2014 Arquitectura bioclimática en zonas alto andinas de Puno
Arquitectura y Medio Ambiente
ÍNDICE INTRODUCCIÓN....................................................................................................................................3 CAPÍTULO I ..............................................................................................................................................4 EL PROBLEMA ..........................................................................................................................................4 1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..................................................................................................4
2.
OBJETIVOS ......................................................................................................................................4 2.1. 2.2.
3.
GENERAL ........................................................................................................................................................... 4 ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................................... 4
HIPÓTESIS ........................................................................................................................................5 3.1. 3.2.
4.
GENERAL ........................................................................................................................................................... 5 ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................................... 5
JUSTIFICACIÓN ...............................................................................................................................5 4.1. 4.2.
TEÓRICA............................................................................................................................................................. 5 SOCIAL .............................................................................................................................................................. 5
CAPÍTULO II .............................................................................................................................................6 MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................................6 1. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA: NOCIONES Y CONCEPTOS................................................................... 6 1.1. CONCEPTO .................................................................................................................................................... 6 1.2. CARACTERÍSTICAS ........................................................................................................................................ 6 1.3. PRINCIPIOS DEL DISEÑO BIOCLIMÁTICO ................................................................................................. 8 1.4. ¿QUÉ SE DEBE SABER PARA CONSTRUIR UNA CASA BIOCLIMÁTICA? ............................................ 10 1.5. ¿CÓMO CONSTRUIR UNA VIVIENDA BIOCLIMÁTICA? ....................................................................... 16 1.6. VENTAJAS DE LAS VIVIENDAS BIOCLIMÁTICAS................................................................................... 17 1.7. DESVENTAJAS ............................................................................................................................................. 18 BASE TEÓRICA .......................................................................................................................................18 1.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS............................................................................................................................ 18
CAPÍTULO III ..........................................................................................................................................19 LA PROPUESTA ......................................................................................................................................19 1. 2.
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EN EL PERÚ .............................................................................................. 19 ARQUITECTURA EN ZONAS ALTO ANDINAS DE PUNO ......................................................................................... 21
PUNO .....................................................................................................................................................21 1. 2.
UBICACION, EXTENSION Y POBLACION ................................................................................................... 21 MATERIALES TRADICIONALES ....................................................................................................................... 22
PROYECTO: CASA CALIENTE .................................................................................................................23 I. II. III. IV. V. VI. VII.
UBICACIÓN: ................................................................................................................................................ 23 PROBLEMA................................................................................................................................................... 23 ENFOQUE .................................................................................................................................................... 24 JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................................................... 24 CONDICIONES INICIALES DE LA VIVIENDA.......................................................................................... 25 DESARROLLO DEL PROYECTO ................................................................................................................ 26 MURO TROMBE Y COCINA MEJORADA .......................................................................................... 28
CONCLUSIONES .....................................................................................................................................29 ANEXOS.................................................................................................................................................30 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................................35
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“La arquitectura debe ser por naturaleza bioclimática en su desarrollo y esencia”. Mg. Arq. Alejandro E. Gómez Ríos
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INTRODUCCIÓN La investigación se trata de la ARQUITECTURA EN ZONAS ALTO ANDINAS DE PUNO el proyecto surge con un ejemplo de una vivienda que cumple con los principios de la arquitectura bioclimática;
determinando primero la ubicación y dentro de ella la
orientación, el clima que incluye el microclima, los materiales a utilizar, y por último la ventilación y espacios interiores que aprovechen la energía natural.
El trabajo contiene 4 capítulos: el capítulo I consta del problema; dentro de este planteamiento del problema, objetivos, hipótesis, justificación. En el capítulo II se explica el marco teórico, dentro de este arquitectura bioclimática; concepto, características, principios, como construir una vivienda bioclimática, ventajas y desventajas, bases teóricas. En el capítulo III trata sobre la propuesta; arquitectura bioclimática en el Perú y arquitectura en zonas alto andinas de Puno.
Fue relevante abordar el tema porque en Perú, específicamente en Puno se muestra que en los últimos años el frío ha sido muy intenso en zonas alto andinas hasta cobrar vidas por eso se plantea casas con sistemas de arquitectura bioclimática. El proyecto servirá para difundir e incentivar la planificación y ejecución de construcción de más viviendas con arquitectura bioclimática para así mantener el calor dentro de ellas y mejoren la calidad de vida y confort de las personas.
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ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EN ZONAS ALTO ANDINAS DE PUNO CAPÍTULO I EL PROBLEMA 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se sabe que las condiciones climáticas de frio intenso sobre el poblador son muy perjudiciales para su salud y su desarrollo, en casos peores puede llegar a ser mortales. La investigación es sobre arquitectura bioclimática en el Perú, vemos las deficientes condiciones climáticas y siendo de este modo el contexto plantearemos la siguiente interrogante: -
¿Cuáles son los factores que determinan una vivienda bioclimática en las zonas de mayor frio en el Perú?
