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ARQUITECTURA BIOCLIMTICA EN EL PERGENERALIDADESI. INTRODUCCINII.
MARCO FUNDAMENTALIII. ARQUITECTURA BIOCLIMTICA EN EL PERIV.
DESARROLLO TECNOLGICO RECIENTEV. ANEXO: LA COMODIDAD TRMICA
GENERALIDADESLa '''arquitectura bioclimtica''' consiste en el
diseo de edificios teniendo en cuenta lascondiciones climticas,
aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetacin, lluvia,
vientos)para disminuir los impactos ambientales intentando reducir
los consumos de energa.Una vivienda bioclimtica puede conseguir un
gran ahorro e incluso llegar a ser sostenible en sutotalidad.
Aunque el costo de construccin puede ser mayor, puede ser rentable,
ya que elincremento en el costo inicial puede llegar a amortizarse
en el tiempo al disminuirse los costos deoperacin.De la misma forma
que un edificio bioclimtico busca adaptarse al clima del lugar, los
usuariosdeben poseer tambin un comportamiento adaptativo. Implica
que hay una doble adaptacin,clima y cultura, que lleva a una
modificacin en la conducta de los individuos y en el tiempo
enhbitos culturales.La arquitectura bioclimtica es un tipo de
arquitectura donde el equilibrio y la armona son unaconstante con
el medio ambiente. Se busca lograr un gran nivel de confort trmico,
teniendo encuenta el clima y las condiciones del entorno para
ayudar a conseguir el confort trmico interiormediante la adecuacin
del diseo, la geometra, la orientacin y la construccin del
edificioadaptado a las condiciones climticas de su entorno. Juega
exclusivamente con las caractersticaslocales del medio (relieve,
clima, vegetacin natural, direccin de los vientos
dominantes,insolacin, etc.), as como,el diseo y los elementos
arquitectnicos, sin utilizar sistemasmecnicos, que ms bien se
consideran como sistemas de apoyo.No debemos olvidar, que una gran
parte de la arquitectura tradicional ya funcionaba segn
losprincipios bioclimticos: ventanales orientados al norte en las
regiones de clima fro, el uso deciertos materiales con determinadas
propiedades trmicas, como la madera, la piedra o el adobe,el abrigo
del suelo, la ubicacin de los pueblos, etc.La arquitectura
bioclimtica es, en definitiva, una arquitectura adaptada al medio
ambiente,sensible al impacto que provoca en la naturaleza, y que
intenta minimizar el consumo energtico ycon l, la contaminacin
ambiental.
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Una casa bioclimtica no necesita de la compra o instalacin de
sistemas mecnicos declimatizacin, sino que juega con los elementos
arquitectnicos de siempre para incrementar elrendimiento energtico
y conseguir el confort de forma natural. Para ello, el diseo
bioclimticosupone un conjunto de restricciones, pero siguen
existiendo grados de libertad para el diseosegn el gusto de cada
cual. La arquitectura bioclimtica tiene en cuenta las condiciones
delterreno, el recorrido del Sol, las corrientes de aire, etc.,
aplicando estos aspectos a la distribucinde los espacios, la
apertura y orientacin de las ventanas, etc., con el fin de
conseguir unaeficiencia energtica. No consiste en inventar cosas
extraas sino disear con las ya existentes ysaber sacar el mximo
provecho a los recursos naturales que nos brinda el entorno. Sin
embargo,esto no tiene porqu condicionar el aspecto de la
construccin, que es completamente variable yperfectamente acorde
con las tendencias y el diseo de una buena arquitectura.Adaptacin a
la temperaturaEs quiz en este punto donde es ms comn incidir cuando
se habla de arquitectura bioclimtica.Lo ms habitual, es aprovechar
al mximo la energa trmica del sol cuando el clima es fro,
porejemplo para calefaccin y agua caliente sanitaria. Aprovechar el
efecto invernadero de loscristales. Tener las mnimas prdidas de
calor (buen aislamiento trmico) si hay algn
elementocalefactor.OrientacinCon una orientacin de los huecos
acristalados al norte se capta ms radiacin solar en invierno ymenos
en verano. La orientacin de la edificacin debe privilegiar el
confort trmico de susambientes menos temperados.Soleamiento y
proteccin solarLas ventanas con una adecuada proteccin solar,
alargadas en sentido vertical y situadas en la carainterior del
muro, dejan entrar menos radiacin solar en verano, evitando el
sobrecalentamientode locales soleados.Por el contrario, este efecto
no es beneficioso en lugares fros o durante el invierno, por
eso,tradicionalmente, en lugares fros las ventanas son ms grandes
que en los clidos, estn situadasen la cara exterior del muro y
suelen tener miradores acristalados, para potenciar la
beneficiosacaptacin de la radiacin solar.Aislamiento trmicoUn buen
aislamiento trmico evita, en el invierno, la prdida de calor por su
proteccin con elexterior, y en verano la entrada de calor. Los
muros gruesos retardan las variaciones detemperatura debido a su
Inercia trmica.Ventilacin cruzadaLa diferencia de temperatura y
presin entre dos ambientes con orientaciones opuestas, generauna
corriente de aire que facilita la ventilacin.
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Una buena ventilacin es muy til en climas clidos hmedos, sin
ayuda mecnica, para mantenerun adecuado confort
higrotrmico.Integracin de energas renovablesMediante la integracin
de fuentes de energa renovable, es posible que todo el consumo sea
degeneracin propia y no contaminante. En este caso, hablamos de
Edificio energa cero, o Edificios 0emisiones. Puede llegarse
incluso a generar ms energa de la consumida que podra drsele unuso
especial, en cuyo caso se hablara de Casa energa plus o Edificios
energa plus.Las fuentes ER ms empleadas son la elica y la solar,
como energa solar fotovoltaica o energasolar trmica, tambin podra
utilizarse la energa geotrmica en lugares en los que se accederacon
facilidad a su uso.I. INTRODUCCINEl tema del confort trmico en el
contexto bioclimtico actual, no ha sido unapreocupacin que haya
marcado una ruta de accin en el Per en los 10 20 ltimos aos. Tal
vezsea porque tanto la ciudad capital, Lima, como otras que le
siguen en importancia, no sufren declimas muy extremos.En cambio,
el Per tiene otras ciudades que, con el correr de los aos y el
progreso relativo de sussociedades, han cobrado mayor importancia o
sus poblaciones andinas son ms visibles o loscambios en el clima
mundial generan consecuencias muy severas, que revelan
realidadesclimticas extremas que merecen un tratamiento tcnico
apropiado.Encontramos un primer tratado (Beltrn, 1987 Patios
Solares Para Las Ciudades Andinas, TECNIA.Vol 3., N 2. pg) que
enfoca la problemtica generada por el clima adverso de nuestra
reginaltiplnica y elabora una propuesta de arquitectura bioclimtica
destinada a mejorar lascondiciones de habitabilidad para las
poblaciones andinas de esa regin.En aos ms recientes, (Zea, 2000
Alternativa de Recuperacin Tecnolgica de Materialespara la
Construccin Bioclimtica en el Altiplano Per Boliviano, Seminario
ArquitecturaBioclimtica, Lima 23-24.03.2000) y (Horn, 2005 Energas
Renovables en Edificaciones,Seminario Taller Vivienda bioclimtica,
1 3.06.05, Lima) se han ocupado de este temaconfirmando que la
penetracin de esta tecnologa en el contexto arquitectnico
yconstructivo nacional no va ms all de casos puntuales, importantes
y destacables, pero aislados.Tampoco se encuentra alguna actividad
acadmica insertada orgnicamente en lasuniversidades del pas que
cuentan con facultades de arquitectura, ms bien se repite la
imagenanterior, esto es, existen loables esfuerzos aislados.En este
contexto se da la oportunidad de desarrollar una tarea algo ms
orgnica y de mayoralcance derivada del compromiso de pertenencia
del Grupo Peruano a la RED CYTED Uso DeEnergas Renovables y Diseo
Bioclimtico en Viviendas y Edificios de Inters Social del
reaTemtica 4: Desarrollo Sostenible, del Subprograma VI de CYTED:
Nuevas Fuentes y
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Conservacin de la Energa. As, el presente artculo es resultado
de esta dinmica yconstituye un logro mas en el afn de lograr que en
el Per se establezca una lnea de accinorgnica y sostenida que
impulse el desarrollo de la arquitectura bioclimtica.En este
contexto, el objetivo especfico que perseguimos con la elaboracin
de este trabajo esrevelar nuestra realidad en este tema y esperar
que, este resultado preliminar an, sirva decatalizador de actores
interesados e involucrados en esta temtica, que contribuyan con
a)precisar mejor esta realidad y b) proyectar actividades futuras
que consoliden la decisin deavanzar en esta lnea hasta conseguir
que se desarrolle orgnica y sostenidamente.Nunca antes como ahora,
se hace sentir la urgencia de alcanzar niveles superiores en el
hbitatde nuestras crecientes poblaciones, especialmente de aquellas
que viven en extrema pobrezao que residen en zonas muy alejadas. Se
requiere de inversiones muy altas para dotarles por lomenos de
servicios bsicos, utilizando las tecnologas convencionales. (Horn,
2005 EnergasRenovables en Edificaciones, Seminario Taller Vivienda
bioclimtica, 1 3.06.05, Lima )
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II. MARCO FUNDAMENTAL
2.1 GENERALIDADESLos principios bioclimticos deben aparecer como
un hbito en la construccin y no como unarareza o una excepcin. Por
eso se debe hablar de buenas prcticas y de buena arquitectura y
node arquitectura singular.Estas buenas prcticas deben tener como
objetivo la calidad del ambiente interior y la reduccinde los
efectos negativos sobre el entorno. Calidad del ambiente interior:
condiciones adecuadas detemperatura, humedad, movimiento y calidad
del aire, etc. Los efectos de los edificios sobre elentorno sern
funcin de las sustancias que desprendan, del impacto que produzca
elasentamiento y de los consumos que afecten al desarrollo
sostenible del lugar.Sustancias desprendidas: slidas (residuos
slidos urbanos), lquidas (aguas sucias) y gaseosas(gases de
combustin vinculados fundamentalmente al acondicionamiento).Impacto
del asentamiento: Exceso de poblacin, vas de acceso, aparcamientos,
destruccin detejido vegetal, etc.Desarrollo sostenible del lugar:
consumo de agua o de otras materias primas por encima de
sucapacidad de renovacin.Estos aspectos anteriores se puede
agrupar, por la importancia de sus efectos, en tres grandesgrupos:
Aspectos energticos (vinculados a los consumos de materias primas y
a la contaminacingaseosa). Calidad del ambiente interior.
