INTRODUCCION:
La interpretación y la composición de esta vivienda - destinada como residencia para las practicas y la investigación cientifica en energias renovables del sector rural - se orienta a una tipología tradicional de la sierra sur peruana de volumen sencillo se ncillo , abierto a la luz y adaptada a su paisaje. pais aje.
ORIENTACION E INTEGRACION AL PAISAJE
La residencia se orienta en dirección norte-sur norte-sur con el fin de aprovechar de mejor manera la incidencia “directa” de los rayos solares a lo largo de la construcción (en su zona mas larga) De igual manera logramos una incidencia “indirecta” de los vientos predominantes, predominantes, que tienen una trayectoria nor-oeste a sur-oeste, evitando asi el enfriamiento por aire y mejorando la eficiencia del muro trombe y el invernadero, además podemos reducir aun mas el impacto de los vientos con barreras naturales como
N barrera natural arboles
Incidencia indirecta de vientos
El Norte recibirá sol durante todo el día especialmente en invierno, en esta zona se encuentran los espacios mas importantes
Vista Este El Este Recibirá sol durante la mañana, tanto en invierno como en verano
W Dirección de vientos dominantes
E
R A D I A C I Ó N S O L A R
El Norte es la zona mas favorecida para la radiación sera mayor en los meses de invierno.
VISTA OESTE
VISTA ESTE
El Este y Oeste tendran Incidencia solar directa en la mañana y en la tarde tarde a lo largo de todo el año. En sus fachadas se encuentran encuentran los principales vanos de la casa.
EL USUARIO Y LA DISTRIBUCION DE LA CASA
Muro Trombe Dormitorios
El proyecto esta dirigido a los requerimientos del usuario, la vivienda debe adaptarse y servir sus necesidades para desarrollar en ella su forma de vida. Al ser una casa bioclimatica la distribución de espacios debe considerar el ahorro energético y la distribucion funcional. como la razón mas importante. LOS ESPACIOS:
1. Vestibulo - estar 2. Cocina social 3. Dormitorios 4.Cuyerasmejoradas 5. Invernadero 6. S.S.H.H. (estan fuera de la casa) 7. Terraza Mirador AREA: AREA VIVIENDA: 71.5 m² menos el porcentaje que ocupa los muros y la circulación ( 35%), el espacio habitable se reduce a 45.5 m². AREA INVERNADERO: 17 ²
Muro Trombe Cuyeras
Circulación
Ingreso Secundario
LA ESCALA:
La concepción de escala esta dada por la altura del techo lo que genera una arquitectura más confortable (da la sensación de un espacio más grande), hay un aumento de la iluminación natural, y tendrá un cerramiento tan efectivo como económico como es la quincha que presenta muy buenas características características de aislamiento aislamiento térmico y posee poco peso, algo imprescindible en muros elevados porque los adobes fabricados para la casa (40x17x10) correrían peligro de hundimiento y fractura ya que estos no presentan las características exigidas para muros mas altos arriesgando la vida de las personas que habiten en ella.
Chimeneas con Aislamiento de Yeso (Este aislamiento sera justificado mas adelante)
2.74
Enlucido de yeso evitara la perdida de calor Muro de quincha prefabricada y tarrajeada.
Madera copaiba acerrada tratada expuesta vista 1½¨x 5¨
2 columnas empernadas de 4" x 16" de madera copaiba tratada y vista contribuirán como elemento estético y estructural soportan el peso de la viga collarín
contribuirá con la estética rustica del edificio
2.74
4.74
Es muy importante considerar que esta altura - si existen aberturas incrementara la cantidad de ventilación y se producira el efecto de chimenea donde el aire caliente se eleva y sale por las aberturas de la parte superior y es reemplazado por aire frio que entra por la parte baja por esta razon se utilizara yeso para el revestimiento del cielo razo y para los muros interiores, este material funciona como un exelente aislante, es resistente al fuego, tiene poco peso un bajo costo en obra y es de facil decoracion.
