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LA CASA ALEMANA – LA INNOVACION ENERGETICA

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA

ENERGÉTICA EN EL TRÓPICO

Dra. Arq. María Eugenia Sosa Griffin

Instituto de Desarrollo Experimental de la Construcción

Facultad de Arquitectura y Urbanismo IDEC FAU UCV

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

El objetivo de la ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA, EN EL TRÓPICO es aprovechar la iluminación natural y hacer que las diferencias de temperaturas entre el exterior y el interior del edificio, estén atenuadas, a lo largo del año, (a pesar de la alta radiación diaria en el exterior), a fin de disminuir, así la intervención de sistemas mecánicos y eléctricos

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“La arquitectura bioclimática ha sido definida como el arte de crear una simbiosis entre el ambiente exterior, el edificio y la ocupación a fin de disminuir las carencias energéticas y de asegurar el confort, en particular el térmico en todas las estaciones” (RT,2005).

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA - Venezuela

• Hábitos inadecuados de la población (termostatos por debajo franja de confort, dejar luces y equipos encendidos, etc.)

• Arquitectura contemporánea inadecuada al clima tropical (desuso parasoles, patios interiores, romanillas, uso indiscriminado curtain wall , colores oscuros en fachadas, etc.)

Problemas a Nivel Diseño, Construcción y Operación de Viviendas y Edificios (IDEC-UCV 1999):

• Deficientes Regulaciones del Sector construcción (no se asegura la calidad y confort térmico lumínico con eficiencia energética de los espacios. importación de equipos de alto

consumo energético)

• Rehabilitación o Remodelación de edificios alterando su conceptos de diseno original, no realizada por profesionales o sin visión integral

Problemas a Nivel Diseño, Construcción y Operación de

Viviendas y Edificios (IDEC-UCV 1999):

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA - Venezuela

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA

Conceptos Claves:

Mejorar la Eficiencia Energética en edificaciones:

Aplicación de medidas adecuadas de diseño (arquitectónico y de instalaciones), tecnológicas, construcción, equipamiento, uso y operación del edificio para el ahorro de energía sin afectar el funcionamiento normal de las operaciones, ni disminuir el confort, la calidad de vida ni la productividad en el ciclo de vida de la edificación.

Distribución del consumo de energía por sistema de instalaciones en Venezuela

(oficinas)

Fuente: Datos de CAVEINEL(2000) citado en IDEC-Siem et al, 2002-

• Sistema de aire acondicionado constituye el 46%

• Sistema de iluminación artificial representa el 23%

• Ambos sistemas contemplan en total 69% de la demanda

Un edificio de oficinas con diseño bioclimático frecuentemente puede reducir el uso de la energía en un promedio de un 30% .

• « .. las oportunidades para mejorar la eficiencia energética ocurren en la primeras etapas del proceso de diseño cuando se toman las decisiones básicas” (Goulding, J.R. 1993)

•

• “De hecho, decisiones tomadas durante la fase conceptual del diseño tienen importantes influencias en la calidad del proyecto y tienen los menores costos asociados” (Marsh, 1999).

Clima CALIDO HUMEDO

• Alta Radiación Solar todo el año

• Elevada Humedad Relativa alrededor de 65 -75%

• Temperaturas cálidas moderadas

• Poca variación diaria de temperaturas entre día y la noche y en el año

• Dos periodos al año: Periodo seco y otro lluvioso con alta nubosidad y vientos con tendencias del noreste

Fuente: Sosa y Sierm “Manual de Diseno para Edificaciones

Energéticamente Eficiente en el Trópico (2004)

Definidas 5 Zonas climáticas en

función a la altitud y cercanía a

costas

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA

EDIFICACION Y EFICIENCIA ENERGETICA

Envolvente de la edificación:

Conjunto de componentes –techos, fachadas, paredes,

muros, ventanas, aberturas-que representan la frontera

entre la edificación y su entorno y a través del cual se

transfiere el calor, la humedad, el aire, la luz y los sonidos.

Balance Térmico Edificaciones

ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA EN EL TROPICO:

Acondicionamiento ACTIVO de EdificacionesLa Arquitectónica incorpora criterios de diseno y tecnológicos aptos al clima, aseguran do confort usuarios a través de:

• iluminación natural, • bloqueando cargas de calor

Hay un uso racional energía eléctrica y menor capacidad de equipos e instalaciones

Acondicionamiento PASIVO de EdificacionesLa Arquitectónica incorpora criterios de diseno aptos al clima, asegurando el confort de los

usuarios a través de:• ventilación e iluminación

natural, • bloqueando las cargas de calor.