Contaminacin y medio ambiente (vinculados a las sustancias
desprendidas, el impacto delasentamiento y el desarrollo
sostenible).1. Aspectos energticos.La visin del consumo de la
energa en los edificios tiene varias vertientes. Su
reduccinrepresenta un menor costo econmico para los usuarios, una
menor dependencia de fuenteslimitadas, y una reduccin de la
contaminacin vinculada a su produccin.1.1. Conservacin de la
energa.Una buena generacin o captacin de energa puede
desaprovecharse por completo si el edificiono tiene una alta
capacidad de conservacin de la energa. A mayor conservacin
menornecesidad.
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Aislamiento trmico en cerramientos.Un cerramiento aislado reduce
a una cuarta parte las transferencias de calor que se producen
atravs de l. El aislamiento debe avanzar en una mejor seleccin de
los materiales, sus espesoresy, fundamentalmente, su colocacin. En
la actualidad existen materiales aislantes adecuados paraaislar por
el exterior el cerramiento, para ser inyectados en las cmaras de
aire, proyectados sobresuperficies horizontales o moldeados para
recubrir superficies horizontales. No debe haber, portanto, ningn
elemento no aislado. Eliminacin de puentes trmicos.Casi un 20% de
la energa que pierde un edificio se va a travs de los puentes
trmicos. Resultaimprescindible, por tanto, poner en prctica medidas
constructivas encaminadas a su eliminacino a reducir sus efectos;
como: Aislamiento por el exterior. Eliminacin de hornacinas.
Capialzados y carpinteras compactas. Eliminacin del riesgo de
condensaciones intersticiales.Las condensaciones intersticiales
representan una prdida evidente de la capacidad aislante de
losmateriales sobre los que se producen, que generalmente son los
materiales aislantes; por ello esrecomendable, para eliminar el
riesgo de condensaciones intersticiales emplear materialesaislantes
equilibrados, como el poliestireno extrudo o el vidrio celular,
colocarlos cerca de la carafra. Aislamiento por el exterior.
Aislantes trmicos equilibrados higrotrmicamente. Ventilacin
higinica controlada permanente.En la actualidad ms del 50% de los
intercambios de energa que se producen entre un edifico y suentorno
es por la renovacin de aire. Con las mejoras del aislamiento, este
porcentaje seincrementar. Pero dado que la renovacin de aire es
imprescindible para mantener unascondiciones del ambiente interior
adecuadas, se debe proceder a una ventilacin higinicacontrolada,
donde los intercambios correspondan exactamente a las necesidades.
Sistemas de ventilacin natural controlada a travs del tiro natural
en los cuartoshmedos. Sistemas de ventilacin regulables. Vidrios y
carpinteras.
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En los cerramientos, los huecos acristalados representan los
elementos trmicamente msdbiles. Los vidrios aislantes son
actualmente utilizados de forma generalizada, y dentro de
estacategora tambin pueden utilizarse los bajo emisivos, si las
condiciones son las adecuadas, o parasituacin de alta radiacin,
combinando lunas convencionales con lunas reflectantes o
coloreadas.Las carpinteras pueden convertirse en los puentes
trmicos de las ventanas si no se cuidaneligiendo aquellas
suficientemente aislantes: PVC, aluminio con ruptura de puente
trmico,madera o poliuretano. Igualmente, la hermeticidad de la
carpintera evitar descontrolar el posiblesistema de ventilacin
controlada; por ello, debe haber un cuidado especial en su
seleccin. Vidrios aislantes y bajo emisivos. Vidrios coloreados o
reflectantes. Carpinteras aislantes. Carpinteras de alta
hermeticidad.1.2. Captacin, acumulacin y aprovechamiento de las
energas naturales.Los sistemas pasivos y activos de aprovechamiento
de las energas renovables se basan en tresprincipios: la captacin
de la energa (calor o fro), su acumulacin y su correcto
aprovechamientogracias a una adecuada distribucin. El edificio en
si mismo, o los dispositivos mecnicos que seaadan, deben cumplir
esas funciones. Acumulacin de la energa.Las energas naturales
utilizadas en los sistemas bioclimticos son claramente cclicas,
generandoaltos picos de energa en momentos puntuales y su ausencia
total en otros. El recurso bsico parareducir el golpe de energa y
permitir su disfrute durante un perodo prolongado de tiempo
esacumulndola segn se capta. Un edifico con dispositivos
bioclimticos de captacin de energa,sin ningn sistema de acumulacin,
tiene un funcionamiento interno peor que otro edificioconvencional
sin ningn tipo de captacin. En los sistemas bioclimticos la
acumulacin debehacerse fundamentalmente en los elementos
estructurales y constructivos del edificio,optimizando de este modo
su empleo. Aislamiento trmico por el exterior. Empleo de materiales
con difusividades trmicas altas (alta velocidad de
calentamiento),como piedra, metales, cermica. Empleo de materiales
con efusividades altas (alta capacidad del acumulacin), comopiedra,
metales, cermica. Empleo del agua como acumulador de calor.
Orientacin.
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La orientacin de los dispositivos de captacin y del edificio en
general est vinculada a la energaque se pretende captar. Si se
trata de la radiacin solar, la orientacin ms adecuada para sumejor
captacin durante el invierno y para evitar efectos perjudiciales en
el verano, en todaEspaa es la sur. Si la captacin es de viento, los
dispositivos ms eficaces deben son losorientados a vientos
dominantes; pero dado que tambin es posible un adecuado
funcionamientocon otras orientaciones, en una combinacin de
radiacin y ventilacin debe predominar laorientacin norte. Huecos
acristalados al norte. Fachadas largas del edificio al norte.
Cubiertas.Una cubierta plana recibe el 100% de las horas de sol de
un da. En verano, adems, los rayos queinciden sobre ella en los
momentos de mxima irradiancia lo hacen de una forma
muyperpendicular. Las cubiertas ventiladas o vegetales del tipo
ecolgico (de escaso espesor, conespecies autctonas, sin
mantenimiento y con un consumo de agua mnimo) eliminan los
efectosdel sobrecalentamiento sobre la cubierta, por lo que, en
climas calurosos y con alta radiacinsolar, es conveniente aadir al
aislamiento de la cubierta alguno de estos sistemas. Ventiladas.
Ecolgicas. Ventilacin natural.La estrategia fundamental en
condiciones de verano es la ventilacin. Por ello, la estructura
deledificio debe facilitar la ventilacin natural. Los elementos
bsicos seran las ventanas opuestaspara permitir la ventilacin
cruzada. Si se desean sistemas ms eficaces, por su capacidad o por
sucontrol, se pueden emplear chimeneas solares u otros sistemas que
funcionen con elcalentamiento solar o con el viento. En resumen:
Estructura interior que facilite la ventilacin cruzada. Locales
grandes en esquina. Chimeneas solares de ventilacin. Dispositivos
de recalentamiento. Dispositivos pasivos especficos de captacin
solar.Al margen de los sistemas de captacin directa (ventanas y
ventanales), los sistemas de captacinde energa pueden optimizarse
empleando dispositivos especficos ms eficaces, como
galerasacristaladas, en las que la distribucin del aire se hace
creando un ptimo lazo convectivo. El ms
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conocido sera el muro trombe, pero la integracin es mayor si se
emplean galeras o terrazas, enlos que, gracias al acristalamiento,
se produce efecto invernadero. Galeras con lazo convectivo. Falsos
invernaderos con lazo convectivo. Dispositivos activos especficos
de captacin solar.Como complemento energtico a los dispositivos
pasivos, los sistemas activos de captacin deenerga pueden aportar
una cantidad y un tipo de energa que no se podra obtener en
otrascircunstancias. Si se trata de obtener agua caliente para la
calefaccin o para agua domstica, sedebern utilizar colectores
planos. Si se desea obtener directamente electricidad se
debernutilizar paneles fotovoltaicos o pequeos aerogeneradores.
Dado que estos ltimos dispositivos seencarecen por la necesidad de
las bateras de acumulacin, resultan ms rentables lasinstalaciones
conectadas a red. Colectores planos de agua caliente. Paneles
fotovoltaicos. Aerogeneradores domsticos.1.3. Equipos de
acondicionamientoUno de los puntos ms significativos de consumo de
energa en el edificio es el sistema deacondicionamiento. Ya se
trate de calefaccin o de refrigeracin, el consumo suele ser
muyelevado en cualquier circunstancia. Por ello, el empleo de
equipos de generacin de calor o de frocon alto rendimiento, dentro
de instalaciones adecuadas y dimensionadas correctamente,ahorrar
mucha energa. Clculo de cargas.Para un diseo correcto del sistema
es fundamental proceder a un preciso y correcto clculo decargas
trmicas. Si la instalacin est subdimensionada no cumplir con su
funcinacondicionadora, pero si est sobredimensionada se
incrementarn notablemente los gastos deinstalacin y de explotacin
energtica, ya que en cualquier equipo al trabajar a potencia
parcialse empeora su rendimiento. Los mtodos de clculo de cargas ms
precisos se basan en lassimulaciones energticas. El empleo de
simuladores permitir obtener una estimacin de cargasmuy precisa e
interactuar con el diseo del edificio y de la instalacin. Mtodos de
simulacin. Eleccin del sistema.Previamente a proceder a la eleccin
del sistema es necesario analizar la ubicacin y elfuncionamiento
del edificio. Esto permitir descartar los sistemas menos adecuados
(bombas de
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calor en climas extremadamente fros) o seleccionar otros
adecuados (recuperadores de calor enedificios en zonas trmicamente
muy diferenciadas o que movilicen grandes caudales de aire).
Anlisis de la ubicacin del edificio. Anlisis del uso del edificio.
Anlisis del funcionamiento del edificio. Anlisis de las necesidades
del edificio. Fuentes energticas adecuadas.La energa elctrica, a
pesar de la comodidad de uso, debe descartarse por completo para
lacalefaccin, ya que su bajo rendimiento total, entre un 25 y un
30%, slo la hace apta para su usoen los motores que precisen las
enfriadoras o climatizadoras, para las que hay escasas
alternativaslgicas. La otra aplicacin alternativa de la
electricidad est en los generadores de calor porefectos
termodinmicos, como las bombas de calor. Los slidos, concretamente
los carbones,deben igualmente descartarse por la alta contaminacin
que generan. Son en general sustanciasque no queman completamente,
produciendo voltiles contaminantes, y que producen grancantidad de
sulfatos, lo que termina por convertirse en lluvia cida. Los
lquidos estn reducidos algasleo de calefaccin, que es menos
contaminante, por lo que se convierte en ms adecuado,aunque tiene
el problema del almacenamiento. Finalmente los gaseosos, de los que
el mshabitual es el gas natural. Es en parte menos contaminante que
el petrleo (diesel 2, generamenos monxido de carbono) pero tambin
ms productor de xidos de nitrgeno. Resulta el mscmodo, al estar
canalizado. La electricidad para los enfriadores y climatizadoras.
