2 metodologia dr victor fuentes freixanet

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ARQUITECTURA División de Educación Continua

Curso en línea ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Metodología

Víctor Fuentes Freixanet 1

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Profesor investigador de la UAM-Azcapotzalco

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA - METODOLOGÍA

INTRODUCCIÓN La palabra método significa modo razonado de obrar. En diseño, los métodos han surgido como una forma lógica de proceder para encontrar la solución de un problema. Los procedimientos son formas de actuar, o las acciones consecutivas que deben hacerse para llegar a un objetivo.

El diseñador o arquitecto crea espacios que cumplen con una finalidad tanto funcional como expresiva tendientes a satisfacer necesidades específicas. Para configurar espacios que satisfagan las necesidades específicas, el diseñador comúnmente se basa en métodos, sin embargo, el problema más común al que se enfrenta el diseñador es que durante el proceso de diseño se presentan etapas analíticas, lógicas y racionales, pero hay otras etapas creativas, intuitivas o emotivas que no pueden darse a través del razonamiento lógico.

Al respecto, los filósofos griegos como Platón y Aristóteles ya se planteaban preguntas acerca del acto de pensar y decidir, pero quizá fue Descartes quién estudió acerca de los procedimientos de estos actos. Desde el punto de vista del diseño, como uno de los primeros antecedentes, podemos mencionar a Marco Lucio Vitruvio, quien escribió su obra “Los diez libros de arquitectura” alrededor de los años 738 y 741 de Roma (25 a C.).

En su primer “libro” Vitruvio habla de la arquitectura en general y de las cualidades que debe de tener un arquitecto.

Define a la arquitectura como una ciencia que requiere de muchos

conocimientos y estudios, pero sobre todo se requieren dos aspectos fundamentales, la práctica y la teoría. También menciona: “Porque como en todas las artes, muy especialmente en la arquitectura, hay dos términos: lo significado y lo que significa. La cosa significada es aquella de la que uno se propone tratar; y la significante, es la demostración desarrollada mediante principios científicos”... 2 Aunque aparentemente, este último término implica la utilización metodológica, Vitruvio lo utiliza para resaltar la necesidad de poseer y aplicar conocimiento en muy variados campos. Posteriormente describe varias disciplinas que el arquitecto debe dominar, entre ellas: la gramática, el dibujo, la geometría, la óptica, la aritmética, la historia, la música, la medicina, la jurisprudencia, la filosofía y la astrología; y explica el porqué de cada una. Particularmente, con relación a la medicina escribe: “La medicina es necesaria al arquitecto para conocer cuáles son los aspectos del cielo, que los griegos llaman <climas>, las condiciones del aire en cada lugar; que parajes son nocivos, cuáles saludables, y qué propiedades tienen sus aguas, porque sin el conocimiento de estas circunstancias no es posible construir edificios sanos”. 3 En este punto Vitruvio relaciona de manera importante a la Arquitectura con el medio ambiente y con la salud de sus ocupantes.

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Vitruvio, Marco Lucio. Los Diez Libros de la Arquitectura. Obra publicada por Editorial Iberia, S.A. Barcelona, España 1955 p.5 Ibíd. p.9 2

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Refiriéndose al diseño, o “ideas” (expresadas en planta, alzado y perspectiva), explica: “Estas tres partes nacen de la meditación y de la invención. La meditación de la obra propuesta es un esfuerzo intelectual, reflexivo, atento y vigilante, que aspira al placer de conseguir un feliz éxito.

La invención es el efecto de este esfuerzo mental que da solución a problemas obscuros y la razón de la cosa nueva encontrada”... 4 Por un lado explica que deben aplicarse principios científicos, por otro define al diseño como un acto creativo, intuitivo e interno. En este mismo libro se habla de manera importante del emplazamiento y la relación de la arquitectura con el medio ambiente, principalmente referido al soleamiento, la ventilación y la disponibilidad de agua pura. Temas muy importantes en la arquitectura bioclimática.