Hay un mínimo uso de energía eléctrica

Consumo de Energía – Uso Edificación - Clima

Ciudad

MARACAIBO

O

Ciudad

CARACAS

Fuente Sosa Ma. E.– Tesis Doctoral FAU-UCV (20048)

“El Clima representa

un desafío al

arquitecto no

satisfecho con la

sustitución de un

equipo mecánico por

un buen diseño”

Arq. H. J. Cowan (1919-2007)

Ejemplos Arquitectura Eficiente Energéticamente

Acondicionamiento PASIVO

Ejemplos Arquitectura Eficiente Energéticamente

Acondicionamiento ACTIVO

Banco Central de Venezuela Arq. T. Sanabria

Ejemplos Arquitectura Eficiente Energéticamente

Acondicionamiento ACTIVO-PASIVO

Estrategias Arquitectónicas en el Trópico1. Aprovechamiento de la Iluminación Natural (Energía Solar

Lumínica)

2. Aprovechar la Ventilación Natural (Energía Eólica)

3. Bloqueo de la alta insolación Arquitectura Envolvente

4. Desarrollo de Técnicas pasivas :Incorporación a la arquitectura de equipos o accesorios (Energía térmica, solar lumínica y/o eólica)

• Tubos enterrados• Doble fachadas ventiladas• Ductos de iluminación

• Implantación y orientación• Vegetación y paisajismo• Parasoles, pantallas en ventanas y paredes Techos y paredes verdes• Tecnologías de vidrio Low-e• Selección materiales paredes y techos: Inercia térmica • colores claros o reflectivos en fachadas y techos

Fuente: E. .Lorenzo

Estrategias Arquitectónicas en el Trópico4.- Incorporación de equipos, tecnologías e instalaciones

eficientes energéticamente5.- Integración a la Arquitectura de equipos o sistemas

energías alternativas (ENERGIA POSITIVA)

• Energía Solar: Colectores: células fotovoltaica

• Energía Eólica: turbinas eólica

Estadio Solar TAIWAN TOYO ITO Rascacielos de Bahrain (Dubai)

Estrategias para Exteriores

Pinturas y acabados

exteriores

Fuente Sosa - Sierm “Manual de Diseno para

Edificaciones Energéticamente Eficiente en el

Trópico (2004)

Incorporar equipos e

instalaciones eficientes

energeticamentea

Estrategias Arquitectónicas

y Protectores Solares

Fuente Sosa/ Sierm “Manual de Diseno para Edificaciones energeticamente

eficiente en el tropico (2004)

TECHOS y FACHADAS VERDES

• Actúan como aislante térmico yreducen la temperatura en laedificación y se asegura mas elconfort usuario sobretodo enedificios de baja altura.

• Se reduce el consumo y costos deenergía eléctrica por aireacondicionado aprox. 30 - 35 %

• Se recupera espacio o áreas verdes.El espacio verde recuperado ayuda apurificar el aire y reducir los gasescontaminantes en el entorno.

• Se disminuye el efecto isla de calor en las ciudades.

• En términos de estética, el aspecto de la edificación gana.

.

FACHADAS DE VIDRIOS: TECNOLOGIA DE VIDRIO PARA EL TROPICO

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Tabla Nº 12

Tecnologias de Vidrios- Carga de Enfriamiento kwh/m2-

Ciudad Maracaibo

525456586062

6466687072

NO

RT

E

SU

R

ES

TE

OE

ST

E

NE

NO

SE

SO

50%Ventana vidrio simple claro 50%Ventana doble vidrio simple claro

50%Ventana vidrio simple bronce 50%Ventana vidrio simple Low-e

Tabla Nº 12

n

f

u

n

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g

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a

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V

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(

K

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m2

/

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.

C

Las ventanas con un vidrio simple de alta tecnología Low-e presentan resultados eficientes en especial en ESTE y OESTE para CARACAS y MARACAIBO

C.F.: Tesis Doctoral Maria Eugenia Sosa - Elaboración propia

• Vidrio simple claro 6mm,

• Doble vidrio simple claro de 6cmm c/u,

• Vidrio simple bronce 6 mm.

• Vidrio Low-e de baja ganancia solar.

Tecnologia de Vidrios- Carga Enfriamiento Kwh/m2-

Ciudad Caracas

0

24

6

810

12

1416

18

NO

RT

E

SU

R

ES

TE

OE

ST

E

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NO

SE

SO

50%Ventana vidrio simple claro 50%Ventana doble vidrio simple claro

50%Ventana vidrio simple bronce 50%Ventana vidrio simple Low-e

Ejemplo exitoso de estrategia arquitectónica de fachadas y ventanas inclinadas

Edificio “Concourse Building”, en Singapur.

6 pisos más la torre de oficinas con 41 pisos en total con ventanales con vidrios inclinados hacia adentro para así, minimizar la alta radiación solar típica de este país tropical., lográndose una eficiencia en el sombreado de 60%

Edificio en el Campo Carabobo Edo. Carabobo

Manuales para la Formación Profesional en el Diseño, construcción, uso y operatividad de edificaciones

Eficientes Energéticamente en el Trópico:

• http://www.fau.ucv.ve/idec/racionalidad/index.html

• http://www.fau.ucv.ve/idec/racionalidad/Paginas/manual.html

LA CASA ALEMANA – LA INNOVACION ENERGETICA

GRACIAS

Dra. Arq. María Eugenia Sosa [email protected]

Instituto de Desarrollo Experimental de la Construccion

IDEC – FAU -UCV