ESTRATEGIAS DE DISEÑO-PASIVAS Y ACTIVAS

ESTRATEGIAS DE DISEÑO PASIVO Y ACTIVO AUTORES: WELLINGTON LOOR-LUCAS ARIANA-VERA LEONEL DOCENTE: ARQ. ENRIQUE CUEVA

ANÀLISIS Y PROYECTO IV

ANALISIS Y PROYECTO IV-ULEAM

ÌNDICE CAPITULO I 1. Introducciòn............................................................................................................................................................................................3 1.1 Conceptos................................................................................................................................................................................................................................4 1.1.1 Diseño Pasivo..................................................................................................................................................................................................................4 1.1.2 Confort Termco.............................................................................................................................................................................................................5 1.1.3 Envolvente Tèrmico......................................................................................................................................................................................................6 1.2 Ventajas y desventajas.......................................................................................................................................................................................................7 2. Tipos.........................................................................................................................................................................................................9 2.1 Protecciòn solar ................................................................................................................................................................................................................10 2.1.1 Elementos generadores de sombras.....................................................................................................................................................................10 2.1.2 Ocultaciòn solar con vegetaciòn..............................................................................................................................................................................11 2.1.3 Envolvente y aislamiento en el estandar Passivhaus........................................................................................................................................12 2.2 Ventilaciòn...........................................................................................................................................................................................................................13 2.2.1 Ventilaciòn Cruzada...................................................................................................................................................................................................13 2.2.1.1 Localizaciòn.......................................................................................................................................................................................................15 2.2.1.2 Formas y tipos de aberturas.......................................................................................................................................................................17 2.2.1.3 Accesorios de ventana..................................................................................................................................................................................19 2.2.1.4 Tamaños de las Aberturas...........................................................................................................................................................................20 2.2.2 Casa Tradicional Malasia.......................................................................................................................................................................................21 2.2.3 Segùn la forma y la configuracion de las edificaciones..............................................................................................................................25 2.2.4 Ventilaciòn que redireccione el viento.............................................................................................................................................................27 2.3 Enfriamiento por evaporaciòn......................................................................................................................................................................................29 2.3.1 Enfriamiento evaporativo.....................................................................................................................................................................................29 2.3.2 Segùn la forma y la configuracion de las edificaciones..............................................................................................................................30 2.4 Masa tèrmica......................................................................................................................................................................................................................31 2.5 Construcciòn bajo tierra................................................................................................................................................................................................32 3. Conclusiòn............................................................................................................................................................................................33

CAPITULO II 1. Introducciòn..........................................................................................................................................................................................36 1.1 Conceptos.............................................................................................................................................................................................................................37 2. Desalinzaciòn de agua.......................................................................................................................................................................38 2.1 Desalinizaciòn de agua por energìa solar...................................................................................................................................................................39 2.1 Electrodialisis..................................................................................................................................................................................................................40 2.2 Evaporaciòn instantanea.............................................................................................................................................................................................42 2.3 Destilaciòn por compresion mecanica de vapor..................................................................................................................................................44 2.4 Òsmosis Inversas..........................................................................................................................................................................................................46 2.5 Biblioggrafìa...................................................................................................................................................................................................................47

I

II

CAPITULO I DISEÑO PASIVO

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INTRODUCCIÒN

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CONCEPTOS Diseño pasivo Es una forma de proyectar edificios aprovechando las características medioambientales existentes para reducir al máximo el consumo de energía necesaria para ser habitables. El diseño pasivo se centra en la parte pasiva del edificio, es decir, los componentes constructivos y materiales, y recurre a fenómenos naturales como la radiación solar y el viento para acondicionar los espacios.

Edgeland House- Bercy Chen Studio

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Refugio en la Montaña Tucson - DUST Arquitectos

Confort Tèrmico Es definido por la ANSI/ASHRAE Standart 55-2010, como el estado de la mente que expresa satisfacciòn con la temperatura del ambiente. Es la satisfacciòn de los ocupantes dentro de una edificaciòn con relaciòn al entorno exterior. Se determina en 4 variables fisicas y 2 variables de los ocupantes.

1. Temperatura del aire 2. Velocidad del aire 3. Humedad relativa del aire 4. Temperatura radiante media 5. Carga tèrmica metabòlica 6. Vestimenta del ocupante 5

Envolvente tèrmica Comprende todos los elementos fìsicos que separan el espacio interior del exterior en una edificaciòn, la cual se generan las transmisiones de calor porlos fenòmenos termodinamicos.

Albergue de Peregrinos en Zegama-

Iñaki del Prim y Natxo Ibarretxe

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VENTAJAS

Estate Bungalow-

Narein Perera

-Se sirve de fuentes de energía inagotables y gratuitas (sol y viento).

-Nulas emisiones de CO2 en la producción de la energía.

-Reducción de las demandas de calefacción y refrigeración.

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-Dependencia total del clima exterior para climatizar el edificio.

-Hay que saber dirigir y estudiar bien el sol y las corrientes de viento.

-Descontrol debido a una captación solar excesiva.

