Bioclimatica Viviendas

I. INTRODUCCIÓN

Esta monografía contiene información referente a viviendas, ubicadas en la zona 1, desértico marino (zonificación realizada por Rayter-Zúñiga en base a la clasificación climática de Köppen), que aplican los conceptos de bioclimática en su diseño para lograr edificaciones más confortables y económicas. El propósito de este trabajo es poder reforzar y aprender, a partir de proyectos ya elaborados, la aplicación de la arquitectura bioclimática en las edificaciones.

II. OBJETIVOS

Esta investigación monográfica es un análisis de los diferentes proyectos bioclimáticos de la zona 1 aplicados a la realidad. El objetivo es conocer las características de estos proyectos para tomarlos como referencias al momento de plantear nuestro diseño bioclimático.

III. DESARROLLO

1. CLIMA EN LA ZONA 1

La zonificación realizada por Rayter-Zúñiga en el 2005, en base a la clasificación climática de Köppen, determina 9 zonas climáticas en el Perú. La zona 1, desértico marino, tiene un clima semicálido con deficiencia de lluvias durante todo el año (terreno muy seco) y con una humedad relativa media-alta.

2. PROYECTOS BIOCLIMÁTICOS EN LA ZONA 1

2.1. VIVIENDA JGG/ TMB ARQUITECTURA

Arquitectos: tmv arquitectura – Francisco Montes Villa

Ubicación: Delicias, Chihuahua, México

Inicio de obra: Septiembre del 2008

Final de la obra: Noviembre del 2009

Superficie del terreno: 245 m2

Superficie construida: 215 m2

Fotografías: Rafael Ramírez, Francisco Montes

El proyecto se desarrolla en Cd. Delicias 75 Km. al sureste de la ciudad de Chihuahua en un fraccionamiento de nivel medio, sobre un predio de 10 metros de frente por 24.5 de fondo en sentido este–oeste, zona desértica y clima extremoso; es decir mucho calor en verano y muy frio en invierno, siendo esto uno de los factores importantes a tomar en cuenta.

La propuesta se compone de tres cuerpos, dos de ellos área social y privada se emplazan longitudinalmente abriéndose al sur y en el límite norte del terreno uno sobre otro marcando la independencia volumétrica entre ellos con un leve desfase, el cuerpo en planta baja contiene un estudio que eventualmente puede utilizarse como dormitorio, la sala comedor comparten una misma área diferenciada espacialmente por una doble altura relacionando además planta baja con planta alta que contiene los dormitorios , baños y una pequeña área de trabajo sobre el pasillo que articula estos espacios, iluminado por un domo a la altura de las escaleras, el tercer cuerpo se acomoda de manera transversal al terreno en planta baja sobre la calle, alojando las áreas de servicio y acceso a la vivienda.

Con esta organización se genera el patio, que es el eje y base del proyecto, tratando de ventilar y captar el sol se le da forma al volumen masivo superior con la sustracción de una porción de este, haciendo las veces de parasol, en planta baja se aparenta una doble piel con un plano que sobrepasa los paños de las ventanas confiriéndole ligereza al volumen y con el mismo interés de remeter la ventanas generando una especie de pórtico que liga el patio con el interior de la vivienda.

2.2. EDIFICIO EMILIO PUGÍN

Propuesta de Renovación Edificio Emilio Pugín

Facultad de Ciencias Universidad Austral.

A continuación, los proyectos ganadores:

Primer Lugar – Tidy Arquitectos

Arquitectos: Albert Tidy, Daniel Lazo.

Colaboradores: Marcelo Serres, Victor Bustos, Valentina Marín.

Memoria explicativa

La propuesta de renovación del edificio Emilio Pugín pone en valor la estructura remanente del incendió que destruyó sus instalaciones. La estructura es potenciada como un soporte de planta libre donde se ubican modularmente los nuevos recintos como entidades independientes de fabricación seriada, los cuales pueden acomodarse fácilmente ante eventuales futuros cambios en el programa. La estrategia de diseño concentra la intervención en siete puntos fundamentales:

1. Traspaso y Conectividad: dado que prácticamente un cuarto del edificio se encuentra

bajo la cota del terreno, la propuesta libera el segundo nivel para generar distintos

puntos de acceso y traspaso. El edificio se hace permeable ofreciendo una superficie

de espacio público techado que constituirá el lugar más activo de la facultad,

atrayendo a usuarios de otras dependencias del campus, integrando el edificio a la

comunidad universitaria.

2. Estructura y transparencia: la propuesta pone en valor la estructura de hormigón

armado como testimonio del pasado de la edificación. La belleza oculta de la

estructura, desnuda por el lamentable incendio, se realza con los nuevos cerramientos

del volumen que utilizan la transparencia como una renovada imagen de la facultad.

El programa modular del interior no llega a la altura de cielo, dejando un espacio que

le otorga continuidad y amplitud al espacio.