En todas las épocas, y hasta nuestros días, varios filósofos y teóricos de la arquitectura, se han dedicado a investigar acerca del proceso del pensamiento creativo y distintas metodologías de diseño. Si bien existen muchas metodologías de diseño boclimático, se hará mención particular a la de Victor Olgyay, ya que fue quien propuso el término “Diseño Bioclimático” tratando de enfatizar los vínculos y múltiples interrelaciones entre la vida y el clima (factores naturales) en relación con el diseño, también exponen un método a través del cual el diseño arquitectónico se desarrolla respondiendo a los requerimientos climáticos específicos. Olgyay dice que “el procedimiento deseable será trabajar con y no contra las fuerzas naturales y hacer uso de sus potencialidades para creas mejores condiciones de vida... El procedimiento para construir una casa climáticamente balanceada se divide en cuatro pasos, de los cuales el último es la expresión arquitectónica. La expresión debe estar precedida por el estudio de las variables climáticas, biológicas y tecnológicas”

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Campos interrelacionados del equilibrio climático (Víctor Olgyay, 1963)

BIOLOGÍA

CLIMATOLOGÍA

ARQUITECTURA

TECNOLOGÍA

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Ibíd. p.13 Olgyay, Victor. Design With Climate. Princeton University Press. Princeton, USA 1963. pp 10-13 3

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Víctor Olgyay define un método de análisis y diseño, de manera resumida éste es el siguiente: 1. Análisis climático: El primer paso hacia el ajuste ambiental es el análisis de los elementos climáticos de una localidad dada. Deben analizarse datos anuales de temperatura, humedad, radiación y efectos del viento; si fuera necesario, los datos deberán ser adaptados al nivel habitable, y deben considerarse los efectos de las condiciones microclimáticas.

2. Evaluación Biológica: La evaluación biológica debe basarse en las sensaciones humanas. La graficación de los datos climáticos en la carta bioclimática a intervalos regulares mostrará un diagnóstico de la región, y se determinarán tablas de datos horarios.

3. Soluciones tecnológicas: Después de determinar los requerimientos, se deben buscar las soluciones tecnológicas.

Para ello deberán realizarse los siguientes cálculos: x Selección del sitio x Orientación x Determinación de sombras x Forma de la casa x Movimientos de aire x Balance de temperatura interior.

4. Expresión arquitectónica A través de los resultados obtenidos en los tres pasos anteriores, se deberá desarrollar los conceptos arquitectónicos y equilibrarlos de acuerdo a la importancia de los diferentes elementos.

METODOLOGÍA DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO A continuación se presenta la metodología propuesta, la cual está basada en diversos autores y fue desarrollada para satisfacer los requerimientos particulares de docencia e investigación en Arquitectura Bioclimática, aunque también puede ser utilizada en la práctica profesional.

1. Objetivos.

En la medida en que sea comprendido el problema a resolver, en esa medida serán las soluciones dadas, por lo tanto el primer paso es la definición clara y concisa del problema

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planteado y los objetivos, alcances y limitaciones dependiendo de las características particulares de cada proyecto.

2. Análisis del sitio y del entorno.

Tiene por objetivo conocer, analizar y evaluar las variables ambientales naturales, artificiales y las socioeconómicas para lograr una adecuada integración de la obra arquitectónica a su contexto, así como aprovechar los beneficios o aptitudes que provee el entorno y controlar o matizar los elementos desfavorables, evitando al máximo posible la alteración o impacto que se pudieran provocar.

2.1 EL MEDIO NATURAL Análisis del Sitio Análisis de los elementos de significación 6 Se deberán realizar estudios del sitio, considerando las condicionantes espaciales y de significación.

Análisis cartográfico

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Análisis de mapas temáticos: fisiografía, topografía, geología, edafología, hidrología, usos del suelo, agricultura y vegetación, etc.

Análisis de estructura urbana

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Análisis de sendas (vialidades), nodos (plazas), distritos (barrios), límites, hitos.

Análisis de los ecosistemas

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Análisis de los ecosistemas naturales y humanos (rural o urbano) en cuanto a capacidades, aptitudes y vulnerabilidad. (Puede basarse en matrices de análisis tipo FODA- Fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas) Análisis Climático: El clima es un factor fundamental para el desarrollo de la vida en general y condicionante de la arquitectura. Por ello es indispensable conocer, analizar y evaluar los elementos y factores determinantes del clima, a nivel regional y micro-climático.

Análisis de Geometría solar: Como uno de los factores determinantes del clima, la geometría solar se estudia de manera particular ya que es un elemento sustantivo de la arquitectura bioclimática.

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Cf. Norberg-Schulz, Christian. 1980. Towards a Phenomenology of Architecture. Academy Editions, London, U.K. Cf. McHarg, Ian.1969. Design with Nature.. Natural History Press- Garden City. New York, US. (primera edición castellana: Proyectar con la Naturaleza. 2000. Editorial Gustavo Gili. Barcelona, España,) Cf. Lynch, Kevin. 2010. La Imagen de la Ciudad. GG-Reprints. Editorial Gustavo Gili. Barcelona, España.