-
¿Cómo podríamos construir viviendas adecuadas para las condiciones de clima frio en el Perú?
2. OBJETIVOS 2.1. General Establecer una propuesta técnica para la modificación y construcción de viviendas en climas fríos a fin de lograr condiciones de confort térmico en sus interiores. 2.2. Específicos -
Conocer los tipos de materiales que se usan en las zonas de mayor frio en el Perú.
- Conocer la importancia de la arquitectura bioclimática en el campo de la construcción de edificaciones y en el campo de la construcción rural.
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3. HIPÓTESIS 3.1. General La falta de una buena orientación en la construcción y la falta de un aislamiento térmico en los pisos, techos, etc. Problemas de infiltración de aire y costumbres de ventilación no controlada, generan que los ambientes de la vivienda sean fríos. 3.2. Específicos Modificación constructiva de una vivienda a través de aislamiento térmico para incrementar la temperatura de los ambientes de la vivienda.
4. JUSTIFICACIÓN 4.1. Teórica La justificación e importancia del trabajo parten de la gran cantidad de material bibliográfico que hemos encontrado sobre el tema. Tomaremos la información recopilada, y la usaremos en nuestro proyecto de investigación y a su vez esta será complementada con nuestras propias ideas logrando así un trabajo de gran relevancia académica. 4.2. Social El presente estudio es importante porque nos permite conocer los problemas de los pobladores, debido a que en los lugares de mayor frio las personas sufren de enfermedades y hasta llegan a morir. Actualmente ya se implementan casas bioclimáticas pero no son muchas las personas que cuentan con esta arquitectura. Y es por esta razón que nosotras conviviendo en este contexto nos evocamos a dilucidar dicha problemática.
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 1. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA: NOCIONES Y CONCEPTOS
1.1. CONCEPTO La arquitectura bioclimática puede definirse como la arquitectura diseñada para lograr un máximo confort dentro del edificio con el mínimo gasto energético. Para ello aprovecha las condiciones climáticas de su entorno, transformando los elementos climáticos externos en confort interno gracias a un diseño inteligente. Si en algunas épocas del año fuese necesario un aporte energético extra, se recurriría si fuese posible a las fuentes de energía renovables. Con la construcción de una vivienda bioclimática como tal, se puede conseguir grandes ahorros energéticos e inclusive puede llegar a ser sostenible en su total. Actualmente este tipo de viviendas en su fase inicial de inversión pueden ser más costosas, pero son muy rentables ya que al poco tiempo de la inversión inicial se amortiza en el tiempo de consumo de cada gestión por la propia vivienda. Es un hecho real de la creación de las ciudades de hoy en día donde mucha de estas construcciones no tienen en cuenta aspectos bioclimáticos, a esto se une el poco respeto que hay por el medio ambiente en muchos países desarrollados o envía de desarrollo.
1.2. CARACTERÍSTICAS 1.2.1. -
Características Generales
Estas respetan la vida, tanto de quien la habita como del medio ambiente que lo rodea.
-
Aprovecha los recursos climáticos propios del lugar, como el relieve, radiación solar, los vientos, el agua, humedad, vegetación circundante, etc.
-
Están construidas con materiales ecológicos, aislantes especiales.
-
Orientación y forma, ya que de esto dependerá la climatización de la vivienda, la ventilación en verano y la calefacción en invierno.
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-
Este tipo de viviendas ahorran más del 60% de la energía, comparándola con una vivienda tradicional.
1.2.2.
Características de una Vivienda Bioclimática
Figura1 Gráficos de una Casa Bioclimática
-
Estufas de masa térmica: Se trata de una chimenea que tras una hora de quema de madera recoge el calor y lo reutiliza para calentar todo el hogar durante un día en función de la superficie de la masa.
-
Tanques cisterna para almacenar agua de lluvia permiten utilizar menor ese recurso sobre todo para tareas de riego y mantenimiento de los espacios verdes.
-
Sistemas de ventilación y de asilamiento permiten mantener la casa a temperaturas agradables tanto en invierno como en verano sin necesidad de consumir electricidad no gas.
-
Paneles fotovoltaicos o solares permiten abastecer de energía a una vivienda sin necesidad de utilizar la electricidad de la red.
-
Uso de materiales naturales locales como adobe, madera, arcilla. Las paredes de adobe permiten una protección contra el calor.
-
Vegetación, que será autóctona y se utilizará para el control climático.
-
Envolvente térmica que será continúa y limitará adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico.
-
Uso de energía solar: para dar calor en invierno y para iluminar todo el año. Orientación hacia el sur.
-
Bomba de calor geotérmica. Para el agua caliente.
-
Techo de tejas con canaletas para acumular agua de lluvia.
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-
Sistema de tratamiento y reciclado del agua para irrigación del jardín y máquinas de lavar.
-
Diseño de ventanas para atrapar los rayos del sol tanto en verano como invierno.