3. Vacío Central: se propone un espacio público ordenador que conecte a los distintos

niveles del edificio y a la vez ordene y distribuya su programa. Una gran escalera de 8m

de ancho conecta el nivel de acceso con el nivel de zócalo, el cual contiene el

programa más público que comparten los distintos institutos, como auditorio, salas de estudio y lectura, y salas multiuso. Desde el nivel de acceso se libera un vacío de triple

altura que conecta verticalmente al edificio mediante una escalera de carácter

escultórico que se transforma en protagonista del espacio y centro de encuentro del

edificio.

4.Programa: el criterio general consiste en disponer los laboratorios en la parte central y las oficinas en el perímetro, orientadas hacia las vistas y la luz natural. Las circulaciones interiores son libres y despejadas, evitando quiebres y pasillos ciegos (como ocurría en la antigua configuración de planta).Los volúmenes dispuestos en las plantas libres son modulares e independientes, configurados a la manera de un “mecano” flexible, que se pueda adaptar a las distintas necesidades en el futuro. La altura de los módulos programáticos es menor a las del espacio dado, generando amplitud espacial y poniendo en valor la estructura de casetones de hormigón armado existente.

Las circulaciones desembocan en áreas comunes de uso público, como estares o zonas de estudio y lectura, las cuales se orientan hacia las mejores vistas. El nivel de acceso contiene una parte privada correspondiente al Instituto de Ciencias Marinas y otra zona pública de cafetería abierta a la comunidad universitaria. El nivel de zócalo en tanto concentra el programa público compartido por los distintos institutos.

La zona administrativa ha sido ubicada en el volumen vertical contiguo a la placa, enfatizando la analogía de cabeza directiva de la facultad. Las oficinas y salas de consejo disfrutan de una vista privilegiada del campus y la lejanía.

5.Arquitectura sustentable: El edificio propone tres principios en el uso de energías pasivas, con el objeto de reducir los costos de acondicionamiento físico‐ambiental de los recintos así como para minimizar su impacto en el medioambiente. A.Fachada ventilada: Se propone una doble fachada de vidrio como envolvente perimetral de edificio. Mediante esclusas accionadas mecánicamente, el espacio permanece estanco durante el invierno, concentrando temperatura a causa del efecto invernadero. En el verano en tanto, las esclusas se abren ventilando el espacio intersticial de la fachada y permitiendo la ventilación cruzada de los recintos.

B.Espacio central: Consiste en una cúpula vidriada de termopanel con una cubierta de celosías móviles interiores, que según el ángulo de incidencia del sol, permite su ingreso en invierno y ó reflecta la radiación en verano. El perímetro de la cúpula cúbica está compuesto por ventanas individuales que permanecen cerradas durante el invierno, concentrando la temperatura, y se abren durante el verano para producir un túnel vertical de ventilación que recorre la altura completa del edificio

C.Cubierta verde: La cubierta arrasada por el incendio es reemplazada por una estructura de losa y vigas invertidas de hormigón desde donde emergen distintos lucernarios que iluminan los laboratorios. La cubierta recibe un manto vegetal de césped que colabora a la aislación térmica y ofrece un espacio‐mirador como área de esparcimiento, con vistas privilegiadas hacia todo el campus.

6.Expresión y materialidad: El edificio se plantea como un volumen que expresa los principios de precisión, higiene, transparencia, tecnología y contemporaneidad. El monovolumen dado es dividido por un espacio vacío de acceso, el cual es atravesado por circulaciones peatonales provenientes de distintas direcciones del campus. El nivel inferior es denominado “Nivel zócalo” y tiene una expresión de base matérica, menos transparente compuesta por hormigón expuesto y cerramientos de cristal espejado. El volumen mayor resultante sobre el nivel de acceso, se plantea opuestamente transparente, liviano e iluminado.

La piel de vidrio exterior recibe un tratamiento de foto serigrafía inspirado en la vegetación circundante. De este modo se obtiene que el edifico se vuelve translúcido en vez de transparente, se crea un efecto mimético con el entorno y se filtra la radiación directa hacia las oficinas y zonas de estar. Mantenimiento:

Proponer un cerramiento vidriado como material predominante, tiene la ventaja de minimizar los costos de mantención prácticamente a una limpieza periódica, ya que el material no sufre deterioro en el tiempo.

Ampliación de superficies:

La superficie de programa se ha respetado rigurosamente, sin embargo dado que el metraje exigido es prácticamente equivalente al espacio existente en la estructura dada, nos parece fundamental vitalizar el edificio mediante el aumento de espacio de uso público de calidad, dada la naturaleza del edificio. Las circulaciones verticales existentes se han eliminado de los extremos, de modo tal que todas las circulaciones (tanto horizontales como verticales), puedan ocurrir en el interior del edificio. El edificio compensa las zonas liberadas con programa que se ubica en el perímetro y hacia distintas direcciones, cumpliendo además el rol de conectores. La zona administrativa se ha independizado del área docente ubicándose sobre la torre de servicios del edifico. Si bien la superficie es nueva, se ha pensado en una estructura de acero liviana y de bajo costo, que prácticamente se posa sobre lo existente, ofreciendo una posición privilegiada dentro del conjunto; ad hoc a su función directiva.

Segundo Lugar – Undurraga Devés

MEMORIA BIOCLIMATICA

Análisis del lugar El clima en la ciudad de Valdivia, corresponde a un clima marítimo lluvioso con inviernos largos que superan los cinco meses. Temperatura templada a fría. Necesidad de buena aislación térmica y uso de calefacción de marzo a octubre. Suelo y ambiente salinos y húmedos que obliga la protección de metales y tratamiento contra la humedad en madera. Escasa oscilación de temperaturas día-noche con ventajas para la construcción con poca masa. Vientos irregulares de componentes sur oeste y en invierno lluvias con viento norte y oeste que exige protección contra infiltraciones en puertas y ventanas. Son necesarias tecnología apropiada para evacuación de aguas lluvias para soportar de 1.000 a 2.000 mm de precipitaciones anuales. (Fuente: zonas climáticas de Chile, Rev. Bit Nº 3 y 4).

El estudio más detallado del clima se puede observar en las Figuras Nº 1, 2, 3, 4 cuyos datos fueron reportados por la estación meteorológica: 857660 (SCVD), cuya latitud: 39.63 º Sur. La humedad media es superior al 80% y mayor en los meses de invierno en los cuales se presentan las mayores precipitaciones del lugar (Ver Figura 2). Las precipitaciones son producidas por frecuentes sistemas frontales que cruzan la zona, los que a su vez producen abundante nubosidad y poca cantidad de días despejados. También aumentan los días con niebla.

Por esta razón la radiación solar disponible es baja en invierno, integrada mayormente por radiación solar difusa (a causa de la presencia de nubes), por lo tanto, su dirección es proveniente principalmente con un ángulo de 60º de la perpendicular a las aberturas.

Direccionalidad de los rayos solares

La Figura 5 muestra la carta solar con las trayectorias solares mensuales proyectada en el plano horizontal. En la misma se indican también la necesidad de sombras, temporal (amarillo) y permanente (rojo). Se puede observar que, la sombra no es crítica, aparece como necesaria la de febrero que se indica en amarillo en la carta solar. Pero como febrero tiene una trayectoria solar equivalente al mes de octubre, se debe disponer de un sistema temporal, que permita al usuario gobernar el ingreso o no de radiación. Además se cuenta con días claros en la época estival, que es cuando más puede molestar la presencia de sol bajo sobre el horizonte, por lo tanto, resulta fundamental contar con estos sistemas.

En base a los valores de temperatura, radiación solar y tipo de cielo, se puede indicar que los sistemas pasivos más importantes para acondicionar naturalmente los espacios, resultan ser los siguientes:

Conservación de energía: las temperaturas reinantes exigen una calidad importante de la envolvente del edificio que permita mantener condiciones de confort interiores con el mínimo consumo de energía. En este sentido es importante establecer una estrategia de aventanamientos eficientes sin disminuir las posibilidades de la iluminación natural.

Ventilación es fundamental tomando en cuenta que interiormente puede haber muchas personas, computadoras y demás equipamiento, es decir, una carga térmica importante, que en verano se hace necesario ventilar al exterior. Por suerte, los valores de temperatura hora a hora, indican buenos valores para refrescar los ambientes mediante ventilación diurna. Además esto se combina con el sol muy vertical, ver carta solar. Por eso, la forma de ese aventanamiento debería ser con elementos verticales para mejorar la ventilación.

Ganancia directa como sistema solar pasivo. Se puede observar también en la Tabla II que hay necesidad de contar con elementos de calefacción aún en los meses intermedios y en días cercanos al verano, en que las temperaturas son bajas. La radiación solar que es más intensaen estos meses aparece como una seria opción para ingresar calor al edificio sin necesidad de aportes auxiliares, mejorando la salubridad del ambiente y disminuyendo el impacto negativo del edificio.

Esta ganancia directa debe combinarse con aberturas de baja conductividad térmica (DVH). En efecto, se prefiere a la iluminación natural para tener mejor calidad ambiental dentro del edificio y a la vez, permitir que el asoleamiento posible, ayude a la calefacción. Además durante las noches en que las temperaturas son frías el edificio se preferiría que controle las pérdidas al exterior de modo más eficiente.

Invernadero: también resulta interesante contar con espacios intermedios utilizados como expansiones que se mantienen vidriados dando la posibilidad de ganar radiacion difusa e iluminación natural. Estos también deben contar con aberturas energéticamente eficientes, tales como el DVH.

Edificio Emilio Pugin – estrategias propuestas

Análisis de fachadas

Para tomar en cuenta las acciones en cada fachada las trayectorias solares se combinan con la temperatura horaria.

Fachada Nor Oriente: mira hacia el amanecer todos los meses del año. Hay requerimientos de sombra sólo en febrero, unas 3 hrs (de 10 a 13 hr solar, lo que equivale de 11 a 14 hr oficial de Chile). Y en noviembre/enero sólo 1 hr (éstos son meses equivalentes en cuanto a la trayectoria solar). Podría por lo tanto ir sin protección pero tomando en cuenta el aspecto térmico de conservación de energía.

En cuanto al aspecto lumínico, cuando el sol está bajo sobre el horizonte, en horas del amanecer y atardecer, el efecto de deslumbramiento puede complicar y se hace necesario controlar la incidencia. Sin embargo, esto ocurre principalmente en aulas o lugares donde se dictan clases. El tiempo nublado, lo controla naturalmente, sin embargo, se prefiere incorporar un control posible para tomar en cuenta la preferencia del usuario. Además como se trata de una fachada potencialmente colectora de energía este sistema se plantea interior.

Efectos adicionales son al amanecer la presencia de la cordillera (aunque no sea más de 1hr).

Fachada Nor Poniente: es otra fachada colectora de energía sobretodo en horas de la tarde.

El sol ve a esta fachada desde las 9 hr solar (10 hr oficial) en los meses de invierno y más tarde (11 hr solar) en los meses de verano y se continúa hasta la puesta de sol. Se le da prioridad a las superficies de aberturas y se otorga un control solar con elementos interiores para control del usuario y disminuir los rayos directos en el momento que se encuentre el cielo despejado en verano. Dado que las trayectorias solares se alejan del plano vertical, los aleros horizontales solamente cubren una parte muy corta del día y se hacen rápidamente inefectivos.

Fachada Sur Poniente: en esta fachada, el sol si puede molestar, pero tiene el bloque de circulaciones que cubre una parte del asoleamiento posible. Es necesario sin embargo, contar con sombra temporal, dado que el sol, especialmente en verano, comienza a dar sobre estas aberturas a las 13 hr (en Diciembre), a las 14 (en meses intermedios), a las 15 hr (en meses de invierno) y continúa dando hasta el atardecer. De nuevo una buena conservación de energía y controlar las superficies vidriadas que desde el punto de vista térmico durante el día hasta las horas mencionadas solamente pierden calor.

Fachada Sur Oriente

En esta orientación vale lo mismo que para la SP, sólo que el sol sale por la mañana, en los días despejados, y puede molestar, sin embargo, el clima nublado, otorga un control natural como se mencionó en el caso de la fachada NO. Por lo tanto, las superficies vidriadas han sido reducidas para controlar el intercambio de energía con el medio ambiente exterior.

Conservación de energía

El reciclaje del edificio se ha plateado con una muy buena asilación térmica, tanto en los paños opacos como en los paños vidriados de las fachadas. Dada su direccionalidad respecto de las trayectorias solares, se ha considerado especialmente la ganancia solar potencial de las fachadas NO y NP, otorgando a los aventanamientos allí existentes una superficie sutilmente mayor, teniendo en cuenta la ganancia solar del edificio. Mientras que las superficies de aberturas vidriadas de las fachadas SO y SP resultan ser menores. La superficie opaca se compone de una superficie exterior de chapa (microwave) que permite una muy buena resistencia a la intemperie otorgando a la vez una calidad estética interesante. Terminación interior de placa de yeso, otorgando una terminación libre de carga de fuego. Se adiciona un espesor de aislación térmica suficiente, utilizando poliestireno expandido que permite mantenerse sin absorber humedad (menos del 2% al estar sumergido en agua), frente a posibles condensaciones de agua en la chapa. La conductancia térmica se calcula con 6 cm de espesor del aislante, que permite una conductancia Km= 0.72 W/m²ºC. Pero si fuera el caso en un futuro de la necesidad de disminuir aún más, el sistema permite incorporar más aislación térmica alcanzando por ejemplo Km= 0,44 W/m².ºC con 10 cm de espesor.

La superficie vidriada

El panel vidriado con DVH tiene una superficie sobre la fachada NO y NP de 38,1 % de la fachada total. Para las fachadas SO y SP el área vidriada constituye el 28,4 %. Esta racionalización en las superficies vidriadas responde a una economía en el gasto del cerramientocompatible con la ganancia solar y la transmitancia térmica. Ver luego el balance térmico, el cual arroja los mejores valores entre varias opciones propuestas. Es de destacar que estas proporciones cumplen con la modificación al Decreto Supremo Nº 47, de Vivienda y Urbanismo, de 1992, Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.

La superficie vidriada se ha diseñado, de una calidad térmica superior. En efecto del doble vidriado hermético (DVH) propuesto está conformado por dos vidrios con cámara de aire de 12 mm, suficiente para permitir el menor valor de transmitancia térmica compatible con un espesor de carpintaría económicamente eficiente y además se sugiere incorporar argón dentro de la cámara, con lo cual, su valor de transmitancia térmica disminuye hasta Kv=1.5W/m2.ºC, con lo cual, nos acercamos a valores menores a la transmitancia de un muro construido con mampostería de ladrillos y revoque (K = 2.4 W/m2.ºC).

El valor de conductancia Kv podría bajar aún más si se tuviera la precaución de bajar el dispositivo de sombra que permite el control sobre el asoleamiento de la ventana para los días soleados o con mucho resplandor. Por las noches permite oficiar de una aislación adicional.

Balance térmico

En la Tabla III aparecen los valores de Fracción de Ahorro Solar mensual, tomando en cuenta los valores del clima indicados anteriormente para dos situaciones comparativas. La primer columna corresponde a la construcción tradicional, es decir, el edificio con estas aberturas indicadas más arriba pero sin DVH, con muros menos conservativos y techos con sólo 2.5 cm de espesor de aislación térmica de poliestireno expandido, con un aventanamiento sin doble contacto y burletes y sin aislación térmica en el piso.

Normalmente se aísla solamente las fundaciones, sin embargo, se colocará aislación en el piso. En el caso tradicional, no se incluye aislación en el piso en los otros casos si.

El valor de fracción de ahorro solar igual a 0 en el mes de Julio es por la baja radiación solar de este mes (por los nublados y las lluvias) y además las condiciones de frío constante. Como se puede observar por más que coloquemos buenas aislaciones térmicas el sol no está presente y eso implica la falta de ganancia solar. En ese momento se requiere una buena conservación de energía para mitigar el gasto de combustible auxiliar. El valor de fracción se ahorro solar anual, es un promedio ponderado de la FAS para los distintos meses, pesándolo por los grados-día, es decir, la cantidad de días fríos y su intensidad. De todos modos hablar de un 40% de FAS anual es un valor importantísimo de alcanzar.

La propuesta considera uso del DVH con argón, Kv= 1.5 ya mencionado; colocación de 6 cm de aislación térmica en muros y unos 8 cm en techos, carpintería con doble contacto y burletes (Renovaciones de Aire / hora - RAH=0.5), y la aislación en el piso.

Como se puede observar, los valores de fracción de ahorro solar, si bien no parecen una diferencia significativa, se debe mencionar que la gran superficie cubierta permite una gran diferencia en los consumos energéticos finales, tal como se indicará más adelante. Las figuras representativas del balance térmico se indican en la Tabla IV, donde aparece el CNP – Coeficiente Neto de Pérdidas en W/ºC; Qaux – Calor Auxiliar Anual (kWh /año), esta figura es lo que consumiría el edificio si fuera calefaccionado con electricidad; QGN es el mismo calor auxiliar anual pero ahora al calefaccionarlo con gas natural (si hubiera) (m3/año); Q GE el mismo calor auxiliar anual pero utilizando gas envasado (Kg/año); G es el coeficiente volumétrico de pérdidas (W/m3.ºC) sirve para tomar en cuenta las normas y finalmente la potencia es la potencia del equipo de calefacción que deberíamos instalar en el edificio para calefaccionarlo. Como se puede observar, la tradicional, se puede descartar, ya que es totalmente fuera de toda sustentabilidad, ya que gasta en consumo del orden de 3 veces más que la opción propuesta. Esto es proporcional al ahorro, ya que si consideramos el precio del gas (enero 2009), a $ 768.9/kg de gas licuado, la diferencia de consumo generará ahorros anuales de aproximadamente $ 38 millones de pesos.

La potencia también es crítica, ya que tomando en consideración el edificio tradicional se debe incorporar equipo de calefacción auxiliar con una potencia de aprox. 375000 kcal/hr, sin embargo, tomando en cuenta la propuesta, la potencia resulta aprox. 190000 kcal /hr, es decir, la mitad. Esto redundará en ahorros en la instalación del equipamiento correspondiente, en este caso particular, en unidades de los radiadores para cada local. El medio ambiente también resulta favorecido dado que la construcción del edificio propuesto implica menores emisiones de CO2, NOx, SO2 y polvo a la atmósfera.

Iluminación natural

Uno de los problemas que tiene el edificio tal como se encuentra planteada la arquitectura del mismo es la gran profundidad de las plantas, las cuales desde el punto de vista lumínico, carecen de luz y ventilación natural en ambientes más profundos. Por lo tanto se han incorporado patios-tubos de luz natural, que permiten incorporar una cantidad interesante del recurso solar a través de ellos. Así se organizan las oficinas adyacentes a las ventanas exteriores y los laboratorios en torno a estos patios. Es de destacar que la iluminación natural permite generar ahorros de hasta el 40% del consumo de energía para estos usos4.

Es sabido que una ventana más alta genera una penetración más profunda de la luz natural en ella, una ventana con una altura superior de 4.5 m, lo que significa que la iluminación natural podría alcanzar hasta los 9.5 a 10 m, tomando en cuenta que debe atravesar el vidrio existente como límite del pasillo y oficina. Esto además permitirá penetrar dentro del taller. En este caso, también el mismo cuenta con la fuente proveniente desde el patio de luz. Sin embargo, puede existir la posibilidad de deslumbramiento de la persona que se encuentra más cerca de la ventana, por lo tanto, se presenta un sistema de sombreado que el usuario de la oficina puede accionar en la medida que este deslumbramiento pueda existir para atenuarlo.

La Figura 9 muestra los valores de nivel de iluminación en un corte desde la ventana hasta el taller, pasando por el pasillo de acceso. Como se puede observar, la respuesta es típica de una ventana lateral, valores muy altos cercanos a la ventana y van disminuyendo hacia el interior. Sin embargo, dentro del aula los valores se mantienen por encima de 300 lux, mínimo exigido por las normas para aulas dedicadas a la docencia. Los valores decrecen hacia el pasillo, donde la disminución por atravesar el vidrio, no implica un cambio sustancial. Una iluminación por encima de 100 luxes en ellos, se considera suficiente. Los valores dentro del taller vuelven a aumentar tomando en cuenta el ingreso de luz natural a través de la ventana del patio de luz.

Es de destacar que se ha elegido una iluminación exterior igual a 50000 luxes, típica de un ambiente nublado al mediodía. También se ha considerado colores medios para la reflexión desde las superficies interiores de los locales. Se puede observar, la importancia que tiene disponer de sistemas de aberturas estratégicas para lograr una iluminación suficiente en cada local que se va a iluminar.

Tercer Lugar – Felipe Assadi + Francisca Pulido

MEMORIA PROYECTO CONCURSO RECUPERACIÓN EDIFICIO EMILIO PUGIN

El partido general para la Recuperación del Edificio Emilio Pugin se compone de un Edificio

Principal (edificio mayor), un sistema de plazas perimetrales y una Torre se Servicios lateral. El

proyecto se ha abordado desde 4 aspectos que consideramos fundamentales:

1 Borde Perimetral

2 Vacíos Verticales

3 Piel Exterior / Imagen

4 Torre de Servicios

Descripción

1 Borde Perimetral

Al ser este edificio un inmueble existente y por lo tanto aún persiste en la memoria

colectiva del Campus, se decide construir un borde perimetral a su alrededor, que sirva

de conector horizontal con el contexto inmediato y que organice a su vez los siguientes

elementos que le darán vida a este entorno:

1.1 Una Plaza Deck superior perimetral que sirve de patio de acceso, genera la piel

del edificio auxiliar de servicios y conecta mediante pasarelas y puentes al

Edificio Principal en 5 accesos.

1.2 Una Plaza Perimetral en el nivel inferior, a modo de “patio inglés” que rodea al

Edificio Principal sirviendo como lugar de encuentros y esparcimiento.

1.3 Un espacio de trabajo debajo de la Plaza Deck superior, que alimenta a la

plaza inferior, creando una gran zona de estudio techada orientada hacia este

gran patio de encuentros.

1.4 Accesos directos desde la Plaza Perimetral hacia el Jardín Botánico, ampliando

así los vínculos del edificio con el contexto.

2 Vacíos Verticales / Patios Interiores

Se propone perforar las losas del Edificio Principal en 3 puntos específicos generando

tres “chimeneas” verticales abiertas en la cubierta que pueden cerrarse en invierno.

Con esto se logra lo siguiente:

2.1 Entregar Iluminación Natural al centro del edificio, optimizando el uso de toda

la superficie interior.

2.2 Ventilación Natural directa para más del 90% de los recintos interiores.

2.3 Edificio Sustentable en Verano, mediante el efecto de chimenea que genera una ventilación cruzada. El exceso de aire caliente del interior del edificio es evacuado por extracción vertical natural en verano

2.4 Edificio Sustentable en Invierno, cerrando las claraboyas superiores de estos vacíos verticales se genera un aumento de la temperatura interior mediante el efecto invernadero.

2.5 Patios Interiores: Los recintos del nivel inferior tienen acceso a tres patios interiores al aire libre. 2.6 Relaciones Verticales: En cada uno de estos patios existe una escalera que comunica los 4 niveles del edificio. Además se incorporan 2 ascensores en un extremo. Más allá de las circulaciones verticales mediante escaleras o ascensores, nos interesan las relaciones que puedan ocurrir entre los distintos niveles del edificio.

3 Piel Exterior / Imagen

Mediante la incorporación de una fachada compuesta de una perfilería de 5 por 30 cms. que permite la entrada de sol, a la vez que regula las vistas sobre los distintos frentes del Campus, se intenta entregar una condición en la que una estructura exterior tipo nido protege el interior del edificio. La imagen que este edificio ha proyectado durante este tiempo ha sido la de un edificio pesado, de una obra gruesa contundente y robusta. La nueva imagen que este proyecto propone se asemeja más a una membrana leve, del color plata que adquieren algunas maderas nativas al exponerse al sol, en cuyo entramado se puede encontrar referencias directas a una construcción hecha a partir de puntales, cuya trama desordenada le quita la noción directa del “edificio” de oficinas y lo escala al lugar, convirtiéndolo en un elemento más del paisaje donde se emplaza.

4 Torre de Servicios

Se recupera el edificio lateral alterando ligeramente su estructura de modo de obtener un volumen separado del Edificio Principal, claro y reconocible como edificio de servicios cuyos recintos serán descritos en el ítem Programa. La Torres de Servicios conecta verticalmente todos los niveles del Edificio Principal mediante puentes, liberando a este último de todos los servicios del proyecto.

2.3. CASA DE CAMPO DE ERNESTO Y MILA

Proyecto: Pablo Vidal

Constructor: José Luís Martínez

Superficie: 180 m2

Realización: 2008

Situación: Castalla, Alicante

Fotografía: Carlos Vidal

Esta vivienda se sitúa en Castalla (Alicante) en una parcela de 1.800 m2. La actual construcción se levanta para sustituir una más antigua, que ya no respondía a las necesidades de los clientes.

La nueva vivienda se distribuye en una única planta, con una superficie de 180m2. El acceso se encuentra situado en la equina sur-oeste de la vivienda. A la derecha, se abre el gran espacio diáfano de la zona de día, con grandes ventanales de suelo a techo orientados a sur, por los que entra de forma controlada la radiación solar gracias a los voladizos. En esta zona totalmente volcada al exterior, la cocina se integra perfectamente con el salón en un espacio único. Desde este, se puede acceder a la terraza exterior y a la piscina.

El volumen de la despensa, es el que separa la cocina del pequeño distribuidor que conduce a las habitaciones y el baño. En esta vivienda existen tres dormitorios, dos dobles y el principal que cuenta con una zona de vestidor y un baño.

Las soluciones constructivas para el diseño de las fachadas, están compuestas por un muro grueso de termo arcilla que permite reducir las variaciones térmicas diarias y acumular el calor generado en el interior de la vivienda. Por otro lado, se han dispuesto importantes aislamientos térmicos y acristalamientos dobles para evitar la pérdida de calor en invierno.

La cubierta, a petición de los clientes, se realizó en teja, para integrarla mejor en la arquitectura tradicional del entorno. Para mejorar la eficiencia bioclimática de la cubierta, se realizó a dos aguas para poder ventilar el espacio bajo cubierta a través de unas rejillas. De esta forma, en verano, el calor se escapa rápidamente antes de llegar a la vivienda.

Para reducir el consumo de agua, se ha diseñado un sistema separativo de recogida de aguas de lluvia de toda la parcela y de aguas grises, que con pequeños tratamientos, serán reutilizadas para el riego de los jardines, utilizando además, un sistemas de riego por goteo para minimizar el consumo.

2.4. VIVIENDA EN ECUADOR

Ficha Técnica

Autores

Arq. Douglas Dreher

Arq. Jackeline Fabre

Colaboradores

Asesoría metalmecánica

Ing. Mecánico Carlos Ordóñez

Diseño Estructural

Ing. Ricardo Armijos

Diseño Sanitario

Ing. Fernando Gonzáles

Diseño Eléctrico

Ing. Víctor Ramírez

Ubicación

Urbanización Lomas del Bosque, vía autopista Guayaquil - Salinas

Fecha del proyecto

Diciembre del 2005

La vivienda se encuentra ubicada al suroeste de la ciudad de Guayaquil, en dirección a la península de Santa Elena, fuera de los límites urbanos de la ciudad.

El terreno esta inserto en las colinas de la cordillera Chongón Colonche, teniendo como paisaje una topografía ondulante y el bosque seco característico de esta región de la costa Ecuatoriana.

La nueva autopista Guayaquil- Salinas facilita el desarrollo de viviendas campestres como residencias permanentes, alternativa que otorga a sus habitantes una mayor calidad de vida fuera del caos urbano.

El diseño de la vivienda se basó en satisfacer las necesidades de una joven pareja que valora el entorno natural como calidad de vida. Para conseguir un equilibrio entre lo funcional y la sensibilidad estética se tubo en cuenta la relación de la edificación con respecto a su ubicación, y de ambas cosas con respecto al entorno natural, por lo tanto elementos como el paisaje y clima han sido factores preponderantes en el diseño, al igual que la utilización de materiales ecológicos, la instalación de sistemas energéticos autosuficientes y conseguir un confort de temperatura sin necesidad de sistemas mecánicos.

Se ha priorizado el uso de materiales de la zona como la piedra caliza, utilizada en muros de contención y revestimientos, o los bloques de arcilla cocida de las mamposterías. En el caso de la madera, ésta proviene de bosques de explotación sostenible de la región andina.

El diseño propone una fusión entre lo contemporáneo y lo rustico, donde el discurso minimalista es imprescindible en la conjugación de formas y espacios de modo que los volúmenes adquieran su propio significado e identidad a partir de la premisa de que la naturaleza es el primer y único ornamento donde no caben artificios vanos.

La composición volumétrica busca una sinergia entre lo sólido habitable y el vacío del entrono natural, en esa búsqueda los volúmenes giran, se construyen, y se elevan, logrando crear ambientes que se abren al paisaje a través de mamparas de vidrio que disuelven los límites entre el interior y el exterior.

La planta, de diseño disperso, responde a un programa tradicional de una vivienda con zonas claramente definidas. El área social busca por sí, ser una experiencia integradora y de bienestar, tanto la sala como el comedor se constituyen en volúmenes independientes, altos y semitransparentes, que se abren hacia diferentes direcciones, entre ambos como principal punto focal del vestíbulo y donde se concentra la mayor tensión del juego volumétrico se encuentra un espejo de agua y una cascada. Este primer plano de paisaje, aunque artificial, logra mimetizarse con su entorno inmediato, logrando proveer y al mismo tiempo jugar con las percepciones físicas y sensoriales del espacio interior, volcándolo hacia el vacío que lo contiene en una comunión con el entorno y sus colores.

Características bioclimáticas

El Ecuador se encuentra en el centro de las inclinaciones del sol (23º 27’) y por esto es la parte de la tierra que conserva mas calor durante todo el año (un rayo de sol que incide mas inclinado sobre una superficie produce menos calor) por lo tanto los cambios de temperatura no son bruscos, no obstante, su proximidad al Océano Pacífico hace que las corrientes de Humbold (fría) y de El Niño (cálida) marquen dos periodos climáticos bien diferenciados. Uno lluvioso y húmedo, con calor típico del trópico, que se extiende diciembre a abril (conocido como invierno que corresponde al verano austral); y el otro seco y un poco más fresco (conocido como verano que corresponde al invierno austral), que va desde mayo a diciembre. Entre ambos periodos la temperatura promedio oscila entre los 20ºC y 27ºC.

La vivienda tiene su lado más largo orientado en sentido oeste – este, siendo las fachadas con menor cantidad de vanos las de mayor incidencia solar, para contrarrestar esto, se propone un masa arbórea a todo lo largo de ambos linderos del terreno. Las fachadas principales orientadas hacia el sur y norte, están perforadas en un 60% aproximadamente por vanos, que permiten el ingreso de abundante luz natural a todos ambientes interiores durante las horas de luz solar.

Las ventanas son de vidrio con capa de filtro solar que aísla la radiación al interior de la vivienda y adicionalmente se han diseñado protectores solares a manera de celosías fijas de madera ubicados en los sitios de mayor exposición, los cuales tamizan el 80% de la radiación hacia el interior.

Los vientos que predominantemente van en dirección suroeste – noreste, ingresan y salen por toda la vivienda con una ventilación cruzada, lográndose que el 100% de la superficie de ésta tenga ventilación natural.

Con la finalidad de conseguir los mejores niveles de confort de temperatura los ambientes están provistos de buena altura y adicionalmente las cubiertas se diseñaron con desniveles cuyo propósito es el de crear vanos que permitan la salida del aire caliente acumulado en el interior a través de celosías de vidrio ajustables. La sala y comedor son volúmenes de cristal con solo un 20% de paredes de mampostería, la mayor superficie esta ocupada por ventanas que permiten el ingreso del viento, y la salida del aire caliente por las ventanas altas ubicadas en todo el perímetro.

Los paneles de las cubiertas son de un acero base recubierto de una aleación de aluminio y zinc, lo cual permite una inmejorable resistencia al tiempo y a todo tipo de condiciones. El panel tiene la ventaja de reflejar hacia el exterior un 85% de la incidencia de sol, lo que permite que la temperatura bajo la parte inferior del panel disminuya aproximadamente 8 a 10 grados centígrados.

El panel especificado por motivos de diseño será de color aluminio natural, lo cual hace que mejore su propiedad reflectiva.

Adicionalmente se prevé salidas de aire caliente en la cámara de aire existente entre la cubierta y el cielo falso.

Medidas ecológicas tomadas para la vivienda

• Riego de jardines captación de agua de pozo

• Porcentaje aproximado de superficie útil que necesita luz artificial durante el día 0 %

• Porcentaje aproximado de superficie construida ventilada de forma natural 100 %

• Sistemas de control solar quiebrasoles, aleros

• Sistema de calentamiento de agua paneles solares

• Provisión de madera fuentes controladas

VISTA 1 VISTA 2

VISTA 3 VISTA 4

VISTA 5 VISTA

IV. CONCLUSIONES

Este trabajo cumplió con los objetivos de ofrecernos parámetros de diseño para las condiciones de la zona 1, en el cual se muestran diversos proyectos con sus respectivos análisis bioclimáticos.

Estos proyectos bioclimáticos se encuentran ubicados en diversos puntos del planeta.

V. BIBLIOGRAFÍA

1. Guía de aplicación de arquitectura bioclimática en lugares educativos

2. Propuesta de Renovación Edificio Emilio Pugín - Facultad de Ciencias Universidad Austral http://www.plataformaarquitectura.cl/2009/06/10/resultados-concurso-recuperacion-del-edificio-emilio-pugin-uach/

http://parq001.archdaily.net/wp-content/uploads/2009/06/memoria_tidy.pdf

http://parq001.archdaily.net/wp-content/uploads/2009/06/memoria_ud.pdf

http://parq001.archdaily.net/wp-content/uploads/2009/06/memoria_assadi.pdf

3. VIVIENDA JGG/ TMV ARQUITECTURA

http://www.plataformaarquitectura.cl/2010/01/25/casa-jgg-tmv-arquitectura/

4. CASA DE CAMPO DE ERNESTO Y MILA

http://www.arquitectura-bioclimatica.net/proyectos/arquitectura/arquitectura-casa-ernesto-y-mila/

5. Douglas Dreher Arquitectos - Arquitectura, Diseño y Urbanismo http://www.douglasdreher.com/proyectos/vivienda_bioclimatica.asp

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