La electricidad en las bombas de calor. El diesel 2. El gas
natural. Equipos de calefaccin.Los equipos ms habituales para la
calefaccin son las calderas. De entre ellas las ptimas son lade
baja temperatura y las de condensacin. Las primeras, porque en
ellas las prdidas sonmenores al trabajar en un rango inferior al de
las convencionales. Las segundas porqueaprovechan parte de la
energa que se pierde con los humos y con el vapor de agua de
lacombustin. Pueden tener un rendimiento que supere el 100% del
poder calorfico inferior delcombustible. Las bombas de calor, si
las temperaturas del ambiente exterior no son muy bajas,permiten
obtener rendimientos (COP) de ms de 4, lo que quiere decir que
producen 4 kWhtrmicos consumiendo 1 kWh elctrico. Eso las convierte
en el aparato de calefaccin msinteresante, con los costos de
explotacin energtica ms bajos, aunque con importantes gastos
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de implantacin. Los sistemas de recuperacin del calor residual
que se pierde en el edificio, si lacantidad de energa es
importante, son rentables. El caso mximo se encuentra en los
sistemas decogeneracin elctrica, que pueden aprovechar grandes
cantidades de calor residual para lacalefaccin o la preparacin del
agua caliente sanitaria. Calderas de baja temperatura. Calderas de
condensacin. Bombas de calor. Recuperadores de calor.
Cogeneracin.1.4. Otros equipos y sistemas energticos de alta
eficacia.Una parte de la energa que consume el edificio se pierde
por la ineficacia de los sistemas degeneracin, consumo o
distribucin de la misma. Alumbrado.La mejora de lmparas y
luminarias puede ahorrar mucha energa, si se emplean lmparas de
bajoconsumo o luminarias de alta eficacia. Un correcto proyecto de
alumbrado dar lugar a la mejoradefinitiva. Lmparas de bajo consumo.
Luminarias de alta eficacia. Electrodomsticos de cocina.La mejora
de los electrodomsticos puede ahorrar mucha energa. En la
actualidad elelectrodomstico ms consumidor es el frigorfico; los de
alto aislamiento pueden reducir lasprdidas en los momentos en los
que se encuentre cerrado. Los lavavajillas, las lavadoras y
lassecadoras tienen su mayor gasto en el empleo indiscriminado,
independientemente de la carga, yen el empleo de energa elctrica.
Los actuales aparatos de gas (agua caliente calentada con
gas)optimizan el uso de la energa. Frigorficos del alto
aislamiento. Lavavajillas, lavadoras y secadoras con deteccin de
carga. Lavavajillas de bajo consumo energtico (con agua caliente a
gas). Lavadoras de bajo consumo energtico (con agua caliente a
gas).
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1.5. Sistemas de regulacin y control integrados.Cada vez resulta
ms importante la incorporacin de la domtica en el control integral
de lossistemas de acondicionamiento y consumidores de energa en
general. De este modo seoptimizar el empleo de una estrategia
pasiva de acondicionamiento o un dispositivo deiluminacin natural.
Sistemas de acondicionamiento.Los sistemas pasivos de
acondicionamiento, combinados con equipos convencionales,
serneficaces si un sistema de regulacin y control acciona los
sistemas convencionales slo en losmomentos en los que sean
necesarios. Un sistema de diferenciacin zonal resulta
imprescindible,ya que las energas renovables, sol o viento, pueden
actuar muy sectorialmente, y ser preciso elsistema convencional en
un rea de la casa y suficiente el sistema pasivo en otra. Los
sistemasautomticos tambin pueden mejorar el rendimiento de los
sistemas pasivos en si mismos. Untemporizador puede elevar o bajar
una persiana segn la hora del da, o hacerlo en funcin de unsensor
de radiacin solar. La apertura de un hueco de ventilacin o el
accionamiento de unventilador puede estar en funcin del anlisis de
las condiciones de aire exterior en relacin a lascondiciones
interiores. Sistemas de alumbrado.Un fotmetro puede indicarnos
cuando deben elevarse las ventanas y cuando debe encenderse
elalumbrado artificial. ste, a su vez, puede regular su potencia en
funcin de las necesidades. Sistemas integrados.Los sistemas
domticos integrarn todos estos funcionamientos y optimizarn el
consumoenergtico global.2. Calidad del ambiente interior.El
ambiente en el que se vive debe reunir condiciones adecuadas de
calidad sensitiva y, tal vez,salubridad no sensitiva.2.1. Ambientes
interiores higrotrmicamente sanos y confortables.La calidad del
ambiente interior tiene que ver con la calidad del aire, sus
condiciones higrotrmicasy su correcta distribucin. La arquitectura
bioclimtica debe preocuparse, tanto del ambienteexterior y el
posible dao sobre el medio ambiente, como sobre el ambiente
interior y el daosobre los ocupantes. Empleo de materiales de
acabado sanos.Los materiales interiores no deben desprender ninguna
sustancia o cuerpo molesto o perjudicialpara la salud. Las resinas
sintticas con formaldehdos emiten regularmente sustancias
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perjudiciales. Las moquetas y los acabados textiles pueden ser
la base de colonias de caros. Losdisolventes sintticos en general
emiten sustancias perjudiciales. Temperatura, movimiento del aire y
humedad interior adecuados.Los ambientes interiores deben tener
unas condiciones higrotrmicas adecuadas para el uso dellocal, las
caractersticas del mismo y las personas que lo ocupen. No se pueden
aplicar condicionesestndar para todos los locales ni actividades,
ni reducir la adecuacin interior al control de latemperatura. La
confortabilidad de un local es el resultado de una amplia
combinacin defactores. Sistema de distribucin de energa adecuado.No
slo es necesario que se cumplan unos ciertos parmetros trmicos,
tambin es preciso que laenerga se distribuya siguiendo unos
patrones que den lugar a un gradiente trmico ptimo, a laeliminacin
de la asimetra radiante excesiva y a un ritmo de variacin de
temperatura discreta.Los sistemas de conveccin, sobre todo el aire
acondicionado, crear un gradiente trmico pocoadecuado, a diferencia
del suelo radiante que casi reproduce el perfil perfecto. Las
paredesexcesivamente calurosas o fras, como por ejemplo un techo
radiante o con un nmero elevado delmparas halgenas, o un gran
ventanal, crean asimetra radiante con otros paramentos,
creandoinconfortabilidad. Los sistemas de encendido-apagado
todo-nada, cuando se mueven en un rangoamplio, provocan igualmente
inconfortabilidad, al crear un ritmo de variacin de
temperaturaexcesivo. Suelos radiantes. Sistemas de regulacin
modular.2.2. Ambientes interiores saludables en trminos de
radiaciones elctricas, electromagnticas y desustancias extraas.Los
campos elctricos o electromagnticos, ya sean naturales o
artificiales, pueden ser causas demolestias o enfermedades. Debe
eliminarse el riesgo creando espacios protegidos. Campos
elctricos.Es saludable mantener un campo elctrico prximo al natural
en el interior de los edificios; porello, deben evitarse las
estructuras que conviertan las construcciones en jaulas de Faraday.
Unmuro de hormign como cerramiento vertical, unido a los mallazos
que ya existirn en losforjados, convierte al edificio en una jaula
de Faraday, con un campo elctrico nulo. Unainstalacin elctrica
antigua, sin una correcta puesta a tierra y con problema en el
aislamiento delos cables genera, igualmente, campos elctricos
desaconsejables. Campos electromagnticos.
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Los campos electromagnticos pueden verse alterados por causas
naturales, fallas del terreno, oartificiales, proximidad al
tendidos de alta tensin. Deben evitarse ambas. En el interior de
losedificios, las resistencias elctricas sern causa de campos
electromagnticos fuertes:ordenadores, televisiones, lmparas
halgenas, etc. No obstante son las fuentes exteriores las
msproblemticas. Los tendidos de alta y de media tensin, como causas
artificiales, y las fallastectnicas como causas naturales, son el
origen de campos electromagnticos elevados. Fuentes internas.
Fuentes externas. Gases radiactivos naturales.En algunas zonas se
producen desprendimientos de radn, un gas radiactivo natural, y
suacumulacin en stanos. Deben evitarse este tipo de locales en
zonas de riesgo. Los terrenos conbase grantica son los ms propensos
a la produccin del radn. En ellos se deben evitar los localespor
debajo de la rasante, y si fuera imprescindible, se debera proceder
a su correcto sellado y auna potente ventilacin por
sobrepresin.2.3. Iluminacin natural.Si bien el empleo de la
iluminacin natural representa un ahorro energtico, su aplicacin
msinteresante en la arquitectura debe verse desde el punto de vista
de la calidad ambiental, y portanto, en ese sentido debe
potenciarse. Orientacin de huecos.Los ms adecuados son los
orientados hacia los puntos en los que se capte
exclusivamenteradiacin difusa; en general el norte. Si penetra
radiacin directa en zonas donde se pretendeaprovechar como
iluminacin natural, los efectos de deslumbramiento que conllevar
sern muynegativos y no ser posible su aprovechamiento. Dispositivos
de transformacin de la radiacin directa en difusa.Bandejas
reflectoras. Un modo de evitar la entrada de la radiacin directa es
proteger el huecocon un elemento que al tiempo acte reflejando la
radiacin hacia el interior del local, pero enforma difusa.
Dispositivos de distribucin uniforme de la luz por la
habitacin.Parteluces horizontales. Un parteluz horizontal reflejara
la luz hacia el techo de la habitacin yevitar que se cree un efecto
desequilibrado de alumbrado entre las zonas prximas al hueco y
lasprofundas. Dispositivos de penetracin de la luz en locales
profundos y alejados de los cerramientos.
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Conductos de luz. De mayor eficacia que los parteluces o las
bandejas reflectoras, son losconductos de luz, ya que son capaces
de dirigir la luz mediante mltiples reflexiones, controladas
oincontroladas, o mediante el empleo de fibra ptica, hacia puntos
muy profundos del edificio,alejados de los permetros donde pueden
ubicarse las ventanas.3. Contaminacin y medio ambiente.3.1.
Edificios no dainos para el medio ambiente. Gases.La contaminacin
gaseosa que puede generar un edificio de viviendas es funcin de la
combustinvinculada al acondicionamiento: las calderas individuales
o colectivas para calefaccin o aguacaliente sanitaria. La reduccin
de la dependencia energtica del edificio, mediante el empleo
desistemas que aprovechen las energas naturales, limitar este tipo
de contaminacin. Sistemas pasivos de acondicionamiento. Sistemas
activos de acondicionamiento. Sistemas convencionales de alta
eficacia. Lquidos.El agua domstica, una vez empleada, se convierte
en aguas negras o grises que salen del edificiocomo una nueva forma
de contaminacin. El empleo de sistemas de consumo de agua
eficaces,como los electrodomsticos que ajustan el consumo de agua a
la carga del aparato, o las cisternasde doble descarga, reducen el
consuno. La autodepuracin primaria de las aguas permitira
sureutilizacin para el riego y la reduccin del caudal contaminante.