1.3. PRINCIPIOS DEL DISEÑO BIOCLIMÁTICO Su objetivo es proyectar construcciones climáticas balanceadas adaptadas al ambiente de los lugares. Su enfoque es científico y multidisciplinario: la expresión arquitectónica debe sintetizar los datos que ofrecen la meteorología, la biología y la ingeniería. 1. Clima: analizar la temperatura, la humedad relativa, la radiación solar y los efectos del viento de la región en el transcurso del año, considerando también las condiciones del microclima existente en el sitio seleccionado. 2. Evaluación biológica: se basa en las sensaciones humanas, es necesario hacer un diagnóstico del impacto del clima a lo largo del año en términos fisiológicos, los datos climatológicos ordenados en una tabla temporal mostrarán las medidas que deben alcanzarse para obtener condiciones de confort. 3. Soluciones tecnológicas: después de que los requerimientos bioclimáticos de confort son definidos es necesario interceptar los elementos del clima adversos y utilizar los impactos favorables en el momento justo en cantidades adecuadas. Una construcción balanceada en términos climáticos debe considerar: a) Las características del sitio en los períodos fríos y calurosos. b) La orientación de la construcción con relación al sol para ganar o evitar radiación solar según el período estacional. c) La sombra que cae en la construcción. d) Las formas de las viviendas con relación al sol y a las características del sitio. e) Los vientos y brisas y el movimiento del aire interior, los cuales determinarán la localización, distribución y tamaño de las ventanas y aperturas. f) Las propiedades térmicas de los materiales.
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4. La aplicación arquitectónica de los resultados obtenidos durante los pasos expuestos (Clima, Evaluación biológica, Soluciones tecnológicas) debe desarrollarse de acuerdo a la importancia de los diversos elementos presentes. El balance climático comienza con el estudio del sitio, debe tomarse en consideración desde la conceptualización del proyecto. La secuencia Clima ---> Biología ---> Tecnología ---> Arquitectura permitirá encontrar
soluciones
a
la
relación
clima-confort.
La
expresión
arquitectónica será consecuencia de la investigación. Durante los períodos fríos es necesario favorecer las ganancias de calor y oponerse a su pérdida; durante los períodos cálidos se deben evitar las ganancias de calor y favorecer su pérdida. Para esto proponen los siguientes principios: a) Reducir las transferencias de calor por convección (transmisión de calor entre un cuerpo y un gas o líquido por desplazamiento de este último) (invierno). b) Favorecer las ganancias solares (invierno). c) Limitar los movimientos del aire exterior (invierno). d) Limitar las infiltraciones de aire (invierno). e) Desfasar las variaciones periódicas de temperatura (invierno y primavera/verano). f) Limitar las ganancias solares (primavera/verano). g) Favorecer la ventilación (primavera/verano). h) Favorecer
el
enfriamiento
por
evaporación
(primavera/verano). i)
Favorecer el enfriamiento por radiación (primavera/verano)
Sugieren las siguientes técnicas para ganar calor o evitar su pérdida: a) Control del viento. b) Concepción térmica de la envoltura. c) Utilización de ventanas y muros acumuladores. d) Utilización de los espacios interiores-exteriores (calefacción). e) Utilización del suelo (aislamiento). Y para favorecer las pérdidas de calor o evitar su ganancia:
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a) Control del sol. b) Utilización de la ventilación natural. c) Utilización de la vegetación y del agua. d) Utilización de los espacios interiores-exteriores (ventilación). e) Utilización del suelo (aislamiento).
1.4. ¿QUÉ SE DEBE SABER PARA CONSTRUIR UNA CASA BIOCLIMÁTICA? Una edificación será considerada bioclimática si cumple los requisitos siguientes: a. Proyecto bioclimático El proyecto garantizará los principios básicos de la arquitectura bioclimática: captación y almacenamiento de energía, aislamiento térmico y protección del exceso de radiación solar en verano, utilizando los recursos naturales propios y del lugar, sobre todo las fuentes de energía renovable, trabajando básicamente con el sol y la ventilación, y controlando los flujos energéticos. Por tanto, serán básicas las justificaciones de la orientación, el análisis de los pres existencias y la propuesta de los materiales en su conjunto. Como indica el Código Técnico de la Edificación (CTE), el proyecto velará por reducir a límites aceptables el deterioro del edificio y que éste altere el medio ambiente en su entorno inmediato (CTE DB-HS) y un uso racional de la energía necesaria para su utilización, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento (CTE DB-HS). b. Insolación En la fachada Sur (± 45º) las oberturas se dimensionarán para favorecer las aportaciones solares en invierno y dispondrán de protecciones solares para el verano. En la fachada Norte (± 45º)
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las oberturas se dimensionarán para minimizar las pérdidas energéticas en invierno. En las fachadas Este (± 45º) y Oeste (± 45º) las oberturas se dimensionarán para controlar los efectos de la radiación solar (deseable o indeseable). En cualquier caso las mejores orientaciones se reservarán para los espacios con mayor tiempo de ocupación. Estos espacios tendrán que recibir, a través de las ventanas, una hora de insolación directa entre las 10 y las 14 horas solares durante el solsticio de invierno (± 30º). c. Ventilación cruzada Los edificios dispondrán de ventilación natural cruzada a dos fachadas (idealmente opuestas) y de sistemas de ventilación híbridos o mecánicos, que aporten un caudal suficiente de aire exterior y que garanticen la extracción y expulsión del aire viciado por los contaminantes. (CTE DB-HS3) d. Envolvente térmica La envolvente será continua, estará exenta de puentes térmicos y limitará adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno, así como por sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire, exposición a la radiación solar y tratando adecuadamente los puentes térmicos para limitar las pérdidas o ganancias de calor (CTE DB-HE). Se superará en un mínimo de un 20% el valor U de transmitancia térmica de las diferentes familias de cerramientos (cubiertas, fachadas, etc.) y particiones, adecuándolo a la zona climática dónde se ubica el edificio (CTE DB-HE1).