Cf. Lawrence G. Fine. 2009. The SWOT Analysis. CreateSpace Publisher. USA. 5

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2.2 EL MEDIO ARTIFICIAL Antecedentes arquitectónicos: “Conocer las características de la arquitectura propia de cada localidad o región en estudio, detectando tipologías que permitan establecer un criterio para evitar la destrucción o deterioro de un medio ambiente cultural significativo. La tipología en este caso se define como el conjunto de valores esenciales que caracterizan y determinan a la arquitectura propia de una región.”

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Infraestructura y equipamiento: El objetivo es conocer y evaluar la infraestructura y equipamiento del sitio de análisis, para poder aprovecharlos en el proyecto o para proponer sistemas tecnológicos apropiados y alternativos más eficientes y con menores consumos energéticos.

Estudio de tecnología local y apropiada: Materiales constructivos regionales Sistemas y procedimientos constructivos Estudio de materiales reciclados y reciclables Eco-tecnologías apropiadas 2.3 EL MEDIO SOCIO-CULTURAL Determinar y evaluar las condicionantes económicas, políticas, sociales y culturales de la localidad, incluyendo los aspectos legales, normativos, reglamentarios o restrictivos enfocados a determinar la factibilidad y pertinencia del proyecto.

3.

El Usuario “El hombre en su relación con el medio, contemplado a través del diseño integra tres áreas fundamentales: a.

El área física establece la relación básica del hombre con su medio y permite su existencia.

b.

El área psicológica establece una relación con el medio percibida a través de los sentidos, esta le permite al hombre estar consciente de su existencia y su significado.

c.

El área socio-cultural permite conformar una identidad individual y de grupo social (colectiva), que a su vez se constituye en un hábitat único.”

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Ferreiro, Héctor. “Hombre, el Hábitat, el Medio, la Energía y el Método”. Cap.1 Manual de Arquitectura Solar. Lacomba, Ruth – compiladora. Editorial Trillas. México, D.F. 1990. pp. 13-20 Op. Cit. Ferreiro 1990 6

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3.1

Bienestar y confort Conocer las condiciones particulares del bienestar humano y propiciarlo a través de acciones y estrategias de diseño. En resumen los factores de confort se dividen en: Confort higro-térmico Confort lumínico Confort acústico Confort olfativo y calidad del aire Confort psicológico Bienestar electromagnético 3.2 Necesidades y requerimientos Analizar y evaluar los requerimientos de confort en relación con los requerimientos funcionales y espaciales del proyecto arquitectónico. Se deberán hacer tablas relacionadas de índices de confort en relación con el programa arquitectónico, horarios y usos del espacio; así como tablas de confort relacionadas con los datos climáticos horarios.

4. Definición de estrategias de diseño 4.1 de climatización x

de calentamiento o enfriamiento

x

de humidificación o deshumidificación

x

de inercia o masividad

x

de ventilación

4.2 de iluminación x

natural

x

artificial

4.3 de acústica x

acústica

x

control de ruidos

4.4 de control de contaminantes x

del aire

x

del suelo

x

del agua

x

electromagnética

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5. Definición de conceptos de diseño bioclimático 5.1 Sistemas Pasivos Es necesario “conocer los principios físicos y las técnicas en que se basan estos sistemas, para emplearlos de manera eficaz, los cuales deben integrarse desde la concepción inicial del diseño, a fin de lograr una adecuada relación de la arquitectura al medio. Los sistemas pasivos son aquellos que permiten captar, controlar, almacenar, distribuir o emitir los aportes de la energía natural sin intervención de ninguna fuente de energía.”

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Se estudian tres sistemas básicos: x Sistemas pasivos de climatización x Sistemas pasivos de iluminación natural x Sistemas para el control de ruidos 5.2 Sistemas Activos e híbridos Es necesario conocer y emplear en forma eficiente los distintos sistemas activos o sea aquellos en que a la energía natural que los opera en forma prioritaria, se incorpora algún dispositivo de apoyo mecánico o eléctrico que funciona con algún aporte de energía convencional, para lograr su óptimo funcionamiento. Estos sistemas son necesarios cuando los sistemas pasivos no son suficientes para lograr el control ambiental adecuado o deseado; y sobre todo se utilizan cuando se pretende hacer un uso eficiente de la energía y los recursos.