2.74
Ventana con doble acristalamiento (detalle 9) Aire caliente
.10
Viga Collarin
LOS MATERIALES Y LAS TECNOLOGIAS:
Los materiales que componen esta edificación son tradicionales, piedra y barro para cimientos y sobrecimientos, adobe como estructura portante, madera para los vanos, quinch quinchaa como elemento de cierre superior, y paja para el techo. techo. El adobe posee una una alta alta conductividad térmica, siendo optimo para los climas fríos, y favoreciendo así una temperatura agradable al interior de cada ambiente.
Chimeneas de las dos cocinas selladas
Camara de aire mejorara la eficiencia de retención del calor
Techo de paja
Enlucido de yeso evitara la perdida de calor
Panel de Quincha Prefabricada Modulos modulos de 1.20 m Viga collarin Adobe Detalle 3 y 4
Muro Trombe Para Habitacion
Piedra Andesita
CORTE TRANSVERSAL NORTE - SUR EN PERSPECTIVA
Cocina Mejorada PUCP
Mueble Fijo para lavatorio y mesa de trabajo Detalle 8
Piso de Madera Copaiba Machimbrada Detalle 7
Cimientos y Sobrecimientos Detalle 1 y 2
EL ADOBE:
El adobe no solamente es un material ecológico también es un material
El adobe utilizado en la casa ecológica es un bloque de 40x17x10 fabricado
1. Cimientos y sobrecimientos : Los cimiento s son partes de la estructura que actuan como trabncision entre las mismas estructuras estructuras y el suelo potante, la presion que esta ejerce al suelo no debe ser mayor a su presion admisible. El cimiento planteado debido a costos de obra y también debido a que el terreno es de regular a bueno por ser homogéneo y compacto , se planteo un cimiento corrido de albañilería albañilería de piedra piedra a 60 cm de profundidad profundidad y un sobrecimiento sobrecimiento de 20 cm sobre el piso terminado terminado para evitar la capilaridad capilaridad y humedecer el adobe. 2. Muro de adobe :Se considero la estabilidad del muro con arriostres verticales (contrafuertes), como un sistema mas eficiente y accesible. En el proceso constructivo de los muros se observo algunos inconvenientes: - Los bloques de barro fabricados(40x17x10) resultan muy fragiles las proporciones están dentro del estándar aceptable, pero no están bien fabricados, proviene de un suelo arcilloso y contienen poca paja en su mezcla, los adobes se rajan por que le falta arena y por que no tuvo el tiempo de secado adecuado que es 4 semanas. - Con bloques de poca resistencia el muro de adobe que funciona solo a compresión puede fallar, por lo que no podremos hacer el timpano (mojinete) a los costados , la altura que alcanza la cumbrera cumbrera es 4.74 el
umbrera Cumbrera
Tímpano o Mojinete
Ventanas y puertas Los vanos están centrados en los muros y no exceden los limites de abertura(son menores a 4 veces el ancho de muro). En el cerramiento de vanos se utilizara la madera y el vidrio, estos materiales permiten un ingreso rápido de calor pero también una rápida salida, lo que ocasiona enfriamiento. Por esta razón el tamaño de las ventanas obedece al tipo de clima del lugar y a la ubicación donde se encuentra la edificación. Las ventanas propuestas propuestas se caracterizan por el reducido tamaño para evitar la perdida de calor pero también se debe tomar en cuenta la variables de forma (equilibrio estético), iluminación, renovación de aire ,etc. Esto obliga plantear tecnologías alternativas con menor perdida de calor , por esta razón se propone diferentes tipos de cerramient cerramiento o de acuerdo a la ubicación que los vanos tengan.
