MARZO 2020 EDICIÓN NÚM. 17 $1,000
DISEÑO PASIVO CATÁLOGO | CATÁLOGO |
CATÁLOGO
ARQ. IVETTE MÉNDEZ LUGO
Contenido 1- Diseño Bioclimático y Técnicas de diseño Pasivo. 2- Enfriamiento y sus técnicas (Explicar como mínimo 3 de estas técnicas). 3- La ventilación y sus tipos *Diurna/ Nocturna - La ventilación según la época del año 4- Torre de viento, evaporación, Técnicas de calefacción, Chimenea Solar. 5- El suelo y su influencia en el diseño. Suelo el enfriamiento, Suelo y su morfología en pro del diseño. 6- Ganancia directa e indirecta? 7- Solarium; Atrio 8- Muro Trombe - Funcionamiento - Verano - Invierno *Interior y Exterior, materiales usados para su construcción. 9- Earth Shelter 10- Techos refrigerantes.
D I S E Ñ O
P A S I V O
El
diseño
pasivo
es
un
método
utilizado en arquitectura con el fin de obtener edificios que logren su acondicionamiento
ambiental
mediante procedimientos naturales, dígase el sol, las brisas y vientos, las características materiales
propias
de
de
los
construcción,
la
orientación, entre otros aspectos. Básicamente, basa
en
el
utilizar
diseño
pasivo
estrategias
se
para
volver un espacio más eficiente, las cuales
se
dividen
en
3
grupos
principales: La ubicación y orientación del edificio. Sistemas pasivos. Rendimiento energético.
T É C N I C A S
D E
E N F R I A M I E N T O
Las técnicas de enfriamiento se clasifican en: La bóveda celeste de carácter establemente frío, especialmente en noches claras, enfriamiento radiante. Las temperaturas frías del terreno (enfriamiento conductivo) El aire frío de la noche (Enfriamiento convectivo)
Al igual que en las estrategias de captación de energía, en la ocultación o evacuación de calor, existen distintos sistemas tales como: Techos de almacenamiento sombreados y/o aislados. Suelos de almacenamiento regenerativo. Intercambio energético con el suelo. Estrategias evaporativas Sistemas radiativos o radioconvectivos al cielo nocturno No obstante, las estrategias básicas de eficiencia energética en verano son las de ocultación solar y las de ventilación.
T É C N I C A S
D E
E N F R I A M I E N T O
Ventilación natural
La temperatura ambiente, la humedad relativa y la dirección y velocidad del
viento,
también
son
fuentes
de
calor.
El
viento
influye
en
el
aislamiento térmico y en las infiltraciones de aire que se producen en los edificios, ya que permite el intercambio de calor con los cerramientos exteriores.
Ocultación solar
También conocido como sombreamiento, se efectúa mediante diferentes técnicas:
Vegetación,
dispositivos
externos
del
control
directo,
sombreamiento de techos, etc.
Estrategias de sombreamiento con vegetación
Sombreamiento con
Sombreamiento
visera
de techo
horizontal
o
inclinada
Estrategias de sombreamiento
T É C N I C A S
D E
E N F R I A M I E N T O
El cielo nocturno
Durante la noche, el cielo nocturno actúa como foco frio siempre que la atmósfera esté despejada. A nivel de suelo se irradia energía hacia el cielo, enfriándose así dicho suelo. Otro mecanismo de producción de frío es: El frío solar, que es una tecnologia que aprovecha la energía obtenida a partir de la energía solar, a través de la solar térmica o la solar fotovoltaica.
Sistema de circulación de aire o ventilación, simple, cruzada, torres de viento,
conductos enterrados, chimeneas solares, etc.
Ventilación simple y cruzada directa
Calefacción-ventilación por conductos enterrados
Chimenea por extracción Chimenea por
mecánica
depresión
motorizada
Ventilación cruzada por chimeneas
no
T É C N I C A S
D E
E N F R I A M I E N T O
Chimenea solar nocturna
Fuente: Behance, imagen de vivienda diseñada por Fabio Maia Guzenski
T É C N I C A S
D E
E N F R I A M I E N T O
Chimenea solar nocturna
El suelo
El aprovechamiento de la tierra como foco frío o sumidero de calor, se consigue mediante la técnica de tubos enterrados, a través de los cuales circula el aire tomado del interior del edificio, y que es retornado al mismo pero a menor temperatura. También se toma aire del exterior para garantizar la calidad del aire interior, y la entrada de aire fresco no contaminado.