Estate Bungalow-

Narein Perera

DESVENTAJAS 8

TIPOS

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PROTECCIÒN SOLAR Elementos generadores de sombra Se emplean elementos horizontales y verticales que sirven de protecciòn solar en los vanos, la configuracion mas tipicas consiste en vuelos horizontales en la fachada norte y en las fachadas este y oeste proteccion vertical

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Ocultaciòn solar con vegetacion Usar distintos tipos de vegetaciòn acorde al clima acorde a las necesidades, segun la cantidad de energia luminica que se desee absorver, si bien, mas frondoso o menos frondoso.

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Determinar de forma precisa la envolvente térmica, no sólo centrándose en el espesor del aislamiento, sino prestando especial atención a darle continuidad entre todos los elementos que forman la envolvente: fachadas, cubiertas y suelos.Si no existe esa continuidad, estos puntos de encuentro provocan puentes térmicos, que además de ser fuentes de humedades por condensación, suponen una pérdida de energía considerable.

Envolvente y aislamiento en el estandar Passivhaus 12

VENTILACIÒN

Ventilacion cruzada Consiste en la disposici+on de aperturas que sirven de entrada y salida del aire, optimizando el flujo con base en la diferencia de presiòn, existen diferentes esquemas en cuanto a la posicion de las aperturas

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La orientacion del edificio con respecto a la direcciòn de los vientos es otro criterio que estimar dentro de las decisiones de diseño, una ventilaciòn efectiva requiere que la orientaciòn de los huecos al flujo del viento en climas càlidos

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LOCALIZACIÒN Entrada Una abertura en el centro del muro provoca igual presiòn en ambos lados de la misma, por lo que el viento entra de frente a la habitaciòn, si la abertura es asimetrica, la presiòn en ambos lados sera desigual, lo que originarà que elñ flujo de entrada sea diagonal, con el sentido de la zona que provoca mayor presiòn SIMÈTRICA

ASIMÈTRICA

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UBICACIÒN SUPERIOR

UBICACIÒN SUPERIOR-INFERIOR

UBICACIÒN INFERIOR

Salida La localizaciòn de la salida define, junto a la entrada, el eje de ventilaciòn, el cual se influye en el corportamiento del aire en funciòn del àngulo que forma con respecto a la direcciòn del viento.

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FORMA Y TIPOS DE ABERTURAS

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Direcciòn de flujo diagonal

Variaciòn del flujo neutralizando la presiòn

Variaciòn del flujo - dispositivo movil ascendente

Variaciòn del flujo - dispositivo movil descendente

Variaciòn del flujo - con celosìa 18

ACCESORIOS DE VENTANAS Elementos arquitectònicos exteriores cercanos a las aberturas de entrada pueden modificarse los patrones de flujo de aire, el mas comun es un volado

Volado en fachada

Volado bajo la cubierta de la fachada

Volado separado de fachada 19

Succiòn-interna

Succiòn-externa

Si se coloca una entrada grande y una salida pequeña, la velocidaad del viento se incrementarà donde se localiza la menor abertura, debido a la presiòn se crea una succiòn alredeor del edificio, si se coloca una entrada pequeña y una salida grande la succiòn se realiza al interior de la edificaciòn

TAMAÑOS DE LAS ABERTURAS

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CASA TRADICIONAL

Propone casas elevadas del piso, de forma larga y estrecha, de varias aguas, largos aleros y muros calados. Los materiales son de baja inercia térmica.

Las distancias importantes entre las construcciones, permiten al viento pasar sin obstáculos y refrescar el ambiente; las partes orientadas al Norte y al Sur son levantadas del piso, con el fin de favorecer la circulación transversal.

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MALASIA

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EJEMPLO

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CONCEPTUAL

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SEGUN LA FORMA Y LA CONFIGURACION DE LAS EDIFICACIONES

Distrancia entre edificaciones

Configuracion lineal

Configuracion Romboidal

Configuracion Desfasado 25

Formas y orientación de los techos para estimular la circulación del aire dentro de las edificaciones

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VEGETACIÒN QUE REDIRECCIONE EL VIENTO

El uso de vegetaciòn en un sistema de ventilaciòn es muy importante: causa distintos efectos en los patrones del flujo del aire y en la velocidad del viento

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ENFRIAMIENTO POR EVAPORACION Enfriamiento evaporativo Esta estrategia consiste la disposiciòn de masas de agua, como estanques y rociadores, patios o masas de vegetaciòn contiguas a la edificaciòn para enfriar el aire, acondicionandolo y reduciendo su temperatura al momento en que entra en los espacios interiores

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Torre de enfriamiento El sistema consiste en una torre con una entrada de aire cubierta por un panel textil absorbente humedo y permeable al viento, que acondiciona el aire que entra, reduciendo su temperatura Mediante ecuaciones es posible calcular la capacidad de enfriamiento que representa esta estrategia, las cuales pueden ser introducidas en un sistema BIM.