Aguas de lluvia. Aguas sucias depuradas. Slidos.Los residuos slidos
urbanos en muchas ocasiones acaban en vertederos
incontroladosprovocando la acidificacin del suelo y la contaminacin
de aguas subterrneas. La solucin msefectiva sera reducir el consumo
de productos desechables y proceder al reciclado de los mismos.Por
otro lado si se emplean materiales reciclables o reciclados en el
proceso de construccin, o encualquier fase de consumo, se estar
reduciendo la cantidad de materia prima nueva que seincorpora al
proceso de recuperacin y tratamiento. Uso de materiales reciclados.
Uso de materiales reciclables.
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Uso de materiales con ciclos de vida adecuados. Cubos de basura
multiusos. Redes interiores de recogida separativas.3.2. Edificios
sostenibles en trminos de agua.Los edificios deben optimizar el uso
del agua, tanto en aquellas zonas donde la falta de agua
puedarepresentar un problema, como en aquellas donde siendo
suficiente su depuracin ypotabilizacin representa un alto coste
social. Empleo de sanitarios ms eficaces.El gasto de agua se puede
optimizar si los sanitarios se fabrican y usan correctamente. El
empleode atomizadores reduce el consumo de agua en los grifos, las
cisternas de doble descarga reducenel agua necesaria para el
arrastre de desperdicios y los electrodomsticos inteligentes
reducen,igualmente su consumo de agua. Por otro lado, si se utiliza
a una red separativa, pluviales y aguassucias interiores, se pueden
utilizar las aguas de lluvia en algunos cometidos, como las
cisternas. Atomizadores de alta eficacia. Cisternas de doble
descarga. Redes separativas. Empleo de electrodomsticos ms
eficaces.El gasto de agua se puede optimizar si los
electrodomsticos se fabrican y usan correctamente. Lavavajillas
inteligentes de bajo consumo de agua. Lavadoras inteligentes de
bajo consumo de agua.
2.2 LAS CONDICIONES DEL AMBIENTE INTERIOR(Extracto de: LA
ARQUITECTURA BIOCLIMTICA: TRMINOS NUEVOS, CONCEPTOS
ANTIGUOS.INTRODUCCIN AL DISEO DE ESPACIOS DESDE LA PTICA
MEDIOAMBIENTAL. Antonio BaoNieva, Dpto. de Arquitectura de la
Universidad de Alcal de Henares de Madrid)El hombre obtiene su
energa al metabolizar los alimentos que consume. Esta energa
setransforma en otros tipos de energa, entre ellas la energa
calorfica.La actividad realizada por el ser humano, genera un
consumo de energa mecnica, que producelas correspondientes prdidas
de calor. Para conseguir el equilibrio, debemos igualar las
prdidasy las ganancias, y mantener inalterable la temperatura
interna.
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Para mantener constante esta temperatura, es imprescindible
regular el intercambio energticoentre hombre y ambiente producido a
travs de mecanismos de transferencia por conduccin,conveccin,
radiacin o evapotranspiracin, siendo habitual la concurrencia de
varios de ellossobre el mismo fenmeno. Por ejemplo, sobre un
paramento soleado se producensimultneamente mecanismos de
conduccin, conveccin y radiacin.La energa calorfica se transmite
siempre desde el sistema que tiene una temperatura superiorhacia el
sistema de temperatura inferior. Es precisamente esta diferencia la
que definir el flujo yla velocidad de transmisin, siendo mayor
cuanto mayor sea el escaln.La conduccin supone la transmisin de
energa calorfica entre cuerpos en contacto, sin que seproduzca
desplazamiento de materia. La radiacin se propaga mediante ondas
electromagnticassin necesidad de ningn vehculo fsico. Por otra
parte, la evapotranspiracin es un mecanismo detransferencia de
calor donde al proceso de transpiracin de plantas o animales se une
el resultadode ceder parte del calor del aire en la evaporacin de
las masas de agua, con el consiguienteenfriamiento y humectacin de
ste. El coeficiente superficial, comprende los efectos del
contactocon el aire u otro fluido debido a la conduccin, conveccin
y radiacin.La evaluacin total de todos estos fenmenos se recogen en
un coeficiente U (W/m2K), coeficientetotal de transmisin de calor,
que define la transmitancia trmica del sistema.Por tanto y
considerando un recinto determinado, es posible la concurrencia de
todos estosmecanismos produciendo flujos de calor por radiacinsolar
directa a travs de acristalamientos(ganancias), por intercambios
con los paramentos que forman la envolvente, por aportes deaparatos
y luminarias del alojamiento considerado, y por cesin de calor del
hombre, al realizarcualquier actividad por sedentaria que sea.
Fig. 1 Representacin esquemtica de los flujos de energa e
intercambios posibles entre elhombre y su entorno inmediato.
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La sensacin de bienestar tiene lugar cuando esta cesin se
produce a la velocidad adecuada enfuncin de la actividad que se
desarrolla, siendo compensada por los aportes calricos en
rgimenigualmente adecuado.Se presenta ahora la necesidad, de
intentar tabular qu variables son las que determinansensaciones de
bienestar y a qu sujetos afecta, dando lugar al concepto de confort
y a diagramascapaces de recoger y evaluar estas situaciones,
llegando a corregir sus deficiencias y sugiriendopautas de
actuacin.Podemos establecer entonces, y de una manera genrica, que
las condiciones interiores de diseopodran estar comprendidas entre
los siguientes lmites:
Estacin Temperatura (C) Velocidad del aire(m/s)
Humedad relativa(%)
Verano
(*)Invierno
(*): los espacios dejados en blanco a propsito para remarcar que
no se puede establecer estos lmitessin intervencin de las personas
para quienes se pretende generar bienestar. Nota del autor.
La temperatura que marca un termmetro corriente corresponde a la
del mercurio dentro delbulbo o mecanismo sensor. En realidad tiene
poco que ver con la que sentimos sobre nuestra piel,debido a la
concurrencia de factores tan diversos como la temperatura del aire,
la radiacin solarincidente, la humedad, la actividad o el
arropamiento. Concebir variables que cuantifiquen congarantas estos
estados es tarea complicada, obtenindose mediciones de fenmenos
parciales yllegando a emplear magnitudes que incorporan en su
definicin la subjetividad en un intento deaproximacin a las
sensaciones reales que experimenta el ser humano.Algunos de los
conceptos que se manejan habitualmente son la- temperatura seca o
de bulbo seco, tomada eliminando la influencia de la radiacin,-
temperatura hmeda o de bulbo hmedo, tomada a travs de un fieltro
saturado de agua,- temperatura efectiva, como un intento de
relacionar las sensaciones de calor y fro,combinando los efectos de
la temperatura, de la humedad y del movimiento del aire;
secorresponde con las sensaciones de un ambiente saturado y sin
movimiento apreciable,- la nueva temperatura efectiva, corrige las
divergencias observadas con las sensacionesreales al rebajar la
humedad relativa hasta el 50%,- humedad relativa, para cualquier
temperatura y presin baromtrica es la relacin entre lapresin
parcial de vapor de agua y la presin de saturacin, no teniendo
significado comocontenido de humedad o como ndice de confort si no
se relaciona con la temperaturaseca,- humedad absoluta, es la masa
de vapor de agua contenida en la unidad de volumen,
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- humedad especfica, es la relacin entre la masa de vapor de
agua y la masa de aire secocontenidas en una muestra de aire,-
presin de vapor, es la presin parcial de vapor que contiene,-
entalpa, magnitud termodinmica de un cuerpo igual a la suma de su
energa interna msel producto de su volumen por la presin exterior,-
calor sensible, calor asociado al cambio de temperatura de una
sustancia,- calor latente, calor asociado al cambio de estadoPara
el anlisis conjunto de estas variables, se han creando diagramas
complejos donde sedelimitan reas de confort.Por ejemplo, la carta
de Givoni, muy adecuada para climas clidos y secos y que toma en
cuentalas caractersticas de la construccin como agente modificador
del clima. Las necesidadeshumanas, tomadas en actitud sedentaria,
pasan por una temperatura entre 20 y 28C, unahumedad relativa del
20 al 80% y una velocidad del aire inferior a 1,5 m/s. En este caso
el eje deabscisas representa la temperatura de bulbo seco y el eje
de ordenadas la tensin de vapor. Lacarta se encuentra dividida en
zonas que suponen recomendaciones que van desde estrategiaspasivas
de acondicionamiento, pasando por sistemas activos hasta llegar a
la utilizacin desistemas convencionales de calefaccin y
refrigeracin cuando las condiciones se hacen extremas.
Fig. 2 Diagrama bioclimtico deGivoni construido sobre el
espaciode un diagrama psicromtrico.El polgono oscurecido encierra
lascondiciones del aire que seranconfortables para el hombre.
Lasotras zonas numeradas encierrancondiciones de aire no
confortablepara las cuales se recomiendaprocedimientos artificiales
paraconvertir esos aires en aireconfortable.
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2.3 INDICADORES BIOCLIMTICOS PATA EL PER.
Fig. 3 Diagrama de sensacin climtica que sirve como referente
cualitativo de la calidad del airede un ambiente frente a los
requerimientos de confort higrotrmico.Adicionalmente existen las
dos siguientes publicaciones nacionales relacionadas con
laproblemtica bioclimtica del Per.
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1. GUA DE APLICACIN DE ARQUITECTURA BIOCLIMTICA EN LOCALES
EDUCATIVOS, promovidapor el Ministerio de educacin, Vice Ministerio
de Gestin Institucional, Oficina de InfraestructuraEducativa,
publicada en mayo de 2008.2. NORMATIVIDAD PARA EDIFICACIONES
BIOCLIMTICAS EN EL PER, promovida por el Ministeriode Vivienda,
Construccin y Saneamiento, Vice Ministerio de Construccin y
Saneamiento,Direccin Nacional de Construccin.En esta publicacin se
publica como DIAGNOSTICO que: No existen lineamientos
tcnicosnacionales para el diseo y construccin de edificaciones o
habilitaciones urbanas que aspiren amejorar el confort ambiental
intradomiciliario y a reducir el consumo de energa.En la primera de
estas dos publicaciones, se encuentra en su pgina 12 la siguiente
informacin.
Fig. 4 Mapa de clasificacin climtica del PerLa Clasificacin de
Climas para diseo arquitectnico comprende 9 zonas y el %
indicadorepresenta la extensin geogrfica que abarca cada zona
respecto al rea total del Per, as:
4.1 CLASIFICACIN CLIMTICA DELPERLa Presente Zonificacin tiene
comobase la clasificacin de Kppen, a laque se ha incluido parmetros
dealtura, radiacin, inversin trmica,arquitectura tradicional, entre
otrosfactores, que permiten tener unaaproximacin a pisos de
equivalenciaarquitectnica.La Zonificacin corresponde a
laclasificacin primaria realizada porRayter - Ziga en el 2005.A
partir de esta clasificacin sedetermina 9 zonas climticas para
elPer. Su importancia radica en que enbase a esta clasificacin, se
darnlas orientaciones necesarias para eldiseo. Cada zona
tendrrecomendaciones apropiadas a lascondiciones
medioambientales.