Fuente: Behance, imagen de vivienda diseñada por Fabio Maia Guzenski
V E N T I L A C I Ó N
V E N T I L A C I Ó N Es
la
renovación
del
aire
del
interior
de
una
edificación
mediante
extracción o inyección de aire. La finalidad de la ventilación es: Asegurar la calidad del aire interior Asegurar
la
salubridad
del
aire,
tanto
el
control
de
la
humedad,
concentraciones de gases o partículas en suspensión. Colaborar en el acondicionamiento térmico del edificio. Disminuir
las
concentraciones
de
gases
o
partículas
a
niveles
adecuados para el funcionamiento de maquinaria o instalaciones. Proteger determinadas áreas de patógenos que puedan penetrar vía aire.
V E N T I L A C I Ó N
Sede de la Compañía de Desarrollo Urbano (EDU) en Medellín.
V E N T I L A C I Ó N
Torre de viento
Una torre de viento funciona tomando el aire fresco e introduciéndolo dentro del edificio, manda el aire caliente junto con los contaminantes, fuera de éste. Cuando el aire choca con las paredes internas delas cuchillas De la Torre de viento automáticamente cae hacia el interior, y la abertura que se encuentra en contra de la dirección del viento, da salida al aire caliente y a los contaminantes tal como lo hace una máquina de extracción. El funcionamiento de éste tipo de torres se da conforme al hecho de que al chocar el aire con un obstaculo se genera una presión positiva y una negativa del otro lado. Por eso cuando la ventilación está abierta de frente al viento existe una presión positiva en contra de una presión negativa.
V E N T I L A C I Ó N
Torre de viento de día
Durante el día, el sol le da a la parte sur De la Torre de viento, éste lo calienta y lo succiona y recoge el aire frío que se encuentra en el edificio así como el aire que está entrando por la abertura que se encuentra en la parte norte de la torre.
Torre de viento de noche
Por las noches está más fresco y el aire frío entra por la torre. Este aire frío se mezcla con el aire caliente de la infraestructura y se convierte en aire templado en los perfiles y sube. Este ciclo continúa hasta que la temperatura de las paredes y la temperatura del exterior, se tornan igual.
E V A P O R A C I Ó N
E V A P O R A C I Ó N Evaporación
pasiva,
relacionada
con
la
una
tecnología
chimenea
solar,
muy es
la
evaporación cooltower. En las zonas con un clima
cálido
contribuir
a
o
árido,
una
éste
forma
enfoque sostenible
puede para
proporcionar aire acondicionado para edificios
E V A P O R A C I Ó N
El principio consiste en permitir que el agua se evapore en la parte superior de una torre, ya sea mediante el uso de paneles de enfriamiento por evaporación o por pulverización de agua. La evaporación enfría el aire entrante, causando una corriente descendente de aire frío que hará bajar la temperatura interior de la infraestructura. El flujo de aire se puede aumentar mediante el uso de una chimenea solar en el lado opuesto del edificio para ayudar en la ventilación de aire caliente hacia el exterior.
El calor por vaporización, está basado en la energía que necesita un líquido para pasar a estado gaseoso, esta energía es captada del ambiente, transmitiéndose desde el cuerpo caliente al líquido produciendo así, su evaporación. Estos sistemas son característicos de la arquitectura popular de Oriente Medio, en la que se utilizaban los principios
de
enfriamiento
reducir la temperatura.
por
vaporización
para
C A L E F A C C I Ó N
D E T É C N I C A S Captación solar directa: A través de huecos acristalados. Captación solar indirecta: A través de elementos opacos.
Captación semidirecta: Mediante invernaderos, muros Trombe o atrios acristalados.