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MASA TÈRMICA Se conoce como masa tèrmica a la resistencia que posee un material ante el cambio de temperatura, Esta caracteristica se relaciona a la velocidad en que la temperatura exterior tiene efecto en el interior, por lo que un material con un alto valor de masa termica absorbe y retiene calor, reduciendo las ganacias y compensando las perdia de energia en el ciclo dìa noche.

Casa de los nómadas del desierto-

Rick Joy Architects

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Casa subterránea de Vals-

Chistian Múller

La creaciòn de espacios bajo tierra es una de las formas de habitat mas antiguas, tiene gandes ventajas como la protecciòn ante laas incidencias climàticas, y la inercia termica de la tierra estabiliza la temperatura.

CONSTRUCCIONES BAJO TIERRA 32

CONCLUSIÒNES

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Clima calido-seco Las estrategias se enfocan en el enfriamiento del aire, mediante masas termicas de agua o vegetaciòn y la protecciòn solar a travez de aislantes y envolventes, generando sombras, siendo compatible con masas termicas y construcciones bajo tierra

Clima calido-humedo Se fundamentan en la ventilaciòn natural, en la cual se canaliza el viento y su principal estrtategia es el efecto chimenea el cual por variacion de presiòn se genran diferentes corrientes de aire que se producen a diferentes alturas entre mas diferencia de altura mejor resulta el efecto, edificaciones elevadas contribuye a una circulacion tranversal de aire

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III

CAPITULO II DISEÑO ACTIVO

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INTRODUCCIÒN

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Los sistemas activos son sistemas que necesita energía para su funcionamiento. Un sistema activo consiste en un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos que se instalan en un edificio para proporcionar control ambiental o solucion de falta de servicios bàsicos en los espacios interiores.

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DESALINIZACIÒN DE AGUA

Costos de producciòn Se puede evidencia una comparativa entre dos factores importantes tanto el costo de producciòn como el consumo energètico de los diferentes mètodos de tecnologìas termicas y de mebrana a nivel global.

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*Òsmosis inversa *Electrodialisis *Destilaciòn por membrana

Fotovoltaica

Desalinizaciòn de agua por energìa solar 39

ELECTRODIÀLISIS Posible desalinizar agua aorivechando el efecto ectroquìmico, usando membranas selectivas de intercambio iònico, que permitan el paso de iones positivos o iones negativos pero no ambos. Usan arreglos de membranas alternados, donde una membrana selectiva de aniones es seguida de una mebrana selectiva de cationes.

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Se colocan espaciadores para generar un canal que lleve el agua de producto, mientras que el siguiente canal lleva la soluciòn concentrada o salmuera, cuando se aplica un voltaje de corriente directa, el sistema se polariza, llevando los aniones hacia el electrodo psotivo,disminuyendo el contenido salino del agua en el canal de agua de producto 41

EVAPORACIÒN INSTANTANEA

En este proceso el agua de mar es calentada en un tanque por medio de un serpentin o tubos en paralelo que contienen algun fluido caliente, posteriormente se pasa a otro tanque, llamado etapa, donde la presiòn reducida permite que el agua hierva

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Posteriormente, el agua vaporizada es enfriada y condensada para obtener el producto. El calor latente liberado en la condensaciòn del vapor es utilizado para calentar la salmuera en otra etapa y el producto destilado secolecta en cascada, en cada uno de los tanques colocados en paralelo con l salmuera y se bombea a un tanque de almacenamiento

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Destilaciòn por compresiòn mecanica de vapor

Los sistemas MVC funcionan comprimiendo vapor de agua lo que causa condensaciòn sobre una superficie de transferencia de calor lo que permite al calor de condensaciòn ser tranerido a la salmuera del otro lado de la superficie resultando en la caporizaciòn de esta. El compresor es el requerimiento de energia principal, este aumenta la presiòn en el lado del vapor y baja la presiòn del lado del agua salda para bajar su temperatura de ebulliciòn

Este funcionamiento de un equipo que desaliniza agua marina por medio de compresiòn de vapor, donde se utiliza un elemento calefactor en una caldera, se comprime el vapor para obtener agua con una disminuciòn considerable de sales

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Òsmosis inversa Es un proceso deseparacion por membrana, donde las membranas son permeables al agua, pero esencialmente impermeables absolutos. Las membranas de òsmosis inversa tienen un tamaño de 0.3 - 0.5mm que es menor al tamaño de de otro tipo de membranas de separaciòn, por lo tanto pueden retener particulas mas peuqeñas que estas.

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Bibliografìa * https://issuu.com/gabrielacoronadoh/docs/tfm_-_gabriela_coronado * https://www.interempresas.net/Construccion/Articulos/348537-Ejemplos-de-construcciones-certificadas-Passivhaus -Classic.html * https://www.mundohvacr.com.mx/2015/11/sistemas-activos-y-pasivos-la-combinacion-mas-eficiente-en-la-proyeccion-de-espacios/ * https://ovacen.com/forma-de-la-arquitectura-incentivada-por-la-eficiencia-energetica/ * https://www.construyehogar.com/casas/diseno-de-casa-de-madera-para-zonas-calidas/ * https://retokommerling.com/diseno-pasivo/

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