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Zona 1: Desrtico Marino 2.8 %Zona 2: Desrtico 6.7%Zona 3:
Interandino bajo 3.9%Zona 4: Mesoandino 14.6%Zona 5: Altoandino
9.0%Zona 6: Nevado 1.4%Zona 7: Ceja de Montaa 9.7%Zona 8: Sub
Tropical Hmedo 12.2%Zona 9: Tropical Hmedo 39.7%Esta informacin
solo es indicativa y la que se ha generado al nivel de
recomendaciones, publicadaen la misma gua, es de tipo
cualitativo.2.4 OTRAS CONSIDERACIONES DE IMPORTANCIALa consideracin
del sol como elemento climtico esencial, lleva asociado el estudio
de losefectos del soleamiento, de radiacin, de captacin y
acumulacin, de sobrecalentamiento y delestudio de las protecciones,
de la refrigeracin solar, emplendose estrategias derivadas de
lainercia trmica de los cerramientos, del efecto invernadero, el
muro trombe, etc.
La proyeccin sobre una superficie cilndrica de las trayectorias
solares dibujadas sobre la bvedaceleste, da lugar a las cartas
cilndricas solares, herramienta fundamental para el estudio
delsoleamiento en una latitud determinada.Nota del autor: no se
cita ms conceptos o consideraciones solares en razn que se
considera es untema conocido.Las estrategias de la captacin solar,
la inercia trmica, es el soporte conceptual de los sistemasde
captacin basados en la emisin energtica retardada mostrada en la
figura 5.
Fig. 5 Diagramailustrativo de la inercia yretardo
trmicoatribuidos a ciertosmateriales que, porcontar con
estacaracterstica, sonapreciados para suaplicacin
enconstruccionesbioclimticas.
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ALGUNAS OTRAS ESTRATEGIAS DE APLICACIN BIOCLIMTICA SON LAS QUE
SE PRESENTA ACONTINUACIN TOMADAS DE UNA PRESENTACIN DEL DR. HELDER
GONCALVES INVESTIGADORDEL ANTIGUO INSTITUTO NACIONAL DE INGENIERA E
INNOVACIN (INETI) DE PORTUGALTITULADA USO DE ENERGASRENOVABLES Y
DISEO BIOCLIMTICO EN LOS EDIFICIOS, HECHA ENLima en 2005.
Fig. 6 Forma de ganancia directa Fig. 7 Forma de ganancia
indirecta
Fig. 8 Forma de ganancia indirecta con aporte de masa
Las estrategias generales que se relata a continuacin fueron
aplicadas en la construccin deledificio del INETI cuyo esquema
conceptual se muestra en la figura 9. En la actualidad este
edificioes 100% autosuficiente en energa y es ocupado por el
Laboratorio Nacional de Energa y Geologa,LNEG, antiguo INETI, en el
que es Director el Dr. Helder Goncalves.Optimizacin de la
envolvente; Solar Fotovoltaico; Calentamiento Solar Pasivo;
EnfriamientoPasivo (tubos por el suelo): Solar activo: Ventilacin
Natural e Iluminacin Natural.
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Fig. 9 Representacin de la concepcin de la envolvente e
infraestructura energtica
Fig. 10 Arreglo de lazoconvectivo para calentarun ambiente
interioraprovechando el calorresidual de mdulos FV.La circulacin
inversarefrigera el ambiente en elverano.
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Fig. 11 Ventilacin a travs de tubos en el subsuelo
Fig. 12 Pared compuesta y flujos de calor conductivo y
convectivos
U = 1/RtU en W/m2KRt = e/k
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Fig. 14 Tendencia de los flujos de calor en el invierno.
Fig. 13 Forma de administracintcnica de la radiacin solar y
suefecto calrico en el ambienteinterior
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Fig. 15 Tendencia de los flujos de calor en el verano.
Fig. 16 Uso de elementos naturales (plantas) para mejorar un
ambiente interior
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2. 5 LOS MATERIALES DE CONSTRUCCINEl uso de materiales cuyo
coste medioambiental sea mnimo, se antoja como uno de los
objetivosque deben primar en toda construccin sostenible. No
resulta fcil cumplir con esta exigencia yaque los productos y modos
de hacer que en la actualidad nutren mayoritariamente el mercado
dela construccin, no estn inspirados en principios de respecto al
entorno.Es preciso observar que para evaluar la conveniencia o no
de la utilizacin de determinadomaterial, es preciso desarrollar
herramientas que pongan en la balanza todos los procesos a losque
se ve sometido y poder juzgar con ello. Partiendo de la base de que
no hay material inocuopuro, se trata de trabajar con aquellos que
menos impacto causen, e incentivar tcnicas quepermitan obtener las
mejores prestaciones con la menor carga contaminante posible.Para
ello, se han desarrollado una serie de conceptos y herramientas
asociadas, que nos permitentipificar el comportamiento
medioambiental de los distintos elementos y tener nocin de
losriesgos o beneficios que se obtienen de su utilizacin. El mas
interesante es el ACV (Anlisis deCiclo de Vida) definido (segn ISO
14040) como:una tcnica para determinar los aspectos ambientales e
impactos potenciales asociados con unproducto, compilando un
inventario de entradas y salidas relevantes del sistema, evaluando
losimpactos ambientales asociados a esas entradas y salidas, e
interpretando los resultados de lasfases de inventario e impacto en
relacin con los objetivos del estudio.es decir, el control de un
determinado producto o sistema, desde la cuna a la tumba,
evaluandoel impacto medioambiental que produce (y aqu estn
incluidos los componentes txicos emitidos,la interaccin con el
medio y el consumo energtico en cada una de las fases
contempladas)tanto en la extraccin de la materia prima (cuna), como
en su transporte, fabricacin,manipulacin, uso, demolicin y gestin
como residuo (tumba).2.6 LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS (solo se hace
mencin)2.7 LA COMODIDAD TRMICALa comodidad trmica depende de muchos
factores que se explican muy bien en la publicacinque lleva,
precisamente, ese nombre cuya referencia es, Bjrn Kvisgaard, con el
Titulo original:"Thermal Comfort",
http://www.innova.dk/books/thermal/thermal.htm ] Copyright
1997INNOVA Air Tech Instruments A/S, Denmark [Brel &Kjr];
Traduccin: Manuel Martn Monroy 2000. De esta publicacin se extrae
la relacin de los aspectos de importancia para los que seexpone
procedimientos para evaluar el ambiente trmico y mtodos aplicados
para su medida.Son los que se relata seguidamente.
1. Qu es la Comodidad Trmica?2. Cmo se regula la Temperatura de
Cuerpo?3. Cmo evala el hombre el Ambiente Trmico? Condiciones
bsicas para la Comodidad
Trmica La Ecuacin de Comodidad
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4. Estimacin del Nivel Metablico MET Estimacin del Nivel de Ropa
CLO5. Qu parmetros se deben medir?6. Qu es la Temperatura Radiante
Media y como se mide?7. Qu es la Temperatura Operativa, Equivalente
y Efectiva?8. La Temperatura Operativa y Equivalente pueden medirse
directamente9. Cmo crear Comodidad Trmica10. Las escalas PMV y
PPD11. La incomodidad Trmica Local12. Corrientes de aire13.
Evaluacin de Corrientes de Aire14. Asimetra de la Radiacin Trmica
Diferencia Vertical de Temperatura del Aire
Temperatura del Suelo15. Cmo se realiza la medicin de un lugar
de trabajo. Como se evala la Calidad Trmica de
un local
Bibliografa Recomendada
Apndices:A: Clculo de la Prdida de Calor Seco HB: Ecuaciones de
Balance de Calor, Comodidad y PMV C: Tabla de Niveles Metablicos
MetD: Tabla de Niveles de ropa CloE: Clculo de Temperatura Radiante
MediaF: Clculo de Temperatura Radiante Plana y Temperatura
Operativa. Nomenclatura
Nota del autor: Por la importancia de todos y cada uno de estos
factores se incluye como anexo alpresente informe el artculo citado
en toda su extensin.
De este contexto se destaca el Balance Trmico entre la persona y
el medio, considerando que elintercambio trmico se puede analizar
como un estado de cuentas en el que el saldo final debe sercero
para que todo marche bien. Entonces se dice que el balance trmico
entre el individuo y suentorno est en equilibrio. La persona, como
todo cuerpo (slido, lquido o gaseoso),constantemente emite calor
hacia el medio y, a su vez, constantemente es receptor del calorque
emiten los dems cuerpos.
El hombre gana calor por las siguientes vas:1. Por su
metabolismo (M), determinado por su metabolismo basal y la
actividad que realice.2. Por radiacin de calor (R), que recibe de
los cuerpos de su entorno.3. Por conveccin (C), al recibir calor
del aire (o agua) que est en contacto con l.4. Por la respiracin
(Res), al inspirar aire caliente cuya temperatura est por encima de
sutemperatura corporal.5. Por conduccin (K), al recibir calor de
los cuerpos slidos que estn en contacto directo con l.
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A su vez, el hombre pierde calor por las siguientes vas:1. Por
radiacin de calor (R), que emite hacia los cuerpos de su entorno.2.
Por conveccin (C), al entregar calor al aire que est en contacto
con l.3. Por la respiracin (Res), al espirar el aire durante la
respiracin y el jadeo.4. Por trabajo externo (W), al realizar una
actividad con un trabajo externo positivo.5. Por evaporacin del
sudor (E), al entregarle calor al sudor para que ste pueda
evaporarse.6. Por conduccin (Cd), al entregar calor a los cuerpos
slidos que estn en contacto directo conl.
El balance final se expresara as:
M W R C Cd Res E = ADonde A sera el saldo final, es decir, el
calor acumulado (si A>0), o perdido (si A 0 , desequilibrio por
condiciones crticas por calor,4) M R C < 0, desequilibrio por
condiciones crticas por fro.
Qu parmetros se deben medir?Cuandose mide el ambiente trmico de
una habitacin es importante recordar que el hombre nopuede sentir
la temperatura del local, sino el calor que pierde su cuerpo. Los
parmetros que sedeben medir son aquellos que afectan a la prdida de
energa.Las seis variables que definen la interrelacin entre la
persona y el ambiente trmico son lassiguientes:
1) la temperatura del aire,2) la temperatura radiante,
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3) la humedad del aire,4) la velocidad del aire,5) la actividad
desarrollada,6) la vestimenta,Las cuatro primeras las aporta el
entorno y las dos segundas la persona.Vindose la importancia del
confort trmico en la vida de las personas, ha habido y hayestudios
que tratan de cuantificar esta sensacin; esto a travs de
indicadores de conforttrmico. Esto nos permite saber si
probablemente una persona expuesta a cierto rango detemperatura y
humedad ambientales (y a otras condiciones trmicas), sienta
sensacin deconfort. En consecuencia se define: zona de confort;
como el intervalo de temperaturas yhumedades en las cuales el
humano presenta el mnimo esfuerzo para disipar el calor que
genera.Ejemplos de mtodos para estimar o calcular condiciones de
confort:AuliciemsEste mtodo se resume en la siguiente relacin: Tn =
17.6 + 0.31 x Tm , dnde:Tn = temperatura neutral, aquella en la
cual una persona siente confort trmicoTm = Temperatura promedio
mensual exterior
Givoni
Fig. 17 carta bioclimtica de Givoni
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Baruch Givoni es un arquitecto israel. En la actualidad uno de
los especialistas en Arquitecturabioclimtica ms reconocidos del
mundo. Principalmente a partir de la publicacin en 1969 por
laprestigiosa editorial Elsevier del libro "Man, Climate and
Architecture" (Hombre, clima yarquitectura).Givoni es arquitecto,
magister en Higiene y Ph.D en Salud Pblica. Se desempea como
profesor einvestigador del Building Research Station en el Technion
del Israel Institute of Technology.La figura muestra el Climograma
de B. Givoni aplicado a los climas hmedos de la Argentina.
Seindican desde un clima muy clido a uno muy fro (Posadas,
Misiones; La Plata,Buenos Aires y RoGrande, Tierra del Fuego. Del
climograma se pueden extraer pautas diseo bioclimtico para
unaarquitectura sustentable.A lo largo de 365 pginas plantea la
relacin entre el confort humano, el clima y la
arquitectura.Entendiendo arquitectura como el edificio que contiene
y protege al hombre y sus actividades. Paraesto su trabajo llega a
la sntesis en un climograma realizado sobre un Diagrama
psicromtricodonde traza una zona de confort higrotrmico para
invierno y verano. Luego propone otras zonasdonde es posible
alcanzar el confort mediante la incorporacin y/o aplicacin de
Estrategias dediseo pasivo. Avanza en los trabajos realizados por
los hermanos Olgyay y Edward Mazria.Fuera de estas zonas se vuelve
necesario el uso de sistemas termomecnicos de
acondicionamientoambiental sea para calefaccin como para
refrigeracin.Su trabajo fue principalmente dirigido para hombres y
mujeres caucsicos en clima moderado. Enfuncin de esto a mediados de
los aos `70 visita Brasil y elabora un climograma corregido
parazonas tropicales y subtropicales.Su modelo permite, mediante la
insercin en el climograma de valores de temperatura y humedadmedios
mensuales, trazar las caractersticas bioclimticas de un sitio. Pero
ms importante es, quede su interpretacin, sugiere estrategias de
diseo con el cual resolver un proyecto edilicio a fin demantenerlo
en confort sin uso de energa adicional a la del sol, el viento, las
temperaturas da -noche y la humedad ambiente.En el Captulo 16
expone sus clebres Cartas bioclimticas edilicias tambin conocidas
como"climogramas de Givoni"(Building bioclimatic chart), utilizadas
por la mayora de los arquitectosbioclimticos del mundo para
presentar sus edificios.Supera a los modelos de Mahonny y Olgyay;
ya que da recomendaciones de diseo edilicio.Recientemente Evans
present en ASADES`2007 una versin mejorada del modelo de Mahonny
yKoenisberg de los cuales fue discpulo. Solo el tiempo dir si los
bioclimticos del mundo adoptansu propuesta.Paradjicamente este
libro nunca fue traducido al castellano y se encuentra en su versin
en inglsen la mayora de las facultades y escuelas de Arquitectura
en Iberoamrica.
Fuente,http://es.wikipedia.org/wiki/Baruch_Givoni
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2.8 EJEMPLOS NOTABLES DE EDIFICACIONES BIOCLIMTICAS
La Hearst Tower o la Torre Hearst en la Ciudad de NuevaYork,
Nueva York est localizado en 300 West 57thStreet en 8th Avenue,
cerca de Columbus Circle. Es lasede mundial de Hearst Corporation,
que rene porprimera vez sus numerosas publicaciones y empresas
decomunicaciones bajo un mismo techo, incluyendoCosmopolitan, Good
Housekeeping y San FranciscoChronicle, por nombrar algunas.La
antigua sede de seis pisos fue encargado por elfundador William
Randolph Hearst y otorgado alarquitecto Joseph Urban. El edificio
fue completado en1928 a un costo de $2 millones y abarcaba un rea
de40.000 pies (3.716,12 m). La fachada original dehormign
prefabricado ha sido preservado en el nuevodiseo, designado por la
Comisin de Preservacin de
Iconos de la Ciudad de Nueva York. Originalmente construido como
la base para un proyecto derascacielos, la construccin de la torre
fue pospuesta debido a la Gran Depresin. La nueva torrefue
completada despus de ochenta aos, y el 4 de mayo de 2006 alrededor
de dos miltrabajadores de Hearst se movieron a la nueva torre.1La
torre fue diseada por el arquitecto Norman Foster, la ingeniera
estructural fue hecha por WSPCantor Seinuk y construida por Turner
construction es una torre de 46 niveles con una altura de182 m (597
ft) con 80,000 m (856,000 ft) de espacio de oficina. La forma rara
triangular (tambinconocido como un estructura diagonal) requiri
9,500 toneladas mtricas (10,480 toneladas) deacero segn se inform
la torre us 20% menos de acero que un marco convencional. La
TorreHearst fue el primer rascacielos en construirse despus de los
Ataques del 11 de Septiembre de2001 en la ciudad de Nueva York. El
edificio recibi en el 2006 el premio Emporis SkyscraperAward,2
citndolo como el mejor rascacielos en ser completado ese ao en el
mundo.La Torre Hearst es el primer rascacielos verde completado en
la ciudad de Nueva York, con unnmero de consideraciones
medioambientales construidos en el plan. El edificio fue
construidousando 80% de acero reciclado. En general, el edificio ha
sido diseado para utilizar un 25% menosde energa que los requisitos
mnimos para la ciudad de Nueva York, y gan una designacin deoro del
programa LEED del Building Council.La Torre Commerzbank
(Commerzbank Tower) es un rascacielos ubicado en la ciudad
deFrncfort, Alemania. Fue diseada por Foster and Partners, y
construida entre 1994 y 1996 por laconstructora Hochtief. Fue la
torre ms alta de Europa, superando a la cercana
Messeturm.Actualmente se sita en la segunda posicin, superada
solamente por el Palacio del Triunfo enMosc. Es el edificio ms alto
de la Unin Europea.
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Espinoza 25.06.2012 Pg. II-30
CaractersticasCon una altura de 259 metros y 56 plantas, el
edificiocuenta con 121.000 metros cuadrados de superficie
quealberga las oficinas de Commerzbank. La torre incluye untotal de
9 jardines a diferentes alturas, y un ingeniososistema de luz
natural en todas las oficinas,introducindose por el atrio central
del edificio. Fuediseado por Norman Foster y sus socios. La
construccindel edificio fue iniciada en 1994 y se
necesitaronsolamente tres aos para su finalizacin. En suconstruccin
se emplearon ms de 18.000 toneladas deacero, y en los momentos de
mayor actividad llegaron atrabajar ms de 800 personas
simultneamente
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Espinoza 25.06.2012 Pg. III-1
III. ARQUITECTURA BIOCLIMTICA EN EL PER
La informacin que contiene esta parte del presente trabajo es
una muestra bastante representativade lo avanzado en el Per en el
campo de la arquitectura bioclimtica, se hace referencia
arealizaciones principales de las que se tuvo conocimiento. Sin
duda varias otras no fueron alcanzadaspor nuestra bsqueda y habr un
gran nmero de edificaciones con caractersticas bioclimticas quepor
su carcter de ser privadas o alejadas y dispersas no estn incluidas
aqu. En este contextopresentamos en primer lugar una serie de
referencias especficas de edificaciones bioclimticas,resea tomada
de la obra EVALUACIN EXPERIMENTAL DE CAMBIOS CONSTRUCTIVOS
PARALOGRAR CONFORT TRMICO EN UNA VIVIENDA ALTOANDINA DEL PER, de
Fredy Alonso HuayllaRoque, tesis de competencia profesional
sustentada en la facultad de ciencias de la UNI el ao 2010.En
segundo lugar una apreciacin conceptual y global de la experiencia
peruana elaborada porRaquel Barrionuevo de Machicao y Rafael
Espinoza Paredes de la Facultad de ArquitecturaUrbanismo y Artes y
del Centro de Energas Renovables, respectivamente, de la UNI,
artculopublicado con el ttulo EDIFICACIONES BIOCLIMTICAS EN EL PER
en el ao 2005 y, finalmente, unaserie fotogrfica de algunas otras
edificaciones no citadas en estas dos primeras partes recopiladas
alo largo de los ltimos 6 a 8 aos.3.1 ANTECEDENTES NOTABLES EN EL
PERA. Casa solar ubicada en Juli en la provincia de Chucuito -
Puno
Esta casa solar, ubicada en Juli, capital de la provincia de
Chucuito perteneciente a la regin Puno,fue concluida en mayo del
2005. Esta vivienda fue iniciativa de la ONG suiza Missione
BetlemmeImmensee. El rea de la vivienda es aproximadamente 88 m
(13.6m x 6.5m aproximadamente) y losespacios identificados son: un
dormitorio, una sala-comedor, una salita de trabajo (estos
ambientesestn uno a continuacin de otro a lo largo de un rea
rectangular), un bao, un invernadero(adosado a un ambiente) y un
invernadero pequeo (el cual se atraviesa para ingresar a la
viviendapor la puerta principal). Dentro de las caractersticas de
esta vivienda se pueden identificar: paredesaisladas trmicamente
(adobe espacio de aire adobe), techo de calamina metlica
(fierrogalvanizado) a una sola agua orientado hacia el norte, cielo
raso o falso techo de triplay (que juega elrol de aislar
trmicamente el techo), pisos aislados trmicamente (piedra espacio
de aire y unaconfiguracin de estera, barro, tijerales y tablas
machihembradas), claraboyas traslcidas en eltecho y el cielo raso
(para permitir el ingreso de radiacin solar directa); estas ltimas
se cierran de
Fig. 18 Casa en Juli,Puno
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Espinoza 25.06.2012 Pg. III-2
noche mediante un sistema de cubierta con canales deslizantes.
Los invernaderos adosados aambientes de la vivienda funcionan como
fuente de calor y prevencin del ingreso de corrientes frasde aire,
adicionndose ductos de intercambio de aire entre invernadero y
ambientes de la vivienda.Adems, se instal una terma solar del tipo
bolsa, para obtener agua caliente.