Captación
directa
y
captación
indirecta
Invernadero y muro Trombe
Atrio
acristalado
evacuación
y
captación
y
T É C N I C A S
D E
C A L E F A C C I Ó N
Chimenea solar
Es una manera de mejorar la ventilación natural de edificios usando la convección del aire calentado por energía solar pasiva. Su funcionamiento consiste en la toma de aire caliente del interior de la construcción, y por diferencias de temperaturas entre las orientaciones norte y sur, gracias a su cambio de densidad, éste es expulsado al exterior.
T É C N I C A S
D E
C A L E F A C C I Ó N
Elementos del diseño
El área del colector solar: Esta superficie se puede situar en la parte superior de la chimenea o puede incluir el eje del tiro entero. La orientación, el tipo de pintura, el aislamiento y las características térmicas de este elemento son cruciales para captar, conservar y utilizar la energía solar. El eje principal de la ventilación: La localización, la altura, la sección representativa y las características térmicas de esta estructura son también muy importantes. Los orificios de entrada y salida: Las dimensiones, localización así como aspectos aerodinámicos de estos elementos son también significativos en el rendimiento.
D I R E C T A
G A N A N C I A
Es el sistema más sencillo e implica la captación de la energía del sol por superficies vidriadas
que
son
dimensionadas
para
cada
orientación
y
en
función
de
las
necesidades de calor de la infraestructura a climatizar. Muro de acumulación no ventilado
También conocido como Muro Trombe, es un muro construido en piedra, ladrillos, hormigón o hasta agua pintada de negro, o un color oscuro en la cara exterior.
G A N A N C I A D I R E C T A
Muro
de
acumulación
ventilado
Similar al Muro Trombe pero incorpora orificios en la parte superior facilitar calor
e la
entre
inferior
para
transferencia el
muro
ambiente
y
de el
mediante
convencción que se suma al aporte por radiación. Invernadero adosado
Consisten
en
acristalados
recintos cerrados,
construidos en la cara sur del edificio.
Dependiendo
del
clima y del uso, puede haber un muro de separación con la parte habitada del edificio u otro tipo de almacenamiento. Sirve
para
temperatura, invernadero vivienda.
estabilizar
la
tanto
en
el
en
la
como
A T R I O
S O L A R I U M
Se denomina Solarium, tanto en diseño de interiores, construcción como arquitectura al espacio donde las personas pueden pasar largas horas tomando el sol. Este espacio a menudo es una terraza con facilidades para tomar el sol como reposeras, piscina o un
pequeño
bar.
Un
solarium
también
puede
estar
en
un
balcón
de
amplias
proporciones o en un porche. La palabra solarium se utiliza más a menudo en el sector inmobiliario a fin de describir un edificio que cuenta con un espacio para tomar sol. Los solarium se consideran amenidades que aumentan el valor de la propiedad ya que son muy utilizados en primavera y verano ya sea para una nueva casa o para un nuevo edificio o construcción. En hotelería se utiliza la palabra solarium para describir uno de los beneficios para viajeros. Cualquier espacio abierto donde lleguen los rayos del sol, la mayor parte del día y a la vez esté decorado para poder echarse a tomar cómodamente el sol, es considerado un solarium.
S O L A R I U M A T R I O
S O L A R I U M A T R I O
En arquitectura, un atrio es un gran espacio al aire libre cubierto por un tragaluz rodeado por un edificio.
Las atrias eran una característica común en las viviendas de
la antigua Roma, proporcionando luz y ventilación al interior. Los atrios modernos, desarrollados a finales del siglo XIX y XX, suelen tener varios pisos de altura, con un techo acristalado o ventanas grandes y, a menudo, se encuentran inmediatamente más allá de las puertas de entrada principales de un edificio
S O L A R I U M A T R I O
S O L A R I U M A T R I O
República Mall.
Dominicana,
Santo
Domingo,
Agora
T R O M B E
M U R O
El Muro Trombe es un sistema de captación solar pasivo que no tiene partes móviles y que no necesita casi ningún mantenimiento. Esta alternativa propone potenciar la energía
solar
que
recibe
un
muro
y
así
convertirlo
en
un
sencillo
sistema
de
calefacción. Su componente principal es un muro orientado hacia la posición del sol más favorable a lo largo del día construido con materiales que le permitan absorber el calor como masa térmica como el hormigón, la piedra o el adobe. Este sistema se basa en la captación solar directa y la circulación de aire que se produce por la diferencia de temperaturas. Gestionando adecuadamente, entrega calor durante los meses fríos y permite una mejor refrigeración en los meses cálidos a través de una ventilación cruzada.
