Sist Especiales Climáticos -JA Marín Herrera

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SISTEMAS ESPECIALES DE
CONTROL AMBIENTAL
SISTEMAS CLIMÁTICOS
UNIVERSIDAD DE COLIMA
Facultad de Arquitectura y Diseño
ISTHMUS
Escuela de Arquitectura y Diseño
de América Latina y El Caribe
Juan Antonio Marín Herrera
Arquitecto
ISTHMUS – PANAMÁ
Maestría en Arquitectura Bioclimática
Módulo: “Criterios y estrategias de climatización pasiva” 24/27-Junio-2016
LOS SISTEMAS ESPECIALES DE CONTROL AMBIENTAL
STEMASCLIMÁTICOS
como completar el funcionamiento climático con sistemas pasivos
SDECONTROLAMBIENTAL:SISSISTEMASESPECIALES

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LOS SISTEMAS PASIVOS: CLIMÁTICOS, LUMÍNICOS Y ACÚSTICOS
STEMASCLIMÁTICOS
PREEXISTENCIAS VOLICIONES
SDECONTROLAMBIENTAL:SIS
PROYECTO
elección de la ubicación
corrección del entorno
características generales
características específicas
sistemas pasivos
SISTEMASESPECIALES
LOS SISTEMAS CLIMÁTICOS
CAPTACIÓN INERCIA VENTILACIÓN PROTECCIÓN
RADIACIÓN RADIACIÓN
invierno
verano
invierno
verano
verano
STEMASCLIMÁTICOS
SNSN
conceptos y parámetros a valorar
Captación: rendimiento: t
(energía captada en relación con la incidente en tanto por uno)
factor de retardo :r (coeficiente de aprovechamiento energético diferido)
(es la relación entre la energía promedio que entra en períodos sin radiación y la
media de energía que entra durante todo el día, en tanto por uno)
Inercia: capacidad acumuladora en el interior: M
cada sistema es de aplicación en diferentes climas y/o épocas del año
Inercia: capacidad acumuladora en el interior: M
(masa térmica unitaria útil en kcal ó MJ/ºC y m3 habitable)
Ventilación: intercambio de aire : rh
(renovación horaria del aire interior en m3 / m3 h)
Protección: protección a la radiación: ob
(obstrucción de la radiación solar de un sistema de protección, en tanto por uno)
SISTEMASESPECIALES

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CAPTACIÓN RADIACIÓN
STEMASCLIMÁTICOS
principio de funcionamiento
SDECONTROLAMBIENTAL:SISSISTEMASESPECIALESSTEMASCLIMÁTICOS
aplicación general en climas fríos o en invierno en climas templados
sistemas directos
t = 0,6 – 0,8
fr = 0
SISTEMASESPECIALES
Funcionamiento basado en el efecto invernadero

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LOS SISTEMAS CLIMÁTICOSSTEMASCLIMÁTICOSSDECONTROLAMBIENTAL:SIS
sistemas directos
SISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOSSDECONTROLAMBIENTAL:SIS
sistemas directos
SISTEMASESPECIALES
Casa Francolí, 14 (Barcelona)
R.Serra-H.Coch-X.Solsona

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sistemas semidirectos (invernaderos)
t = 0,2 – 0,4
fr = 0,3 -0,7
aplicación general en climas fríos y en invierno en climas templados
(cuidado en verano)
SISTEMASESPECIALES
SISTEMASESPECIALES

6
SISTEMASESPECIALES
Casa Castanyer en Vallromanas (Barcelona) R.Serra-H.Coch-X.Solsona
SISTEMASESPECIALES

7
STEMASCLIMÁTICOS
LOS SISTEMAS CLIMÁTICOSSDECONTROLAMBIENTAL:SIS
Friedrichstadt Housing Block/Berlín Arq. Aldo Rossi
SISTEMASESPECIALESSTEMASCLIMÁTICOS
Retardo térmico
fórmula del tipo:
• R = 1,382 x grueso x √ 1/Vd
• siendo velocidad de difusión:
Vd = λ / (ce x peso por m2)
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
sistemas indirectos (muro invernadero macizo)
t = 0,2 – 0,3
fr = 1,1
sistemas indirectos (muro invernadero macizo)
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
sistemas indirectos (muro trombe)
(cierto funcionamiento semidirecto)
t = 0,2 – 0,35
fr = 0,6 – 0,8
sistemas indirectos (muro trombe)
SISTEMASESPECIALES