Fig. 19 A la izquierda se observa la cada del techo y el
invernadero en la entrada, a la derecha lasclaraboyas. Abajo: a la
izquierda el invernadero adosado a la vivienda, a la derecha
detalle delaislamiento de los muro..B. Casa solar ubicada en la
provincia de EspinarCuscoEsta vivienda solar activa adecuada para
el medio rural de la sierra peruana tambin fue construidapor la
misin Betlemme Immensee (ONG suiza) y Taller Inti en el 2006, en la
provincia de Espinar,regin Cusco. Es una vivienda de un rea de 8.40
m x 6.05m, la cual se distribuye en 4 espacioshabitables.
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Espinoza 25.06.2012 Pg. III-3
Algunas de las caractersticas de la vivienda es que posee pisos
aislados trmicamente (usando unacama de piedras y tablas de madera
machihembrada), el techo es de calamina metlica a una solaagua
orientado hacia el norte, adems tiene un falso techo para procurar
el aislamiento trmico.Adicionalmente se habilitaron claraboyas
traslcidas en el techo para permitir el ingreso directo dela
radiacin solar. En la parte central de la vivienda se tiene un fogn
mejorado que adems de serms eficiente, es una fuente directa para
el calentamiento del aire. Tambin posee una terma solardel tipo
bolsa y un sistema fotovoltaico.A diferencia de otros casos, en
este estudio se muestran temperaturas medidas del aire al
interiorde la vivienda (mostrndose un incremento considerable,
mnimos de 14C), tambin muestran losefectos cuando el fogn aporta
energa y cuando no lo hace. No obstante, no se especifica a
quambiente corresponden las temperaturas mostradas quedando la duda
de si dichas temperaturasson parecidas en los ambientes alejados al
fogn.
Fig. 20 A la izquierda, fachada de la casa solar de Espinar; a
la derecha, se muestra el detalle de lasclaraboyas instaladas en el
falso techo y sus respectivas cubiertas.
Fig. 19 A la izq.:cocina mejorada; ala derecha: detalledel
aislamiento delsuelo y vistapanormica delinterior de
lavivienda.
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C. Trabajo del Grupo de apoyo al sector rural de la PUCP en el
distrito de Langui, provincia de Canas CuscoEn el ao 2008 el Grupo
de Apoyo al Sector Rural de la PUCP realiz en la comunidad de
Langui,ubicada en el distrito del mismo nombre, y en otras
comunidades cercanas, modificacionesconstructivas a las viviendas
de las comunidades con la finalidad de lograr ambientes ms clidos
enel interior de las casas, consistieron principalmente de:
aislamiento del techo (colocndose un cieloraso de tela), sellado de
marcos de puertas y ventanas y renovacin de estos, instalacin de
murosTrombe en las paredes orientadas al norte.
D. Casa solar en el distrito de Santo Toms, provincia de
Chumbivilcas CuscoRecientemente, en este ao 2009, se construy una
casa solar en el distrito de Santo Toms ubicadoen la provincia de
Chumbivilcas, regin Cusco. Dentro del marco del proyecto de Energa
Solar Programa de Empleo y Juventud de la prelatura de Sicuani. Los
ambientes que conforman la viviendason: dos habitaciones, una
sala-comedor, una cocina y un bao. Alguna de las caractersticas de
estavivienda son: dobles muros aislantes trmicos (adobe espacio de
aire de 5 cm adobe), techo decalamina metlica a una sola agua,
cielo raso de estera, barro y paja (que funciona como
aislamientotrmico), tambin se habilitaron claraboyas traslcidas en
el techo y en el cielo raso para permitir elingreso directo de la
radiacin solar; posee un invernadero adosado a un muro de la
vivienda y unfogn mejorado ubicado en el centro de la casa, el cual
se convierte en una fuente de calor directa.Adicionalmente se
instal una terma solar del tipo bolsa y un sistema
fotovoltaico.
Fig. 20Calefactores concubierta deplstico adosadosa las
viviendas,una variante delmuro trombe.
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Fig. 21 Arriba: a la izquierda la casa solar, a la derecha
detalle de la claraboya en el techo y en elcielo raso. Abajo: a la
izquierda el invernadero adosado a la vivienda, a la derecha
detalle del doblemuro aislante trmico.2.8 ESPACIO CLIMTICO
PERUANOPer es un pas con un territorio de caractersticas climticas
y ecolgicas distintas en toda suextensin, con ocurrencia frecuente
de desastres naturales: sismos, muchas veces severos, laperidica
presencia de El Nio, lluvias torrenciales, aluviones, sequas. Tiene
tambin diferentesculturas, as como graves problemas sociales y
econmicos. La tarea de construir en el Per ylas tecnologas
apropiadas a utilizar estn ntimamente ligadas a esa realidad.
La franja estrecha de la costa (va de 50 a 100 km de ancho y
2.560 km de longitud)representa el 11% de la superficie total del
pas. Es desrtica en su mayor parte, tiene lluviasmuy finas, salvo
la costa norte que, por la presencia de El Nio, tiene pocas de
lluviasintensas; adems es donde los sismos son ms frecuentes e
intensos. En la costa est asentadala mayor parte de la poblacin
urbana del pas y ah se encuentra Lima, capital del Per.
Sutemperatura flucta entre 15C en invierno y 35C en verano.
La sierra est formada por la Cordillera de los Andes, que va de
sur-este a nor-oeste, a todo lolargo del pas. Forma en su recorrido
laderas y valles interandinos, donde los sismos son demenor
intensidad y menos frecuentes. Cubre un 26% del territorio
nacional. Sus altitudes estnentre 1200 m a 6600 m sobre el nivel
del mar, su ancho es de 120 km al norte y al sur llega atener 300
km. Su clima es variable, con temperaturas que varan de 6C a 16C;
sobre los 4500m, la temperatura es glacial. La lluvia es intensa,
sobre todo entre los meses de diciembre aabril (verano); sobre los
3000 m cae nieve y granizo.
La selva, que ocupa una significativa rea del territorio (63%),
tiene ros caudalosos, lluviasintensas y frecuentes, especialmente
los cuatro primeros meses del ao, con una intensidadentre 2000 mm a
4000 mm por ao, en las zonas altas llega hasta 7000 mm. La
temperatura vade 16C a 35C, tiene un recurso maderero importante,
an hasta ahora no muy explotadopara la construccin. El clima es
caluroso y la humedad es alta.
MUESTRAS DE TCNICAS BIOCLIMTICAS ANCESTRALESArquitectura
antiguaLa variedad de climas hace indispensable el diseo
bioclimtico. Ha sido interesanteconstatar que, a lo largo de toda
la costa peruana, al igual que las antiguas casonasvirreynales que
tuvieron en cuenta las condiciones de climatizacin, los pobladores
han copiado
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los elementos (aleros, teatinas y otros similares) que les
asegure confort, protegindosedel soleamiento, la lluvia, los
vientos y buscando la ventilacin e iluminacin naturales.
Fig. 23 La ilustracin muestra cuatro tipos de casas en el
departamento de Tumbes, costa norte peruanalimtrofe con el Ecuador.
En orden de izquierda a derecha aparece la casa campesina seguida
por las de playa,luego una casa con portales y, finalmente, otra
con variante cerrada y abierta en segundo piso. Las paredesgruesas
y el techo a dos aguas de bamb, revestidos con barro, los espacios
abiertos en el frente y lavegetacin trabajan como amortiguadores
trmicos en esta zona calurosa.
Fig. 24 La ilustracin muestra otros cuatro tipos de casas
costeras que, adems de contar con elementosarquitectnicos en sus
frentes, tambin los tienen en sus techos, para iluminacin y
ventilacin. Estastipologas corresponden al departamento de
Lambayeque aproximadamente 300 km al sur de Tumbes ylas imgenes
representan, de izquierda a derecha, una casa chalet, una cerrada,
una rural y una casapatio.
Tambin se encuentra elementos o aplicaciones arquitectnicas
tendientes a contrarrestarcondiciones climticas adversas en la
regin de la sierra del Per, en lugares en donde latemperatura del
ambiente desciende por debajo de la de congelamiento en la
estacininvernal.
En dichos lugares es caracterstico el uso del adobe para las
edificaciones formando muros gruesosy falsos techos interiores que
evitan el enfriamiento nocturno excesivo a travs de los techos ados
aguas construidos con planchas metlicas ondeadas conocidas como
calaminas.
Adems de estas evidencias bioclimticas, en muchas viviendas
rurales del Per,particularmente en el altiplano (4000 msnm) se han
instalado sistemas fotovoltaicosdomiciliarios (SFD) con el fin de
dotar a sus habitantes de electricidad para iluminacin,comunicacin
y distraccin, contribuyendo de esa manera con el mejoramiento
integral de suscondiciones de vida.
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Fig. 25 Las fotografas mostradas en esta figura reproducen
detalles de casas rurales de la isla Taquile dellago Titicaca del
departamento de Puno (3800msnm). La de la izquierda permite
apreciar el grosos delos muros de adobe con que se construyen y
ventanas pequeas; la de la derecha muestra el interior dela casa,
el dormitorio, y deja apreciar el falso techo. Muros gruesos,
ventanas pequeas y falso techo,proveen a la vivienda de mejores
condiciones de confort respecto a la temperatura. Puede
apreciarsetambin, el mdulo fotovoltaico (izquierda) y la lmpara
interior (derecha), partes componentes del SFDinstalado.
EDIFICACIONES CON CARACTERSTICAS BIOCLIMTICASArquitectura
recienteEn la bsqueda de edificaciones con caractersticas
bioclimticas hechas en el Per, limitadapor razones de tiempo,
distancia y aparente ausencia de publicaciones que las hayan
difundidoen algn momento, hemos localizado algunas que contienen
elementos, formas y materialesque sugieren ser resultado de un
proyecto arquitectnico de tipo bioclimtico. Esta impresinno ha
podido ser documentada apropiadamente de manera que nos permita
descripcionestcnicas ms precisas que corroboren la intencin del
proyectista. No obstante, incluimosreferencias grficas de ellas
porque representan y demuestran cierta continuidadcronolgica de la
actividad arquitectnica bioclimtica en el Per.
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Fig. 26 Las imgenes mostradas corresponden al Hotel Los Horcones
ubicado en eldepartamento de Lambayeque, en la costa norte del Per.
Los esquemas de la izquierda detallan algunascaractersticas de las
tcnicas previstas para mejorar el confort trmico de la edificacin
por efecto delrecorrido natural del viento. Las fotografas de la
derecha muestran, (arriba) la antesala parcialmentesoleada por
efecto de la estructura de cubierta prevista para ese efecto. La
vista inferior corresponde alfrontis del hotel y acceso a la
antesala.