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e. Protección solar Se estudiará el factor solar y el factor de sombra de aberturas y lucernarios, limitado en función de la zona climática, orientación del edificio y también en función de su carga interna. (CTE DB-HE1). En la fachada Sur (± 45º) se colocarán voladizos de protección solar estival o equivalente. Será necesario justificar que los aleros evitarán la entrada del sol en verano, pero no producirán sombras en las ventanas y balconadas que impedirían la captación solar en invierno. En la fachada Oeste (± 45º) se asegurará la sombra mediante elementos móviles o fijos con aleros verticales, independientes de la persiana convencional. Asegurando una sombra mínima del 90 % del cristal en el periodo comprendido entre el 1 de julio y el 31 de agosto. f. Ahorro y calidad del agua Los edificios dispondrán de medios adecuados para suministrar, de forma sostenible, agua apta para el consumo al equipamiento higiénico previsto. Se instalaran dispositivos de ahorro de agua consistentes en el mayor número de los mecanismos siguientes: -
Inodoros con cisternas de no más de 6 litros y descarga ponderada
-
Recogida y utilización de aguas pluviales para riego de zonas ajardinadas.
-
Reutilización de aguas grises
procedentes de
lavadora,
lavavajillas, bañera o ducha, para descarga del inodoro. -
Grifos electrónicos o mecanismos de aireación del agua mediante efecto Venturi en lavabo, bidé y ducha.
-
Grifería termostática, grifos con sensores infrarrojos, grifos con pulsador temporizador.
-
Fluxores y llaves de regulación antes de los puntos de consumo (CTE DB-HS4).
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-
Depuración de aguas grises para minimizar la carga contaminante devuelta a la red.
g. Agua caliente con energía solar térmica En los edificios con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, se cubrirá una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda mediante la incorporación de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de agua caliente del edificio, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial. (CTE DB-HE4). Además de la energía solar térmica se considerarán también otras energías renovables como las procedentes de la: -
Geotermia
-
Eólica
-
Biomasa aplicada a la edificación
h. Iluminación natural La edificación tendrá una distribución y una propuesta de espacios que priorice la entrada de luz natural, empleando recursos constructivos que optimicen la incidencia de la luz solar en el edificio en función del tipo de espacios. Así los espacios destinados a zona de vida deberán ser totalmente exteriores, y los de servicios podrán estar en una consideración de segundo orden. Las instalaciones de luz artificial serán energéticamente eficientes, disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que optimice el aprovechamiento de la luz natural en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones. (CTE DBHE3 art.15.3 Parte I)
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i.
Energía Fotovoltaica La iluminación ornamental deberá ser al menos en un 80% de origen fotovoltaico. En los edificios que así establece el CTE se incorporarán sistemas de captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial. (CTE DB-HE3)
j.
Red de desagüe separativa La edificación tendrá una doble red de desagüe: una de aguas limpias (exclusivamente de lluvia) y otra que recoja todas las de uso doméstico. El agua de lluvia se utilizará para el riego dentro de cada parcela, o bien se conducirá hasta la red de pluviales –en los municipios que exista- o a un depósito de gestión municipal para el riego público. Las otras aguas se conectarán a la red separativa municipal de alcantarillado.
k. Selección de residuos Los edificios dispondrán de espacios y medios para extraer los residuos ordinarios generados en ellos de forma acorde con el sistema público de recogida de tal manera que se facilite la adecuada separación en origen de dichos residuos, la recogida selectiva de los mismos y su posterior gestión. (CTE DB-HS2)
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En función del sistema de recogida del municipio se calcularán y diseñarán los locales o almacenes del edificio y un espacio inmediato en la vivienda que facilite la selección de residuos. Estos espacios deberán estar recogidos en el proyecto y permitirán la selección mínima de: papel y cartón, plástico y metal, materia orgánica, cristal, y desecho. l.