El vano de la cuyera cuyera utilizara un acristalamiento acristalamient o de 8 mm de espesor debido a que no necesita mantener una temperatura muy altay necesita un poco de humedad. Vanos en direccion este y oeste. utilizara un doble acristalamiento de 4 mm de espesor cada vidrio estara separado 2 cm. Vanos en direccion sur. utilizara un doble acristalamiento de de vidrio templado 6 mm de espesor cada vidrio estara separado 2 cm. esta zo-
VIDRIO DOBLE: El doble acristalamiento cumple una función térmica pues dificulta los intercambios térmicos entre dos ambientes que delimita, la razón de este aislamiento es debido a la resistencia térmica del aire seco y en reposo encerrado en su camara. con un doble acristalamiento se consigue reducir el flujo de calor a un 50%, y en el caso de un vidrio bajo emisivo a un 70%. en el caso de nuestra casa ecológica podemos utilizar un doble acristalamiento simple y este se ubicaría básicamente en la zona mas fría que es la zona sur.
una alternativa son las puertas batientes en las ventanas su uso estará dado principal principalmente mente en las noches para complementar el
Los vanos del sur son los mas suceptibles a la perdida de calor, son los vanos mas pequeños de la casa y tambien seran los mas protegidos. Se construirá al detalle la forma de unión para poder cerrar herméticamente a 2 cm de separación
EL TECHO:
La casa posee un techo alto por la pendiente que una cubierta de paja debe tener (40 °a 45°), esta altura es de 2.74 m sumando la altura de muro terminado y viga collarín, la casa posee una altura total de: h= 4.74 m. El diseño de la estructura (tipo Par y Nudill o), permitira reducir la altura de: 4.74 m a 3.74 m.
LA ESTRUCTURA:
La prioridad de este diseño es ahorrar material y por lo tanto ahorrar dinero, se propone una estructura tipo par y nudillo pero con madera acerrada, cortada cepillada y armada en cusco, esto se montara en la viga collarin de la casa y s era reforzado reforzado con pletinas de acero a cada lado de cada estructura.(este diseño ha sido concebido para ser cubierto con paja.) Este diseño ahorra madera las medidas intentan lograr el menor desperdicio posible y la altura del nudillo es para unir las dos piezas de madera que forman los pares la madera que se comercializa tiene un estandar de 10 pies de longitud (aprox. 3 metros), y se trabaja con el modulo de 3 m.
JUSTIFICACION DEL TECHO DE PAJA
El techo sera de paja como una opción económica, ecológica y social, para esto se manejara técnicamente los riesgos principalmente dado principalmente por lo tiros de las dos cocinas, HACEMOS UNA COMP COMPARACIÓN ARACIÓN ENTRE LAS DIFERENTES OPCIONES PARA JUSTIFICAR JUSTIFICAR LA PAJA COMO MATERIAL DE CUBIERTA. TECHO DE TEJA DE ARCILLA: es un producto elaborado con arcilla cocida, es muy durable al tiempo y tiene una gran calidad decorativa.