10
STEMASCLIMÁTICOS
sistemas indirectos (muro invernadero de agua)
t = 0,2 – 0,3
fr = 0,8 – 0,9
aplicación general en climas fríos en invierno en bajas latitudes y útil en
verano en climas secos (imprescindible aislamiento térmico nocturno)
sistemas indirectos (cubierta estanque)
t = 0,1 – 0,2
fr = 0,8 – 0,9
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
sistemas indirectos (captación inferior)
t = 0,2 – 0,4
fr = 0,9
sistemas independientes
t = 0,3 – 0,5
fr = 2
SISTEMASESPECIALES

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SISTEMAS DE INERCIA
aplicación general en climas con oscilación térmica en latitudes medias o bajas
sistemas de inercia interior
M = 50 -200 kcal/ºC y m3
SISTEMAS DE INERCIA
aplicación general en climas con una gran oscilación térmica en latitudes medias
o bajas
sistemas subterráneos
M = > 200 kcal/ºC y m3
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
SISTEMAS DE INERCIA
arquitectura subterránea: las cuevas
SISTEMAS DE VENTILACIÓN
STEMASCLIMÁTICOS
sistemas de ventilación: principios
sistemas de ventilación: principios
aplicación general en climas cálidos (húmedos) y en los templados en verano
OBJETIVOS (de los Sistemas de Ventilación)
- Favorecer el paso del aire; renovación del aire interior del edificio.
- Tratamiento del aire; mejorar las condiciones interiores de temperatura y humedad (también pureza…)
SISTEMASESPECIALES

14
STEMASCLIMÁTICOS LOS SISTEMAS CLIMÁTICOS
aplicación general en climas cálido húmedos y en los veranos de los templados
sistemas de ventilación cruzada
rh = 4 – 20 (!)
Hotel “Limbo on the Beach”, Bocas de Toro - Panamá
SISTEMASESPECIALES

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aplicación general en climas cálidos, mejor con tratamiento del aire de acceso
sistemas de extracción por efecto chimenea
rh = 2 – 16
SISTEMASESPECIALES

16
EXTRACCIÓN POR EFECTO CHIMENEA
EFECTO CHIMENEA
Sistema que evita la estratificación del aire caliente en la parte superior de los ambientes
interiores.
La ventilación generada no es muy alta: 4 - 16rh.
Si hay un viento suave (exterior) se aprovecha el efecto Venturi: aspiración por subpresión.
SISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOS
EFECTO VENTURI
El efecto chimenea, mejora por el efecto Venturi: cuándo hace viento se produce una
depresión en el aire interior que hace el efecto de succión de dicho aire.
SISTEMASESPECIALES

17
EFECTO CHIMENEA
La chimenea debe colocarse por encima de la cumbrera para evitar turbulencias.
Cuánto más altas son las chimeneas, menos afectan las turbulencias.
sistemas de extracción por efecto chimenea
SISTEMASESPECIALES

18
aplicación general en climas cálido secos con tratamiento del aire de entrada
sistemas de extracción por cámara solar
rh = 1 – 8
SISTEMASESPECIALES
EXTRACCIÓN POR CÁMARA SOLAR
STEMASCLIMÁTICOS
CÁMARA SOLAR
Casa solar “La Plata” IAS. Buenos Aires, Argentina 1980
(Instituto de Arquitectura Solar La Plata. Jorge Daniel Czajkowski)
SISTEMASESPECIALES

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aplicación general en climas cálidos y en los templados en verano
sistemas de extracción por aspiración estática
rh = 1 – 8
sistemas de extracción por aspiración estática
SISTEMASESPECIALES

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aplicación general en climas cálidos secos con vientos importantes
sistemas de ventilación por torres de viento
rh = 1 – 6
sistemas de ventilación por torres de viento
SISTEMASESPECIALES