Materiales, electrodomésticos e instalaciones Los materiales utilizados serán de bajo impacto medioambiental, naturales, de origen cercano, de fácil mantenimiento, lo más estandarizados
posible
e
incorporando
los
criterios
de
deconstrucción y ciclo de vida. Se integrarán aparatos de bajo consumo energético, de baja emisividad tóxica, así como equipos de iluminación eficientes y con control de presencia y encendido en zonas comunes. En la fase de ejecución se velará por la recogida selectiva de los residuos generados, por la utilización de materiales y productos que sean ambientalmente adecuados en su elaboración y puesta en obra y por evitar situaciones accidentales que provoquen afecciones medioambientales tanto del suelo, de acuíferos próximos como del entorno, minimizando impactos de ruido y generación de polvo. m. Vegetación La vegetación, en caso de existir, será autóctona y se utilizará como mecanismo de control climático. En este sentido, la vegetación de la fachada sur será siempre de hoja caduca. n. Preinstalación domótica Las viviendas incorporarán una preinstalación domótica, consistente en un tubo de 20mm de diámetro que llegue hasta los puntos de ubicación de los aparatos de ACS, calefacción y lugares de
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entrada de las fuentes de energía, la sala y los dormitorios, desde el registro de acceso de usuario (RAU) de telecomunicaciones.
1.5. ¿CÓMO CONSTRUIR UNA VIVIENDA BIOCLIMÁTICA? Para conseguir una vivienda con estas características, hay varios aspectos a tener en cuenta como:
Ventilación correcta y aislamiento de los muros, para conseguir la máxima eficiencia en el mantenimiento de la temperatura (con poliestireno, por ejemplo).
Orientación de la construcción, para aprovechar al máximo las horas de luz. En climas fríos y nublados, amplias cristaleras orientadas al sur permiten captar la luz y el calor del sol.
En climas muy soleados podemos utilizar ventanas pequeñas y sistemas que permitan iluminar las habitaciones sin sobrecalentarlas. Uno de estos sistemas son las chimeneas de luz solar. Se trata de conductos recubiertos de materiales reflectantes que van desde la cubierta de la vivienda a la habitación que se desea iluminar. Tan sólo la luz, y no el calor, llega a la habitación.
La construcción de pequeñas chimeneas (parecidas a las chimeneas de ventilación de los barcos) en viviendas situadas en clima cálido mejora la ventilación y proporciona un sistema de refrigeración efectivo y gratuito.
Utilizar todo lo que se pueda materiales naturales, y aquellos que más se usan en la región (nos saldrán más baratos y será más rápido obtenerlos).
Los muros trombe consisten en paredes acristaladas orientadas al sur. El aire se calienta a alta temperatura dentro del cristal, y tiende a subir. Si lo canalizamos al interior de la vivienda, obtenemos calefacción. Y también podemos emplearlo para crear un tiro forzado de aire, que crea una corriente de aire fresco en el interior de la casa.
Integrar energías renovables, para no contaminar ni gastar consumiendo combustibles fósiles cuando necesitemos de esa energía.
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Intentar reciclar todos los residuos que podamos (la basura orgánica, por ejemplo, en compost* para las plantas, o el agua de la ducha que dejamos perder hasta que se calienta, para usarla en el riego o para fregar, etc.).
Rodeando la casa de árboles de hoja caduca, aprovechamos el freno a la luz solar que supone el follaje en verano pero seguimos disfrutando del sol en invierno.
Una pared húmeda, o incluso por la que circula una fina lámina de agua, refrigerará la casa, pues el agua, al evaporarse, absorbe gran cantidad de calor. En general, patios interiores con plantas y estanques contribuyen a refrigerar el edificio.
Elementos exteriores y complementarios, como pueden ser pantallas de vegetación y pérgolas, toldos, persianas fijas y móviles, etc.
El color tanto de los techos como de las paredes también influye: los claros reflejan la luz y así se refrigeran los espacios. Los oscuros, en cambio, por ejemplo en techos, absorben la luz por lo tanto el calor. Un tejado claro, frente a uno oscuro, reduce la absorción de calor en un 50%.
1.6. VENTAJAS DE LAS VIVIENDAS BIOCLIMÁTICAS -
Una construcción bioclimática reduce la energía consumida y, por tanto, colabora de forma importante en la reducción de los problemas ecológicos que se derivan de ello (el 30% del consumo de energía primaria en los países industrializados proviene del sector de la edificación).
-
Para ahorrar dinero en la factura de la electricidad o del gas.
-
Para conseguir una mayor armonía con la Naturaleza. Podemos pasar de la casa - "búnker" que no tiene en cuenta su entorno climático y utiliza potentes aparatos de climatización para resolver el problema, a la casa que se integra y utiliza el entorno y el clima para resolver sus necesidades.
-
Mejora el bienestar de sus usuarios. Por ejemplo, la potenciación de la luz natural en el interior de un edificio no solo supondrá un ahorro económico y un menor impacto ambiental, debido al menor consumo de electricidad (un importante porcentaje de producción de electricidad se realiza a partir de la quema de combustibles fósiles con la consiguiente liberación de gases
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contaminantes de efecto invernadero, especialmente CO2), sino que también podrá reducir el posible estrés de sus ocupantes. -
Ahorro monetario en las facturas de electricidad y gas.
-
La construcción sostenible no se caracteriza por un rasgo concreto ni se limita a un conjunto de normas o requisitos. Se trata de un proceso completo que abarca desde la elección del solar en que iniciará la construcción hasta la proyección de la estructura y la utilización de materiales ecológicos o la posibilidad de reciclaje de los mismos.
-
Lograr una mayor armonía entre el hombre y la naturaleza. Se pasaría de la casa-"bunker" que no tiene en cuenta su entorno climático y utiliza potentes aparatos de climatización para resolver el problema, a una casa que se integra y utiliza su entorno y el clima para resolver sus necesidades energéticas.
1.7. DESVENTAJAS -
Sobrecoste y encarecimiento de la vivienda.
-
Hábitos de la sociedad, al no estar los usuarios acostumbrados a vivir en sistemas de renovación controlada de aire.
-
Los medios de comunicación encumbran cualquier tipo de arquitectura esteticista, y apenas reflexionan sobre cómo vive la gente.
BASE TEÓRICA Nuestra investigación está enmarcada dentro de los estudios de carácter psicológico y educativo.
1. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS •
Arquitectura: Diseño de
espacios donde los humanos desarrollan sus
actividades. •
Bioclimática: Bio=vida, Clima=Conjunto de condiciones climática.
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CAPÍTULO III LA PROPUESTA 1. ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EN EL PERÚ En el país estamos viviendo un crecimiento en el sector construcción muy intenso que involucra
el
desarrollo
de
viviendas,
edificios
multifamiliares,
centros
empresariales, centros comerciales, colegios, hospitales entre otras edificaciones, con una intensa dependencia a aspectos tecnológicos como son los sistemas de climatización artificial, sistemas de ahorro energético, sistemas de vidriados especiales, sistemas domóticos e inmóticos para desarrollar edificaciones inteligentes, todo con el fin de proveer bienestar al usuario. Pero la pregunta es, ¿Se está logrando el objetivo? No será que estamos dependiendo de la tecnología, olvidando que se puede y debe tener bienestar desarrollando una arquitectura que aproveche las condiciones favorables de nuestro clima y mitigue las desfavorables. No es nada complicado realizar ventilación e iluminación natural para las edificaciones, entonces ¿por qué no se privilegia? Existe la posibilidad de diseñar ambientes con bienestar integral
(FIGURA 2) CUEVAS DE LOS HOMÍNIDOS
(lumínico, térmico y de ventilación), se ha hecho desde la antigüedad en el Perú y en el mundo; no podríamos imaginarnos a los primeros habitante organizándose para hacer eco cuevas (Figura 2) para vivir, simplemente buscaban estar protegidos de las condiciones climáticas del lugar, como tampoco realizando casas muy soleadas en climas cálidos o muy sombreadas en climas fríos, había una lógica
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respeto del clima que se utilizaba como idea fundamental para el diseño y eso permitía una relación armoniosa del hábitat construido con el hábitat natural. Desde siempre ha existido lo que ahora conocemos como arquitectura bioclimática, todas las culturas del mundo han desarrollado soluciones que son propias a cada lugar y que se han integrado de forma armoniosa a la naturaleza. La Arquitectura ancestral ha sido siempre bioclimática, la arquitectura vernácula se ha integrado siempre a las condiciones del lugar, la arquitectura deber ser por naturaleza bioclimática en su desarrollo y esencia. El hombre desarrollaba sus construcciones con la lógica de ser la arquitectura la tercera piel, la primera nuestra piel del cuerpo que nos protege del clima, la segunda piel, la ropa, cumple la función de acondicionarnos para soportar también el clima, entonces las construcciones eral el cobijo del hombre, o sea, la tercera piel para soportar las condiciones ambientales de cada lugar. Todas nuestras culturas ancestrales manejaron de forma adecuada la integración al medio donde se encontraban la geografía, las condiciones del clima local, los posibles materiales que existían en el lugar para hacer sus construcciones, el conocimiento del movimiento aparente del sol, de las estrellas y de la luna. Siempre ha existido una relación esencial del hombre, sus casas y el sol. Esta situación hizo que se dedicaran a construir
utilizando
edificaciones
que
todo
lo
proveyeran
que de
bienestar interior, de cobijo a las condiciones externas para los usuarios de estos espacios arquitectónicos, es decir, las edificaciones fueron bioclimáticas, no (FIGURA 3) EL BOMBILLO ELÉCTRICO, LA LUZ NATURAL ENCONTRÓ REEMPLAZO.