Se estudian distintos sistemas activos y tecnologías apropiadas: De climatización Generación y control de la energía (uso eficiente) Manejo y control del agua (captación pluvial, de reutilización, calentamiento, etc.) (uso eficiente) Manejo de desechos (líquidos y sólidos), etc.

6.

Anteproyecto Una vez definidas las estrategias de diseño y los conceptos bioclimáticos a utilizarse, se procede a realizar el anteproyecto arquitectónico. (Se tomarán en cuenta los conceptos: funcionales, espaciales, estéticos y de integración de tecnologías, estructurales y constructivos, bioclimáticos, diseño de exteriores, etc.)

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Op.Cit. Ferreiro 1990 8

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7.

Evaluación 7.1 Evaluación Arquitectónica: Revisión de las estrategias y conceptos de diseño en detalle. Así como el funcionamiento, áreas e interrelación de locales; y también aspectos estéticos. (Por ejemplo de la integración tecnológica) 7.2 Evaluación de confort: Térmico: A través de modelos matemáticos de simulación o software especializado De Asoleamiento y control solar: A través de modelos gráficos, matemáticos, físicos o software especializado De Ventilación: A través de túnel de viento o software especializado.

Lumínico: A través de modelos gráficos y en cielo artificial o software especializado Acústico y control de ruidos: Por medio de cálculos matemáticos simples o software especializado 7.3 Energética: Evaluación de los usos de la energía en climatización e iluminación artificial, y de tecnologías apropiadas aplicables al proyecto para hacer un uso más eficiente de la energía y los recursos.

7.4 Ambiental: Se desarrollará un estudio de impacto ambiental (a través de listas, índices o matrices) y estudios de como se integrará el edificio a los ecosistemas naturales y urbanos, tanto durante su vida útil como en su reincorporación final. (Incluyendo factibilidad de uso de materiales reciclados, reciclables y ciclos de vida) 7.5 Normativo: El proyecto deberá responder a todos los aspectos legales, normativos y reglamentarios vigentes.

7.6 Económico: Se desarrollará dos tipos de análisis: Económico: presupuesto de proyecto y obra de operación y mantenimiento Análisis comparativo tradicional vs. Bioclimático Financiero: de inversión amortización.

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8.

Proyecto Arquitectónico.

En el proyecto arquitectónico definitivo se hacen los ajustes pertinentes arrojados por las evaluaciones realizadas.

9.

Evaluación de la obra construida La metodología bioclimática no debe terminar al finalizar el proyecto o construirlo, sino que en necesario evaluar la obra ya operando. De esta manera no sólo se da continuidad y seguimiento a los proyectos, sino que también se obtiene una experiencia valiosa de cada uno de ellos. Esta experiencia será de gran utilidad en proyectos posteriores.

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REFERENCIAS Broadbent, Goeffrey and Ward Anthony. (1969) Design Methods in Architecture. Lund Humphries Publishers Limited, England.

Ferreiro, Héctor. (1991) Hombre, el Hábitat, el medio la energía y el método. cap. 1. Manual de Arquitectura Solar Lacomba, Ruth et al. Editorial Trillas México, D.F. Fuentes F. Víctor y Rodríguez V. Manuel (1997) Hacia una Metodología de Diseño Bioclimático. UAM- Azc. México, D.F. Givoni, Baruch. (1981) Man Climate and Architecture. Applied Science Publishers LTD. London, England.

Morillón Gálvez, David. Metodología para el Diseño Bioclimático. Proceedings of the Millennium Solar Forum 2000. International Solar Energy Society – Asociación Nacional de Energía Solar, Mexico City, 2000 Olgyay, Víctor y Aladar (1963) Design with climate. Princeton University Press. U.S.A. Szokolay, Steven (1984) Energetics in Design – Passive and low design for thermal and visual comfort. The University of Queensland, Australia. Cf. PLEA-84 México. Proceedings of the International Conference on Passive and Low Energy Ecotechniques Applied to Housing. Pergamon Press, New York, 1984.

Tedeschi, Enrico (1977) Teoría de la Arquitectura. Nueva Visión, Buenos Aires, Argentina.

Vitruvio, Marco Lucio (1955) Los Diez Libros de la Arquitectura. Obra publicada en 1955 por Editorial Iberia, S.A. Barcelona, España.

Yeang, Ken. (1999) Proyectar con la Naturaleza. Gustavo Gili, Barcelona, España.