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TORRE DE VIENTO
Wind tower “Al Barajeel” Sheikh Saeed Al Maktoum House, Dubai
La ventilación que se genera no es muy alta (3-6rh) depende de la intensidad del
viento.
Tiene la ventaja de poderse combinar con SISTEMAS DE TRATAMIENTO DEL AIRE.
SISTEMASESPECIALES
SISTEMAS DE TRATAMIENTO DEL AIRE DE VENTILACIÓN
aplicación general en climas cálidos secos con vientos constantes
sistemas de tratamiento por refrigeración evaporativa
rh = 6 -10
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
LOS SISTEMAS CLIMÁTICOSSDECONTROLAMBIENTAL:SISSISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOS
Plaça dels Països Catalans, Barcelona Piñón-Villaplana
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
Jardines del Alcazaba (La Alhambra de Granada)
SISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOS
Global Ecology Research Center (Stanford, California)
SISTEMASESPECIALES
(+ calentamiento)

24
STEMASCLIMÁTICOS
aplicación general en climas cálido secos con vientos constantes
sistemas de tratamiento por torre evaporativa
rh = 2 -5
TORRE EVAPORATIVA
Global Ecology Research Center (Stanford, California)
ºC=0,55(ºF–22); 85ºF=35ºC / 59ºF=20ºC
SISTEMASESPECIALES

25
STEMASCLIMÁTICOS
TORRE EVAPORATIVA
Cool tower, Expo-92 (Sevilla)
Torre de evaporativa con pulverizadores que enfrían y humedecen el aire entrante. Al ser
más denso (pesado) queda confinado en una plaza situada en depresión, por debajo del
nivel del terreno.
aplicación general en climas cálido secos y templados en días secos de verano
sistemas de tratamiento por patio con agua
rh = muy variable, depende de otros factores
SISTEMASESPECIALES

26
STEMASCLIMÁTICOS
PATIO
Incorpora vegetación y elementos de agua, que aportan humedad al ambiente; el aire
se enfría por efecto evaporativo y al tornarse más pesado o no sale del patio o lo hace
hacia el interior del edificio.
SISTEMASESPECIALES

27
STEMASCLIMÁTICOS
aplicación general en climas cálido secos o templados con veranos secos
sistemas de tratamiento por conductos subterráneos
rh = 2 -8 (períodos limitados de tiempo)
SISTEMASESPECIALES
Pabellón de Arabia Saudí, Expo-92 (Sevilla)
Sistema de ventilación subterránea reforzada con torres evaporativas

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STEMASCLIMÁTICOS
QANAT
Sistema de riego que aprovecha las aguas subterráneas, utilizado en zonas áridas.
Puede ser originario de Persia (1000 aC).
A partir de un acuífero, se construye un canal prácticamente horizontal por dónde pasa
el agua.
Se construyen pozos verticales de ventilación (y acceso para su construcción y
mantenimiento).
Al ser subterráneo, en zonas de clima cálido, se evita la evaporación del agua.
Wind tower “Al Barajeel” Sheikh Saeed Al Maktoum House, Dubai
SISTEMASESPECIALES

29
STEMASCLIMÁTICOS
“LA ROTONDA”, Andrea Palladio (1566)
SISTEMASESPECIALES

30
SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA LA RADIACIÓN
aplicación general en climas cálidos
sistemas de protección solar: principios
SISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOSSDECONTROLAMBIENTAL:SISSISTEMASESPECIALES
En el trópico, resulta particularmente interesante concebir el espacio
arquitectónico mediante el énfasis en el manejo de la sombra, más que
de la luz, pues en esta latitud es la sombra la que alumbra la vida, y es
ella la que reúne y promueve las vivencias, ya que la luz por su
intensidad y calor excesivo, incomoda. (Bruno Stagno)

31
(ESPACIOS SOMBREADOS)
umbráculos
coeficiente de obstrucción ob = 0,1 – 0,9
umbráculos
SISTEMASESPECIALES

32
STEMASCLIMÁTICOS
pérgolas
coeficiente de obstrucción ob = 0,1 – 0,8
pérgolas
SISTEMASESPECIALES

33
STEMASCLIMÁTICOS
pérgolas
SISTEMASESPECIALES
“Paseo Pergolado” en el Maremagnum, Barcelona
STEMASCLIMÁTICOS
pérgolas
SISTEMASESPECIALES
Desierto Wadi Rum (Jordania). Clima cálido-seco.
Estos diseños son más efectivos con trayectorias del sol bajas que con el sol
más alto del mediodía

34
STEMASCLIMÁTICOS
Pérgolas
vegetales
aleros
coeficiente de obstrucción solar ob = 0,1 – 0,6
SISTEMASESPECIALES

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STEMASCLIMÁTICOS
aleros
SISTEMASESPECIALES
STEMASCLIMÁTICOS
(PROTECTORES DE LA PIEL)
toldos
SISTEMASESPECIALES

36
toldos
toldos
SISTEMASESPECIALES

37
toldos
persianas, celosías, etc.
SISTEMASESPECIALES

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persianas
Alfredo Arribas Arquitectos Asociados
B-HOTEL (Barcelona)
SISTEMASESPECIALES

39
SISTEMES FLEXIBLES DE CONTROL ACTUALES
(TÍPICOS CLIMAS TEMPLADOS)
Doble piel
Edificio de vivienda social a Caranchel (proyecto 2004 / construcción 2007)
Autores: Alejandro Zaera-Polo y Farshid Moussavi
SISTEMASESPECIALES

40
STEMASCLIMÁTICOS
Doble piel
Hotel AC “Córdoba Palacio” (Av. Conde de Vallellano, Córdoba)
Autores: Alfonso Casares–Justo Isasi Arquitectos (año 2008)
Doble piel
Oficinas centrales de la GSW en Berlín (1991) Premio Stirling en 2000
Autores: Matthias Sauerbruch y Louisa Hutton (Sauerbruch-Hutton)
SISTEMASESPECIALES

41
STEMASCLIMÁTICOS
Doble piel
Oficinas centrales de la GSW en Berlín (1991) Premio Stirling en 2000
Autores: Matthias Sauerbruch y Louisa Hutton (Sauerbruch-Hutton)
STEMASCLIMÁTICOS
celosías
“brise-soleils”
CITÉ DE REFUGE (PARÍS) (Le Corbusier - 1933). Origen del brise-soleil.
FACHADA ORIGINAL DE MURO CORTINA. SUPERPOSICIÓN DEL BRISE-SOLEIL
SISTEMASESPECIALES

42
celosías
“brise-soleils”
celosías
“brise-soleils”
CAP PROGRÉS-RAVAL (BADALONA)
(Arqto. Jordi Badía - 2001)
SISTEMASESPECIALES

43
vegetación
aplicación general a climas cálidos
vegetación
SCHIFFBAUERDAMM, BERLÍN
SISTEMASESPECIALES

44
vegetación
PATRICK BLANC: MEDIANERA VEGETAL – EDIFICIO “CAIXA FORUM”, MADRID
(Herzog&de Meuron - 2007)
SISTEMASESPECIALESSISTEMASCLIMÁTICOS
ESDECONTROLAMBIENTAL.S
JARDÍ VERTICAL JOSEP TARRADELLAS
(EDIF. c/. BERLIN – Av. JOSEP
TARRADELLAS, BCN)
HOTEL B3, BOGOTÁ (COLOMBIA)
vegetación
SISTEMASESPECIALE

45
vegetación
vegetación
SISTEMASESPECIALES

46
vidrios especiales
aplicación dudosa desde el punto de vista energético y ambiental
vidrios especiales
SISTEMASESPECIALES

47
vidrios especiales
EDIFICIOS TRADE (BARCELONA) (Arqto. J.A. Coderch 1966-1968)
vidrios especiales
SISTEMASESPECIALES

48
STEMASCLIMÁTICOS
UNIVERSIDAD DE COLIMA
Facultad de Arquitectura y Diseño
ISTHMUS
Escuela de Arquitectura y Diseño
de América Latina y El Caribe
William Mc Donough, arquitecto norteamericano y militante
ecologista, afirma que:
“hemos llegado a un punto en nuestra civilización en que
d t d b i ti i ”
cuando una ventana se puede abrir es noticia”.
SISTEMASESPECIALES

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