había otra forma que las hicieran, no tenían como obtener bienestar al interior
manejando el sol y el clima (las condiciones del lugar) para conseguir que las edificaciones fueran el cobijo perfecto. Entonces, las construcciones fueron propias para lugar, se hicieron así por muchos siglos en las épocas pre inca, inca y de culturas ancestrales, durante la colonia y parte de la república. La revolución industrial con sus descubrimientos provocó que
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no se pensara más en proveer de condiciones naturales de bienestar, puesto que con el descubrimiento de la electricidad no hubo más necesidad de pensar en la luz natural pues el bombillo (Figura 3) eléctrico permitió tener la luz que se requería en los ambientes, luego los ventiladores, las estufas el aire acondicionado que suplantarían a las condiciones naturales y el pensamiento de los arquitectos para resolver el acondicionamiento ambiental de las edificaciones mudo de natural a acondicionamiento artificial. En los últimos años, la preocupación por el desarrollo de un arquitectura amigable al ambiente va de la mano con el tema del cambio climático, la crisis energética, la crisis ambiental en general, lo cual ha hecho surgir una corriente que se va a encaminando hacia reconocer que el desarrollo de las propuestas arquitectónicas deben contemplar las consideraciones bioclimáticas. La necesidad de hacer una arquitectura que se integre a la naturaleza es ya una obligación para mitigar los grandes problemas del siglo XXI, la crisis climática y energética mundial.
2. ARQUITECTURA EN ZONAS ALTO ANDINAS DE PUNO
PUNO 1. UBICACION, EXTENSION Y POBLACION El departamento de Puno se encuentra ubicado en la zona sur oriental del Perú. Presenta una topografía accidentada con la mayoría de sus ciudades ubicadas en zonas altas de la sierra. Limita por el norte con Madre de Dios, por el sur con Tacna, por el este con Bolivia y por el oeste con Cusco, Arequipa y Moquegua Tiene una extensión de 72,382 kilómetros cuadrados y una población que se acerca al millón y medio de habitantes. Posee un clima frío y semiseco con temperatura promedio anual de 9°C, llegando hasta los 3° C durante el invierno. Su capital es la ciudad de Puno, ubicada a orillas del lago Titicaca y sobre los 3,827 metros s.n.m. Entre las ciudades más importantes figuran Juliaca, Ilave, Azángaro, Huancané, Lampa y Yunguyo.
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2. MATERIALES TRADICIONALES El uso de los materiales, sistemas y técnicas tradicionales de construcción en las edificaciones se han caracterizado por estar relacionado con los recursos naturales locales, que resulta económicos para la edificación de las viviendas. Se utiliza piedra para cimentación, barro como adobe y/o tapial, para lo muros. Material
Zona
Recursos naturales
Tradición en construcción
adobe
Alto andina
Hay suficiente tierra apropiada para su uso, se utiliza donde no llegan otros materiales de construcción
Es una tradición de construir con tierra porque es un material muy abundante.se usa a partir de 1500 m.s.n.m porque la accesibilidad es muy limitada
Aplicación en relación a la vulnerabilidad en caso de desastres Con refuerzos de caña o malla electro soldada tiene una buena resistencia sísmica y por el confort térmico es muy apreciada en esta zona
(Figura 4) Casa de adobe en Puno.
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PROYECTO: CASA CALIENTE I.
UBICACIÓN: Este proyecto se viene realizando en las provincias de Puno como: Carabaya. A pesar de no ser parte del mismo Grupo de Apoyo, tienen el mismo objetivo, aplicar los beneficios del medio ambiente.
II.
PROBLEMA
(Figura 5) Pobladores de Puno
El proyecto Casas Calientes “K’oñichuyawasi” es una propuesta del Grupo PUCP, que ha creado un sistema para calentar el interior de las casas, que consta de una pared acondicionada para captar el calor del sol y proyectarlo al interior de la casa, una cocina mejorada para evitar que el humo contamine el interior de la vivienda y un sistema de aislamiento del techo para conservar el calor. De esta forma se aumenta la temperatura en el interior de las casas hasta en 10 grados y se disminuye la contaminación que generan las emisiones del humo de las cocinas mejoradas, lo que contribuye a prevenir que los niños enfermen de neumonía.
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III.
ENFOQUE
El clima natural es un recurso que debe ser explotado para acceder al bienestar dentro de los edificios, especialmente en los países pobres.
La arquitectura bioclimática tiene un enfoque coherente y sostenible para manejar el ambiente y puede ser fácilmente replicado por la gente local.
Por esta razón, climatizar con el clima parece ser una práctica válida y adecuada para los países en desarrollo (Perú).
Las prácticas bioclimáticas deben confrontarse y recuperarse de los modernos métodos artifíciales.
Diseñar con el clima es ahorrar energía y no se agrede al medio ambiente.
IV.
JUSTIFICACIÓN Las condiciones climáticas tan frías de las zonas altas andinas generan que las viviendas tengan ambientes fríos; esto trae cada año consecuencias mortales a causa de infecciones respiratorias agudas principalmente en niños y ancianos. Adicionándose a esto el poco estudio de soluciones bioclimáticas para este problema (sobre todo en estas zonas alto andinas peruanas), hacen que el presente trabajo tenga las siguientes justificaciones:
(Figura 6) Niños con el hielo por causa del frío.
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-
De relevancia social; ya que es un problema que afecta a miles de peruanos cada año.
-
De relevancia académica; ya que no hay estudios preliminares en el Perú que hayan abordado este problema de la forma con que se lo abordo en este proyecto.
-
De relevancia tecnológica; ya que permitirá aportes técnicos a la industria de la construcción.
V.
CONDICIONES INICIALES DE LA VIVIENDA
(Figura 7) Casas de Adobe.
(Figura 8) Casa de adobe.
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(Figura 9) Cocina con muro negro por efecto del humo.
(Figura 10) Cocina con muro negro por efecto del humo.
VI.
DESARROLLO DEL PROYECTO El proyecto Casas Calientes se basa en la implementación de un muro trombe, que es una estructura de madera forrada con plástico colocada en uno de los muros exteriores de la vivienda con conexión al interior de la casa mediante unos agujeros en la parte superior e inferior de la pared. Este muro es pintado de negro. De esta forma, se logra que durante el día se capturen los rayos del sol,
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transformándolos en calor y calentando el aire que se encuentra dentro de la estructura, el cual ingresa a la casa por los agujeros en la pared, aumentando la temperatura del interior. Para lograr que el calor se mantenga, es necesario que la vivienda se encuentre herméticamente cerrada. Para ello se implementa el sistema de aislamiento del techo, cubriendo el techo con una malla, la cual, a su vez, es cubierta con yeso, lo que sirve para mantener la vivienda cálida. Finalmente, con la cocina mejorada, o fogón mejorado, se busca evitar que el humo que produce la cocina quede dentro de la casa, lo que produce enfermedades bronco-respiratorias. También se impulsa el uso de combustibles como la leña o bosta, eliminando así el problema de la contaminación causada por combustibles como el carbón.
(Figura 11) Elementos de una vivienda bioclimática.
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VII.
MURO TROMBE Y COCINA MEJORADA El muro trombe (Figura 12) consiste en una pared especialmente acondicionada. Esta se orienta hacia el norte, de manera que el sol le dé la mayor parte del día. Desde dentro de la casa se pueden ver seis agujeros colocados en fila. Los primeros tres cerca del suelo y otros tres cerca del techo. Por fuera, esta pared tiene un recubrimiento plástico en diagonal, a manera de un triángulo escaleno. Por dentro, está pintada de negro para conservar el calor. También se colocan piedras pintadas del mismo color. El aire frío entra desde la casa por los agujeros inferiores. Al calentarse, se vuelve más ligero y entra a la casa por los orificios superiores, lo que eleva la temperatura. Cuando se va el sol, los agujeros deben ser tapados para que el aire no haga el camino opuesto, lo que enfriaría la casa. La cocina mejorada, por su parte, “encierra” al fuego y lo canaliza a través de una chimenea que sale por el techo de la casa y elimina el humo dañino en un 90%. De esta forma, se reduce la contaminación intradomiciliaria, el nivel de partículas en suspensión en el aire y el de Co (monóxido de carbono). Los techos son reforzados con una arpillera que luego se pinta con una mezcla de cola y yeso. De esta forma, se sella la casa para evitar que se enfríe o retardar el enfriamiento por algunas horas.
(Figura 12) Diagrama Simple de Muro Trombe
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CONCLUSIONES
La arquitectura bioclimática requiere de condiciones que beneficien tanto al proyecto como a la naturaleza; para ello se cumplen los principios de arquitectura bioclimática como una buena orientación en la construcción de noreste a la entrada y materiales para el aislamiento térmico en los pisos, techos y paredes. Teniendo en cuenta la geometría del clima, el viento, ventilación cruzada y el invernadero al costado de la vivienda. Debido a las condiciones climáticas tan frías de las zonas altas andinas de Puno generan realizar un proyecto más grande donde las viviendas utilizan para su construcción material de adobe con la implementación de un muro trombe, también el sistema de aislamiento del techo con una malla, cubierta con yeso, lo que sirve para mantener la vivienda cálida. Se utilizan los materiales con los que cuentas en tu alrededor para generar un ambiente confortable y agradable para la personas, en este caso para las zonas alto andinas es recomendable utilizar el muro trombe (pared acondicionada) para la construcción de sus casa, pues les ayudaría a mejorar la calidad de vida que llevan las personas pues las personas ya no sufrirán mucho por el frio que pasan en las noches.
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ANEXOS ANEXO 1: Vía Peru21
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ANEXO 2: Vía Nacionales
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ANEXO 4: Vía Gobierno Regional de Puno
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ANEXO 5: Vía Velaverde
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