Estas tres opciones serviran para los aleros (teja 27), cumbrera y techo entero (teja 36 y 40). Teniendo en cuenta que tenemos que cubrir un area de 95m2,y sabiendo que 27 tejas (teja #40) forman un m2. el total de tejas asciende a 1080 tejas +5% de desperdicio = 1134 tejas 1 millar de tejas cuesta S/.300.00 aproximadamente, aproximadamente, pero el problema es el peso, cada teja pesa 1.30kg y solo la teja (seca)tendria un peso total de 1470 kg a este peso se debe sumar un tratamiento de torta de barro y “enchaclado” estos materiales juntos pesan aproximadamente aproximadamente 1.50 kg /m2 dando un total total de 142.5kg. RESUMEN
- Tejas secas: 1470 kg - Torta Torta de barro y enchaclado: 142.5 kg - 7% el peso de tejas secas, cuando estas están húmedas : 102 kg TOTAL DE PESO DE LA CUBIERTA DE TEJA QUE TOTAL DEBE SOPORTAR LA ESTRUCTURA DE MADERA:
1714.5 KG COSTO APROX. DE LAS TEJAS, LA TROTA DE BARRO Y ENCHACLADO Y COLOCADO EN LA CASA (incluye mano de obra): S/.1050.00
modelo de teja colonial eternit modelo de teja andina eternit RESUMEN - 137 unidades cuesta: S/.3589.5 * Accesorios (12%), arandelas y tapas de plástico: S/.430.7 esta tecnología no requiere torta de barro ni enchaclado EL TOTAL DE PESO DE LA CUBIERTA DE FIBROCEMENTO ES DE 1060.0 KG EL COSTO APROXIMADO DE LAS PLANCHAS Y SU COLOCADO Accesorios EN ES OBRA (incluye mano de obra): S/.4131. S/.4131.00 00
TECHO CON CUBIERTA CUBIERTA DE CALAMINA(PLANCHA ONDULADA METALICA): La calamina ondulada de metal, es la solución mas barata característica principal por ser el material mas usado en zona rural, su bajo peso, su tamaño para cubrir áreas mayores y su impermeabilidad la hacen eficiente . Al momento de implementarla solo necesita correas a grandes distancias haciendo que su estructura también sea economica y ligera a, pero estas características características se contraponen a un factor fundamental en las construcciones en frio y es su alto coeficiente de conductividad térmico (La cantidad de calor que pasa, por metro cuadrado) es de todos los materiales analizados el que mas calor pierde (k=4.5), ademas es un material que agrede el paisaje La plancha ondulada metalica tiene el valor en el mercado de S/.17.00 inc. IGV con un tamaño de 0.80 m de ancho y 1.80 m de largo, un espesor de 0.5 mm, el peso de cada metro cuadrado de de calamina es 4.70 kg, y tiene un área útil de 1.15m2 (por calamina), se necesitaran para la casa 83 planchas y esto costara S/. 1411.00 RESUMEN
La cubierta de calamina es usada aproximadamente en un 85% en todo el distrito, agrede de forma irreversible el
Plancha ondulada tipica
- 80 UNIDADES CUESTA: S/. 1411.00 * ACCESORIOS 2% DEL COSTO DEL MATERIAL S/.15.00 EL TOTAL DE PESO DE LA CUBIERTA DE CALAMINA EN UN AREA DE 95M2 ES DE 446 KG EL COSTO APROXIMADO DE LAS PLANCHAS Y SU
TECHO DE PAJA:
Esta casa no solo significa tecnología, esta casa significa también tradición y cultura. Cada sociedad, cada generación desarrolla su propia forma de “habitar” y configura su propio modelo de entorno residencial respondiendo a esto debemos hacer lo posible por conservarlo y no alterarlo. un techo La Paja significa un compromiso compromiso no solo social e histórico, es también un compromiso compromiso ecológico. El uso de la paja como c ubierta es económico es un material abundante en el medio (langui), estos se compran por “lluco”(es una carga de paja a lomo de caballo), el metro cuadrado de lluco pesa aproximadamente aproximadamente unos 18 kg y tiene un área útil de 2.5 m2 este material debe complementarse con torta de barro y enchaclado o tejido de totora, totora, se confeccionan “ocmakis” (pieza (pieza de paja de 10 cm x 25 cm)el espesor del ocmaki es de 2" y que posteriormente posteriormen te serán cocidos o amarrados con queshua (tiras de paja a manera de cuerda) a clo largo de cada correa
correas 1½” x 2" @ 0.22 m
.22 d i i sposi c c i i on
“Queshua” (soga de paja) que ammarra los ocmakis a la correa
esquema t i i c ca d e oc m ak i i s
Ocmaki de paja, de 2" de espesor sobre correas torta de barro y enchaclado. El precio de un lluco es de S/.22.00 y rinde 2.5 m2 aprox. en la casa se utilizara 36 llucos
ANALISIS DEL COSTO DE TECHO: La estructura de madera que soporta el peso de la cubierta sera directamente proporcional proporcional al peso del material que se utilice mientras mas pesado sea este material su soporte estructural sera también mas costoso. Este es el resumen de pesos(solo del material): TECHO DE TEJA DE ARCILLA: 1714.50 kg TEJA DE FIBROCEMENTO: 1060.0 kg TECHO CON CUBIERTA CUBIERTA DE CALAMINA: 446.0 kg TECHO CON PAJA : 684.0 kg Este es el resumen de costos instalado en la casa: TECHO DE TEJA DE ARCILLA: S/. 1050.0 TEJA DE FIBROCEMENTO: S/.4131.0 TECHO CON CUBIERTA CUBIERTA DE CALAMINA: S/. 1426.0 TECHO CON PAJA : S/. 1127.0
El techo de arcilla es el material mas barato pero esto es aparente ya que la estructura que lo debe sostener debe ser al menos el doble de resistente de la que se esta armando, la estructura que se arma en cusco cuesta aprox. S/. 3500.0 pero con techo de arcilla costara casi S/. 7000.0, esta opcion esta descartada, el techo de fibrocemento tiene un precio alto, pero tiene una gran resistencia al desgaste y no necesita mantenimiento teniendo una larga vida, la calamina es un material barato pero con un coeficiente alto de conductividad termica pero es un exelente material impermeble,(no genera goteras), la paja es el elemento tradicional con el que se quiere cubrir el techo, pero tiene un tiempo corto de vida, de 3 a 4 años, esto puede afectar los estucados interiores, requerira un permanente mantenimiento y es la principal razon por lo que este material a dejado de usarse. Se propone usar una cubierta doble, aprovechar la impermeabilidad de la calamina y mejorar la efectividad térmica de esta, con barro, caña y paja, el peso de ambos materiales es de 1130.0 kg nuestra estructura esta capacitada para soportar cargas alrededor de 1600.0 kg, asi tampoco se agrede el paisaje. el costo de esta propuesta seria de S/. 2553.0 no habra goteras, y la paja podra cambiarse con tranquilidad cada 4 años, ya no comprando sino cultibadola en el terreno. REVESTIMIENTO DE CIELO RAZO
La cantidad de calor que pasa, por metro cuadrado, por hora y por grado de diferencia
LA CHIMENEA:
la abertura de paso para el tiro de la chimenea si no son tratados debidamente pueden convertirse en paso de fuego y humos, las tuberias iran adosadas al muro de adome, previamente seran estucadas con yeso, el adobe con el yeso no presentan ningun problema de combustion, el problema se encuentra entre el paso de la paja de la cubierta y la tuberia. - Como primera accion a tomar seria usar calamina debajo de la paja, para mejorar su comportamiento como cubierta, se aconseja usar este tratamiento a todo el techo, sube el costo significativamente pero nos asegura que el agua no filtre y que el fuego no combustione. - El sistema de barrera de fuego y humo.- debemos restablecer el cielo razo (estucado con yeso) y la salida por la cubierta de paja como una barrera contra incendios, al evitar que el humo y el fuego pasen a través de las aperturas. todo material hecho de fibra de mineral es muy bueno despues se debe fijar con un Compuesto Sellador de Humo, son productos económicos probados y certificados como aislantes. tuberia metalica (cocina mejorada RENSSELAER) no hay medidas
- para lograr un completo aislamiento se propone usar como sistemas aislante yeso, rellenado la abertura con 2 tuberias metalicas, pondre el ejemplo con el tiro de la cocina mejorada de la PUCP.
salida de las chimeneas
tuberia metalica 6" (cocina mejorda PUCP)
PLANOS
E 3 T A S T S E I V N O I C A V E L E
E 4 T A S T E S I O V N O I C A V E L E
E 5 T A S T E S I - V R U
E 6 T A S T E S
E 7 T A S T E S I O V R U S A V I T C E P S R E P
9 A T S I V