M U R O T R O M B E
Muro Trombe uso en verano
Muro Trombe uso en invierno
M U R O T R O M B E
Durante las horas de luz en verano, puede utilizarse como chimenea solar para ayudar a la ventilación y extraer el calor. De noche se puede seguir aprovechando este efecto chimenea para evacuar el calor acumulado en el invernadero. En invierno el sol se encuentra más bajo en el firmamento de modo que la habitación solar funcionará a pleno rendimiento. De día calentará el aire y acumulará calor para la noche. Si se quiere aumentar la inercia térmica, puede añadirse un suelo de piedras para que éstas almacenen la radiación al igual que lo hace la pared de obra.
M U R O T R O M B E
Componentes
del
Muro
Trombe: Un muro interior de gran inercia térmica: De piedra o adobe pintado de negro. Una
lámina
de
vidrio
lo
más espesa posible: Mejor si es triple o doble. Un
alero
superior
que
proteja el espacio interior. Un
espacio
intermedio
delimitado por el muro y el vidrio. Cuatro
orificios
con
respectivas válvulas.
sus
S H E L T E R
E A R T H La
arquitectura
subterránea
también
conocida
por
arquitectura
enterrada
o
excavada, es un subtipo de la arquitectura solar bioclimática que aprovecha una
tecnología
para
reducir
la
incertidumbre
ambiental
para
seres
humanos
en
el
subterráneo más cerca a la superficie donde pretende construir un refugio acogedor y duradero.
R E F R I G E R A N T E S
T E C H O S
Los techos refrigerantes con transporte de agua se pueden utilizar como suplemento en los casos en los que los sistemas de regulación de temperatura por aire frío resulten insuficientes. El efecto refrigerante se logra en primer lugar mediante la absorción de calor, siendo la convección una función secundaria.
Para reducir la cantidad de aire refrigerado, se pueden emplear los techos refrigerados suelen ser unidades prefabricadas, formadas por tuberías de cobre o aluminio y paneles de aluminio. La capacidad de refrigeración suele estar entre los 50 y los 150W/m2. El efecto refrigerante se logra en primer lugar mediante la absorción de calor, siendo la convección una función secundaria.
T E C H O S R E F R I G E R A N T E S
BIBLIOGRAFÍA The Green Studio. (2017). Qué es diseño pasivo?. 2018, de The Green Studio Sitio web: http://www.thegreenstudio.es/que-es-diseno-pasivo/arquitectura-sostenible/ Asaweb2016.
(2017).
GUÍA..
2017,
de
ASA
Sitio
web:
https://www.sostenibilidadyarquitectura.com/blog/2017/02/10/sabes-proyectarguia-sobre-la-importacia-de-la-relacion-del-edificio-con-su-espacio-deproximidad-y-las-estrategias-pasivas-para-el-ahorro-y-la-eficiencia-energetica-enedificacion/ Nicolas Carazo. (2014). La importancia de los sistemas de renovación de aire en los edificios.. 2018, de NC Sitio web: https://ncarquitectura.com/la-importancia-delos-sistemas-de-renovacion-de-aire-en-los-edificios/ Angeles
espinosa
(2014).
Torres
de
viento.
2018,
de
El
Pais
Sitio
web:
https://elviajero.elpais.com/elviajero/2014/01/24/actualidad/1390578693_503250.ht ml Arquiplus.
(2016).
Solarium.
2018,
de
Arquiplus
Sitio
web:
https://www.arkiplus.com/solarium/ García Chávez J.R., Fuentes V.: Arquitectura Bioclimática y Energía Solar, UNAM, México, 1987. CHARQ.
(2017).
Chimenea
https://www.grundfos.com/es
Solar.
2018,
de
CHARQ
Sitio
web: