Análisis climático de la ciudad de Culiacán para aplicación en arquitectura bioclimática. Arquitectura y Bioclima FA UAS 2013. Arq. Celia R. Gastélum Ramírez

1. Culiacán
Clima
y
Confort
para
la
Aplicación
de
Estrategias
Bioclimá9cas

2. De
las
Metodologías…
“el
procedimiento
deseable
será
trabajar
con
y
no
contra
las
fuerzas
naturales
y
hacer
uso
de
sus
potencialidades
para
creas
mejores
condiciones
de
vida...
El
procedimiento
para
construir
un
edificio
climá9camente
balanceado
se
divide
en
cuatro
pasos,
de
los
cuales
el
úl9mo
es
la
expresión
arquitectónica.
La
expresión
debe
estar
precedida
por
el
estudio
de
las
variables
climá9cas,
biológicas
y
tecnológicas”
Olgyay,
Victor.
Design
With
Climate.
Princeton
University
Press.
Princeton,
USA
1963.
pp
10-­‐13

3. 1. Planteamiento
del
problema.
– Obje9vos,
alcances
y
limitaciones
2. Análisis
del
Si6o
y
del
entorno
– Medio
natural
– Medio
ar9ficial
– Medio
socio-­‐cultural
3. Usuario:
– Bienestar
y
confort
– Necesidades
y
requerimientos
4. Estrategias
de
diseño
– Clima9zación
– Iluminación
– Acús9ca
Método
desarrollado
por
el
Dr.
Víctor
Control
de
contaminantes
– Fuentes
Freixanet
Arquitectura
BioclimáMca
5. Anteproyecto
CyAD
-­‐
UAM
Atzcapozalco

4. Datos
básicos
para
el
diseño
bioclimá9co
• Emplazamiento
• Clima
local
• Asoleamiento
• Condiciones
de
confort
• Comportamiento
térmico
de
la
Envolvente

5. El
si9o,
el
lugar,
el
emplazamiento

6. Factores
del
clima
• La9tud
• Al9tud
• Relieve
• Distribución
de
9erra
y
agua
• Corrientes
marinas
• Modificaciones
al
entorno

7. Elementos
del
clima
• Temperatura
• Humedad
• Precipitación
• Presión
atmosférica
• Radiación
• Nubosidad
• Visibilidad
• Días
grado
e
Índice
ombrotérmico

8. Factores
climá9cos
Clasificación
• Temperatura
Climatológica
• Humedad
• Precipitación
• Radiación
solar
global
• Vientos

9. Fuente:
Servicio
Meteorológico
Nacional
Normales
Climatológicas
por
estación
h[p://smn.cna.gob.mx/index.php?op9on=com_content&view=ar9cle&id=42&Itemid=75

10. Procesamiento
de
Datos

11. Análisis
de
datos
climá9cos

12. Temperatura
Parámetro
de
Referencia:
Límites
para
evaluar
la
temperatura
sobre
la
zona
de
confort
determinada
con
base
en
la
temperatura
neutra.
• TM
anual
=
24.9º
C
TMax
por
encima
de
la
ZC
todo
el
año
• TM
del
mes
más
caluroso
=
30º
C
TMax
por
encima
de
40º
C
• TM
mes
mas
frío
=19.2º
C.
• TMáx
mensual
por
encima
de
la
ZC
todo
el
año
• De
junio
a
octubre
pueden
presentarse
temperaturas
superiores
a
los
40º
C
Lugar
CÁLIDO
con
necesidades
de
enfriamiento
TM
dentro
de
los
límites
de
la
ZC
durante
la
mitad
de
los
meses
del
año
TN
=
25.3º
C
Zona
de
Confort
=
22.83º
a
27.83º
C.

13. Distribución
de
rangos
de
confort
para
cada
TEMPERATURA
hora
del
día
34,72%
37,85%
TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA
Más de 27.8 Más de 70
Tn= 25.3 de 22.8 a 27.8 CONFORT de 30 a 70
Menos de 22.8 Menos de 30
27,43%
TEMPERATURA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PRO
14.8 13.3 12.1 11.2 10.6 10.4 10.9 12.5 14.8 17.7 20.7 23.6 25.9 27.5 28.0 27.8 27.2 26.3 25.1 23.6 21.9 20.1 18.3 16.5 19.2
15.3 13.7 12.4 11.4 10.8 10.6 11.2 12.8 15.2 18.3 21.5 24.5 27.0 28.6 29.2 29.0 28.4 27.4 26.1 24.6 22.8 20.9 18.9 17.0 19.9
16.4 14.7 13.4 12.4 11.8 11.6 12.2 13.8 16.4 19.5 22.8 26.0 28.6 30.3 30.9 30.7 30.1 29.0 27.7 26.0 24.1 22.1 20.1 18.2 21.2
18.6 17.0 15.7 14.6 14.0 13.8 14.4 16.1 18.6 21.8 25.1 28.2 30.7 32.3 32.9 32.7 32.1 31.1 29.8 28.2 26.4 24.5 22.5 20.5 23.4
21.7 20.3 19.0 18.1 17.6 17.4 17.9 19.4 21.7 24.5 27.6 30.5 32.8 34.4 34.9 34.7 34.1 33.2 32.0 30.5 28.8 26.9 25.1 23.4 26.1
26.0 24.9 23.9 23.2 22.7 22.6 23.0 24.2 26.0 28.2 30.6 32.8 34.6 35.8 36.2 36.1 35.6 34.9 34.0 32.8 31.5 30.1 28.7 27.3 29.4
27.0 25.9 25.1 24.4 24.0 23.9 24.3 25.3 26.9 28.9 31.1 33.0 34.7 35.7 36.1 36.0 35.6 34.9 34.1 33.1 31.9 30.6 29.4 28.1 30.0
26.6 25.6 24.7 24.1 23.7 23.6 24.0 25.0 26.6 28.6 30.6 32.6 34.2 35.2 35.6 35.5 35.1 34.5 33.6 32.6 31.5 30.2 29.0 27.7 29.6
26.4 25.4 24.6 24.0 23.6 23.5 23.8 24.8 26.4 28.2 30.2 32.2 33.8 34.8 35.2 35.1 34.7 34.1 33.2 32.2 31.1 29.8 28.6 27.4 29.3
24.1 22.9 21.9 21.2 20.8 20.6 21.0 22.2 24.1 26.4 28.9 31.3 33.2 34.5 34.9 34.7 34.3 33.5 32.5 31.3 29.9 28.4 26.9 25.4 27.7
19.1 17.7 16.5 15.6 15.1 14.9 15.4 16.9 19.1 21.9 24.8 27.5 29.7 31.1 31.6 31.4 30.9 30.0 28.9 27.5 25.9 24.2 22.5 20.8 23.3
16.1 14.7 13.6 12.7 12.2 12.0 12.5 13.9 16.1 18.8 21.6 24.3 26.5 27.9 28.4 28.2 27.7 26.8 25.7 24.3 22.7 21.1 19.3 17.7 20.2
21.0 19.7 18.6 17.8 17.2 17.1 17.5 18.9 21.0 23.6 26.3 28.9 31.0 32.3 32.8 32.7 32.1 31.3 30.2 28.9 27.4 25.8 24.1 22.5 24.9

14. Humedad
Parámetro
de
Referencia:
Los
límites
son
fijos
para
todas
las
ciudades
entre
30
y
70%
Humedad
HRmáx
>
Confort
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
%
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
Los
meses
de
julio
a
octubre,
que
presentan
los
más
altos
porcentajes
de
humedad,
coinciden
con
lMáxima
as
temperaturas
más
altas,
ZCs lo
que
dZCi
Media por
eberían
considerarse
las
Mínima
estrategias
de
deshumidificación
en
verano

15. Parámetros
de
Referencia:
Se
analiza
el
cruce
de
las
Precipitación
dos
gráficas.
Cuándo
hay
mayor
precipitación
que
evaporación,
se
consideran
meses
húmedos
con
lluvia.
Precipitación y Evaporación
300,0
250,0
200,0
mm
150,0
100,0
50,0
0,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
Precipitación
Media
Anual:
690.1
mm
Nula
o
muy
escasa
de
febrero
a
junio
precip.
>
evapo.
Mayor
a
100
mm
de
julio
a
octubre
En
sep6embre
coinciden
lluvia
intensa,
altas
Precipitación total Evaporación
temperaturas
y
humedad

16. Radiación
Parámetros
de
Referencia:
Se
considera
radiación
alta
cuando
sobrepasa
los
700
W/m2
solar
global
y
baja
cuando
es
menor
a
500
W/m2
Radiación Solar
900,0
800,0
700,0
600,0
500,0
W/m2
400,0
300,0
200,0
100,0
0,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Máxima Directa Difusa Máxima Total Límite Superior Límite inferior
Radiación
Máx
Directa
>
500
W/m2
en
mayo
y
junio,
pero
nunca
por
encima
de
700
Radiación
Máx
Total
>
700
W/m2
en
marzo,
mayo
y
junio

17. Parámetros
de
Referencia:
Se
considera
viento
fuerte
Vientos
para
interiores
cuando
la
velocidad
es
mayor
a
1.5
m/s.
Para
exteriores
esta
velocidad
aumenta
a
2
m/s.
Viento
Velocidad media por orientación
3,0
2,5
velocidad media (m/s)
2,0
2,5 1,5
1,0
2,0 0,5
0,0
N NE E SE S SO O NO
m/s
1,5
Porcentaje de Calmas
1,0
5
4
0,5 3
2
1
0,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0
meses
-­‐1
Media Máxima Límite interior
De
julio
a
octubre
la
velocidad
media
del
viento
rebasa
1.3
m/s
aprovechable
para
estrategias
de
ven9lación
en
los
meses
de
más
calor

18. Rosa de los vientos
PROMEDIO ANUAL
Velocidad media por orientación
N
45,0
2,5
velocidad media (m/s)
40,0
2,0
35,0
1,5 NO NE
30,0
1,0 25,0
0,5 20,0
0,0 15,0
N NE E SE S SO O NO 10,0
5,0
Porcentaje de Calmas
O 0,0 E
5
4
3
2
1
0
SO SE
-­‐1
S
El
promedio
anualizado
graficado
en
esta
rosa
de
los
vientos
demuestra
que
la
dirección
dominante
corresponde
al
Suroeste
y
en
segundo
lugar
al
Oeste.

19. Intensidad
y
dirección
por
mes
Enero
Febrero
Marzo
N
N
N
40,0
50,0
50,0
NO
30,0
NE
NO
40,0
NE
NO
40,0
NE
30,0
30,0
20,0
20,0
20,0
10,0
10,0
10,0
O
0,0
E
O
0,0
E
O
0,0
E
SO
SE
SO
SE
SO
SE
S
S
S
Abril
Mayo
Junio
N
N
N
50,0
50,0
50,0
NO
40,0
NE
NO
40,0
NE
NO
40,0
NE
30,0
30,0
30,0
20,0
20,0
20,0
10,0
10,0
10,0
O
0,0
E
O
0,0
E
O
0,0
E
SO
SE
SO
SE
SO
SE
S
S
S
La
dirección
del
viento
cambia
dentro
de
un
rango
predominante
entre
el
Oeste
y
el
Suroeste,
aunque
ya
en
junio
9ende
a
ser
unidireccional
por
el
Suroeste.

20. Intensidad
y
dirección
por
mes
Julio
Agosto
Sep6embre
N
N
N
60,0
50,0
40,0
50,0
40,0
NO
NE
NO
NE
NO
30,0
NE
40,0
30,0
30,0
20,0
20,0
20,0
10,0
10,0
10,0
O
0,0
E
O
0,0
E
O
0,0
E
SO
SE
SO
SE
SO
SE
S
S
S
Octubre
Noviembre
Diciembre
N
N
N
50,0
50,0
50,0
40,0
NO
40,0
NE
40,0
NO
NE
NO
NE
30,0
30,0
30,0
20,0
20,0
20,0
10,0
10,0
10,0
O
0,0
E
O
0,0
E
O
0,0
E
SO
SE
SO
SE
SO
SE
Será
de
vital
iS
mportancia
estudiar
con
detalle
las
estrategias
de
ven9lación
en
verano,
S
S
temporada
con
los
registros
más
altos
de
calor
y
precipitación,
para
aprovechar
al
máximo
sus
posibilidades
de
atemperamiento
de
los
espacios
interiores.

21. Cálculo
de
sombra
de
viento

22. Parámetros
de
Referencia:
Relaciona
TM
con
ZC.
Cuando
Días
grado
el
valor
es
posiMvo,
se
requiere
enfriamiento
y
cuando
es
negaMvo
se
requiere
calentamiento.
Cuando
el
valor
es
Días Grado cero
las
condiciones
son
confortables.
requerimientos
de
enfriamiento
100,0
50,0
0,0
dg
-50,0
-100,0
-150,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
DG-Enfriamiento DG-Calentamiento

23. Índice
ombrotérmico
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
°C
30,0
20,0
10,0
0,0
-10,0
-20,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
época
lluviosa
Temperatura media Precipitación
Parámetro
de
Referencia:
Marca
la
época
de
lluvias
(cuando
las
plantas
no
requieren
riego).
Están
graficadas
la
temperatura
media
y
la
precipitación.
Cuando
la
precipitación
es
mayor
a
la
temperatura,
quiere
decir
que
es
la
época
lluviosa,
cuando
la
precipitación
es
menor
a
la
temperatura
es
una
época
seca.

24. Geometría
solar
y
asoleamiento

25. Geometría
solar
y
asoleamiento
Transportador
solar
o
mascarilla
de
sombreado

26. Diseño
de
disposi9vos
de
control
Para
diseñar
disposi9vos
de
control
solar
requerimos
conocer
los
límites
de
protección
necesarios,
es
decir,
debemos
saber
a
qué
hora
y
en
qué
meses
o
época
del
año
es
necesaria.
Para
ello
trasladamos
los
datos
de
temperaturas
horarias
a
la
gráfica
solar.

29. Confort
humano

30. Temperatura
neutra
(S.
Szokolay)
Tn
=
17.6
+
0.31
Tm
TN
Culiacán
=
25.3º
C
donde:
Tn
=
Temperatura
neutra
Tm
=
Temperatura
media
(mensual
o
anual)
ZC
=
Tn
±
2.5
ºC
ZC
Culiacán
=
22.83
-­‐
27.83
ºC

31. Diagramas
de
confort
• Climograma
de
Olgyay
• Diagrama
psicrométrico
de
Givoni
• Triángulos
de
confort

32. Climograma
de
Olgyay
• ona
de
Confort
de
noviembre
a
mayo,
solo
para
la
temperatura
media.
Z
• erá
necesario
aplicar
estrategias
de
ven9lación
por
arriba
de
2
m/s
en
las
tardes
de
S
mayo.
• e
noviembre
a
mayo
se
sugiere
calentamiento
por
radiación
en
las
madrugadas
D
entre
250
y
400
W/m2
• e
junio
a
sep9embre
será
imposible
manejar
solo
con
ven9lación
las
horas
del
D
mediodía.

33. Diagrama
psicrométrico
de
Givoni
• adrugadas
de
diciembre
a
abril
requieren
calentamiento
solar
ac9vo.
M
• as
de
mayo,
octubre
y
noviembre
requieren
de
estrategias
de
calentamiento
solar
L
pasivo
o
asoleamiento.
• e
las
tardes,
solo
las
de
enero
caen
dentro
de
la
zona
de
confort
D
• e
noviembre
a
mayo
por
las
tardes,
se
sugiere
una
estrategia
de
masividad
de
D
verano,
así
como
ven9lación
natural.
•
par9r
de
junio
y
hasta
el
mes
de
octubre
las
temperaturas
máximas
se
encuentran
A
por
encima
de
cualquier
estrategia
de
control
pasivo
de
calor,
por
lo
que
habrá
que
u9lizar
aire
acondicionado
convencional.
• n
el
caso
de
las
tardes
de
julio,
agosto
y
sep9embre,
también
será
necesario
E
considerar
la
deshumidificación
convencional.

34. Triángulos
de
confort
(JM
Evans)
En
ninguno
de
los
meses
del
año,
a
excepción
quizá
de
diciembre
existen
condiciones
de
confort
para
ninguno
de
los
niveles
de
ac9vidad
propuestos,
puesto
que
la
relación
entre
la
temperatura
media
y
la
oscilación
térmica
se
encuentran
en
la
zona
más
alta
del
triángulo.
De
noviembre
a
abril
-­‐
área
3
de
inercia
térmica.
Octubre
y
mayo
-­‐
zona
de
ven9lación
selec9va.
De
junio
a
sep9embre
-­‐
no
alcanzan
ninguna
de
las
estrategias
recomendadas.

35. Tabla
Resumen
Estrategias
de
Diseño
Bioclimá9co

37. Matriz
de
Estrategias
Bioclimá9cas

38. Criterios
básicos
de
diseño
bioclimá9co

39. Envolvente
• Comportamiento
térmico
de
los
materiales
• Variables

41. Un
Modelo
de
Cálculo
de
temperaturas
interiores

42. Proceso
General
de
Análisis
Bioclimá9co
El
obje9vo
es
traducir
los
datos
climá9cos
en
conceptos
de
diseño
en
un
proceso
gradual
donde
se
transita
de
datos
numéricos
a
gráficas,
después
a
cartas
y
diagramas,
de
ahí
a
esquemas,
a
conceptos
de
diseño
y
finalmente
al
par9do.
La
evaluación
de
este
par9do
llevará
al
proyecto
defini9vo.

43. Conclusiones:
• Para
reconocer
el
lenguaje
de
la
Naturaleza,
lo
primero
que
tenemos
que
entender
es
el
clima,
que
representa
para
cada
lugar
de
la
Tierra
la
esencia
de
su
habitabilidad.
• Calidad
de
vida
es
un
concepto
muy
amplio,
pero
sin
duda
comienza
por
las
caracterís6cas
asicas
de
adecuación
al
clima
que
permiten
habitar
cómodamente
los
espacios
humanos.
• La
arquitectura
bioclimá9ca
es
aquella
que
diseña
y
construye
estos
espacios
habitables
u9lizando
a
su
favor
las
propias
herramientas
que
la
naturaleza
le
proporciona,
viento,
asoleamiento,
humedad,
materiales
locales,
vegetación.
• Para
empezar
a
responder
crea9vamente
como
diseñadores
necesitamos
primero
entender
el
CLIMA.
¡Gracias!