había dejado de serlo.
RESIDUOS SÓLIDOS
Durante la fase de construccción es el único momento en donde los proyectistas
pueden influir en la generación de residuos sólidos, pero se puede contribuir a una
buena gestión de los residuos de los edificios en funcionamiento preveyeno
espacios adecuados para el almacenamiento selectivo de dichos residuos.
Capítulo 2
Arquitectura de bajo consumo energético
82