ArquitecturamodernaOtras dos edificaciones identificadas son la
biblioteca y auditorio de la UniversidadNacional de Puno y el Hotel
Atahualpa del Cusco. En el primer caso (Horn, 2005), se
percibencaractersticas arquitectnicas bioclimticas en todo el
volumen de la edificacin, mientras queen el otro, se trata de un
acondicionamiento de un ambiente interior generando
efectoinvernadero con una cubierta de policarbonato que encierra el
espacio abierto de un patio. Enambos casos, se comprueba el efecto
trmico favorable que mantiene la temperatura interioren niveles de
confort mientras la exterior es tpicamente fra para el medio.
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CARACTERIZACIN DE EDIFICACIONES BIOCLIMTICASEn esta seccin
describimos (4) edificaciones diseadas y construidas con
caractersticasbioclimticas que van desde materiales adecuados hasta
orientacin precisa, pasando porformas y elementos estructurales
especial y atinadamente incluidos para crear conforttrmico, lumnico
y acstico en todos los das del ao con presencia del sol.
Seguidamentedescribimos someramente cada una de ellas.
Facultad de DerechoEl Campus de la Universidad Privada Antenor
Orrego se ubica en la Urb. Monserrate de la ciudadde Trujillo,
aproximadamente 800 km al norte de Lima. All se construy en 1996 el
edificio quealberga locales administrativos y acadmicos de la
Facultad de Derecho, techando 4 052 m2distribuidos en cuatro (4)
niveles.
El edificio ha sido diseado y construido con caractersticas
bioclimticas, el equipo dearquitectos proyectistas fue Alberto
Barba, Armando Li, Guillermo Malca y Manuel Namocquienes
desarrollaron una conceptualizacin arquitectnica con el fin de
dotar a cada ambiente,conjunto de ambientes, como salas de lectura
por ejemplo y al volumen habitable en suconjunto, de un definido
confort termo-lumnico. Algunas de sus caractersticas msimportantes
son las siguientes.
1. Todas las aulas tienen ventanas de 2.3 m de alto (sin dintel)
y alfeizar de 1 mt., tanto en susfrentes exteriores como en los
interiores. Esto mejora notablemente las condiciones lumnicas yde
ventilacin natural. Todas la ventanas de aulas estn protegidas del
soleamiento deVerano (al sur) y de Invierno (al norte) por volmenes
y parasoles verticales.
2. Sala de reuniones importantes, de altura y media, con doble
teatina y claraboya para lograrexcelente iluminacin
3. Los ambientes en degrad del 2 al 4 pisos tienen dobles
teatinas para iluminar de modohomogneo los planos de trabajo.
4. Pasadizos que generan la forma de ductos-jardn proveen
ventilacin e iluminacin ypermiten vanos bajos y grandes en las
fachadas interiores de los volmenes
5. Una gran claraboya cilndrica permite iluminar los tres
niveles superiores en donde seencuentra un centro de
documentacin.
TemploMara AuxiliadoraEn esta misma ciudad, el Arq. Guillermo
Malca Orbegozo, desarroll un proyectoarquitectnico con el fin de
configurar un ambiente apropiado para celebrar oficiosreligiosos,
conjugando los requisitos inherentes a esta funcin con las
caractersticasderivadas de la concepcin bioclimtica.
El rea techada fue 425 m2 dentro de un rea libre (parque) de 4
000 m2, la obra quedconcluida en 1998 y la conceptualizacin
arquitectnica permiti lograr confort trmico-acstico-lumnico.
Algunas de sus principales caractersticas son las siguientes.
1. El volumen-espacio est organizado en tres cuerpos
ascendentes, desde el ingreso hasta elaltar, lo cual genera en los
usuarios la sensacin de avanzar hacia lo Divino.
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Los tres cuerpos se conectan entre s (en paredes y techos) por
aberturas de separacintipificadas como vanos para iluminacin y
ventilacin naturales. Los muros y techosseparados de cada uno de
los tres cuerpos del Templo, permiten entrada tamizada de luz
queapunta siempre al Altar. Se genera un relajante degrad lumnico
en las paredes y techosadyacentes a las aberturas.
2. El Templo est ubicado en la esquina oeste del parque. El
ingreso principal da al centrogeomtrico del parque, lo cual queda
equidistante a todos los vecinos del entorno. Suubicacin no
perturba la dinmica recreativa original del parque.
3. Su eje longitudinal coincide con la orientacin este-oeste.
Esto permite que todos los dassoleados del ao, los rayos solares
atraviesen el vidrio catedral de los techos que miran al este
yaporten iluminacin dirigida al Altar ubicado en la esquina
Oeste.NO generan sombra propia ni arrojada (figuras 1, 2 y 3)
4. En los vanos ubicados entre techos se ha alternado paos de
vidrio catedral y vacos, paralograr adecuada ventilacin cruzada
alta. Esta permite renovar el aire caliente y viciado quesube al
techo por conveccin natural, cuando hay aglomeracin de gente.Los
vientos llegan del Sur y del Sur-Este. Los vanos en las paredes
tienen paos que puedenbatir a gusto de los usuarios.
5. Los diferentes planos interiores del Templo tienen distintos
niveles de iluminancia yluminancia. El objetivo de la iluminacin
natural es jerarquizar un espacio y concitar yconcentrar el inters
en l. El espacio jerarquizado es el Altar, donde se ha logrado el
mximonivel lumnico separando los planos de fondo del resto del
Templo, para lograr entrada de luzen todo su permetro.
Albergue rural SuasiEn 1998 se construy un albergue en la isla
Suasi en el Lago Titikaka, dotado conequipamiento con tecnologa
solar; el primer hospedaje verdaderamente ecolgico del Per:no
solamente se consider y respet las caractersticas del medio
ambiente para el diseo y suconstruccin, sino prcticamente toda la
demanda energtica del albergue fue suministrada porenerga solar. La
electricidad requerida para iluminacin, TV, computacin ,
refrigeraciny otros, est cubierta por paneles fotovoltaicos. Para
tener disponible agua caliente se haninstalado termas solares y
para la coccin de los alimentos se usa mayormente tres
cocinassolares tipo concentradores parablicos. El Per es uno de los
pases de mayor potencial solar ennuestro continente, ventaja
competitiva que se esta aprovechando para impulsar el
ecoturismo(Horn y Giraldo, 2000).
La isla Suasi es un pequeo y singular exponente de la geografa
lacustre, ubicada en lavertiente noreste, la de mayor belleza
paisajista, del Lago Titikaka (a los Puneos les gustaescribir
Titikaka en vez de Titicaca). Se encuentra a 1 km de la orilla,
cerca de la comunidadCambra y de la frontera con Bolivia, a 15 km
de la ciudad de Moho y a 115 km del aeropuertode Juliaca.
En la poca3 Suasi fue un espacio privado, protegido para
promover la defensa delecosistema, 43 hectreas de quietud donde en
armonioso equilibrio conviven lo silvestre y locultivado, lo propio
y lo adquirido, lo espontneo y lo planificado. Suasi es un
espacio
3 En este artculo se narra las caractersticas del albergue Suasi
desde su construccin hasta
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antes del cambio de administracin producido hace 2 3 aos.
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de vida armnica entre hombre y naturaleza, memoria y cambio,
necesidad y satisfaccin,usufructo y reserva, realizacin y utopa
(Horn y Giraldo, 2000).
El Lago Titicaca, de 8600 km2 a una altura de 3800 msnm., lago
navegable ms alto del mundo,cumple una funcin termorreguladora a
travs de su espejo de agua, que capta la esplndidaradiacin solar,
haciendo que el fro de casi cuatro mil metros de altura sea
atemperado yflorezca la vida en todas las formas. Algunas de sus
caractersticas principales son lassiguientes.
1. Los materiales usados son mayormente del mismo lugar. El
albergue tiene capacidad para 30personas, cada habitacin tiene bao
privado con agua caliente.
Fig. 26 La vista muestra el lado frontal del albergue rural
Suasi, puede apreciarse la ubicacin de ventanas yparasoles que
atenan el calentamiento excesivo por la excelente radiacin solar de
la zona. Tambin seaprecia el uso de materiales autctonos que
contribuyen con el equilibrio naturaleza-artifialeza en pro
delconfort ambiental integral.
2. Toda la demanda energtica del albergue est cubierta por la
energa solar nico en el Per yatraccin especial para el turista con
sensibilidad ecolgica. Se estima que la demanda totalde energa
elctrica del albergue (sin considerar el bombeo de agua), en caso
de estarpermanentemente ocupado por completo, sea de 9 kWh/da con
una potencia total de 3,4 kW;3,3 kWh/da de esta energa corresponden
a iluminacin y 5,7 kWh/da a otros consumos, enespecial a 2
televisores, 2 computadoras, una refrigeradora y una
congeladora.
3. El promedio anual de la irradiacin solar sobre superficie
horizontal es de 6,0kWh/m2da. Tambin hay que considerar que la baja
temperatura ambiental (promediosmensuales: 6 -10C) resulta en una
alta eficiencia de los paneles fotovoltaicos. Se instal unsistema
de 1500 Wp (20 paneles solares de 75 W, conectados a 24 V DC) y un
banco debateras de 2250 Ah a 24 V (30 bateras de 150 Ah, 12 V, de
tipo solar, conectados a24 V).
4. La demanda diaria de agua del hotel (habitaciones, baos,
cocina, etc.) es estimada en 6 m3.Adicionalmente se requiere en la
temporada seca (abril - octubre) diariamente 2 - 4 m3 agua paralos
jardines. Para satisfacer esta demanda se usa agua del lago, que es
potable y de buenacalidad. Para tal fin se ha construido en la
playa, cerca a la orilla del lago, un pozo de 5,4 m deprofundidad
(debajo del nivel del lago) y de 1,5 m de dimetro, para que desde
el lago se lleneel pozo por filtracin. En el pozo se ha colocado
una bomba sumergible para bombear el aguaa una cisterna de 24 m3 en
la cima atrs del hotel, a 54 m encima del lago y a una distancia de
198m del pozo. Desde esta cisterna, donde el agua es tambin
clorificado, el agua es llevada porgravedad al hotel y los
jardines
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5. Para satisfacer los requerimientos de agua caliente
sanitaria, se instal 3 termas solares de 300litros y 4 m2 de
colector cada una y con lquido anticongelante en el circuito de los
colectoressolares y con intercambiadores de calor.
6. Para la coccin de los alimentos se usa mayormente tres
cocinas solares, modelo SK14 de EG-Solar (tambin hay fogones,
usando lea), son de tipo concentrador parablico con un dimetrode
1,3 m, con una estructura de fierro de construccin y lminas de
aluminio de alta reflectancia.
El centro virtual de salud de qotowinchoQotowincho es un pequeo
centro poblado, ubicado en la nica zona inhspita del hermoso
vallede Urubamba en Cusco, Per. All se asentaron 500 familias de
muy escasos recursos,busc