analisis bioclimatico edificio la napolitana

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MÓDULO DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
Periodo Académico 2011-II
Especialización en Diseño Arquitectónico
Centro de Estudios de Postgrado
Universidad Autónoma del Caribe
TRABAJO FINAL
TEMA: Análisis, Diagnóstico y
Propuesta de solución bioclimática arquitectónica.
LUGAR: Costa Caribe colombiana.
OBJETO: Edificio La Napolitana,
Centro Histórico de Barranquilla
Profesor: Arq. Alberto Pianeta
Estudiantes: Arqs.
José Berdugo,
Jonathan Hennessey
y Orietta Polifroni
Barranquilla, Atlántico.
Fecha: Noviembre de 2011
Presentado por los estudiantes:
José Berdugo, Jonathan Hennessey y Orietta Polifroni

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INTRODUCCIÓN
Este documento se desarrolla con el propósito de conscientizar al arquitecto, en su
disciplina de creador de espacios habitables para el ser humano, sobre la importancia de
generar nuevas propuestas de diseño que incluyan las variables ambientales y socio-
culturales con visión de futuro.
Desde el concepto de la bioclimática en la arquitectura, se deberá jerarquizar la
utilización de los recursos naturales y las energías renovables que ofrecen las regiones,
además de potencializar la interacción del hombre, sus actividades laborales y familiares
con las funciones ambientales que cada zona geográfica tenga disponibles para esto.
La edificación seleccionada para el trabajo está localizada en el centro histórico de
Barranquilla y está incluida en el plan parcial de renovación urbano del mismo. Dentro
de la problemática del centro Histórico y su actual uso mixto (comercial-industrial) se
menciona la importancia de recuperar no sólo los valores arquitectónicos patrimoniales
de los edificios que albergan, sino también sensibilizar al ciudadano para la
reconstrucción de una memoria histórico-cultural del espacio urbano, sus edificaciones y
nuevos usos de ciudad-centro.
Algunos de los edificios patrimoniales de gran importancia en el centro histórico hacen
parte de la tipología arquitectónica republicana de principios del siglo XX, la cual se
caracterizaba por ornamentos de influencia neoclásicos, distribuciones espaciales en
torno a un patio central, alturas interiores de espacios con el doble del espacio vital del
individuo, orientación solar-aire privilegiada para el aprovechamiento de la luz y
ventilación naturales así como la protección para el confort térmico interior-exterior.
Muchas de estas edificaciones se encuentran en deterioro a diferentes niveles pero
todas requieren de una intervención desde una mirada contemporánea para
rehabilitarlas y adaptarlas a los usos marcados comerciales que hoy dominan la
funcionalidad del centro histórico.

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1 2
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4 5
Colombia Atlántico Barranquilla
Manzana.
Centro Histórico
LOCALIZACIÓN

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Teniendo en cuenta la historia de Barranquilla y como su
configuración urbana tuvo origen en el lo que hoy se
denomina Centro Histórico, la distribución de las
manzanas responde a las caidas de agua y llegada a
vias principales. La manzana en donde se encuentra
ubicado el edificio, se encuentra constituida como un
conjunto de predios continuos, viviendas entre
medianeras configurando manzanas cerradas alineadas
a la vía, con patios interiores, espacios vacíos utilizados
para permitir la ventilación entre ellos.
ANÁLISIS MORFOLÓGICO
Actualmente predomina el área construida y
se logra identificar además, que ha tenido
diferentes intervenciones desde su formación
inicial debido a que esta tipología
arquitectónica se caracteriza por presentar
patios y vacíos interiores para la ventilación
de los edificios, de los cuales hoy solo se
destacan unos pocos. PLANO DE LLENOS Y VACIOS
PLANO TRAZADO DE LA MANZANA
El sector aledaño al
edificio está configurado
en una trama urbano
semi-regular que se rige
por el cauce de arroyos
en la zona. Todo se dirige
hacia el río.
Las alturas de 1 ó 2 pisos
de otros edificios del
centro con respecto a la
de 5 pisos del edificio,
permiten la visualización
del mismo desde la plaza
de San Nicolás.
Volumetrías: Exteriores e interiores: relación del edificio con su entorno inmediato.
El edificio se eleva en una esquina y presenta 5 pisos con
un entorno de baja altura en general con algunos de
altura superior que lo integran a la estructura del barrio.
Al ser de esquina ofrece una vista preferente hacia las dos
vías (carrera 41 y calle 35) con un ángulo que actúa como
una quinta fachada en esa intersección.

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. Sistema espacial
El fluido de energía lumínica en el primer piso penetra a través de las aberturas amplias que
dan hacia el andén poco amplio y la calle. Los espacios están organizados de forma rectangular
y adosados entre ellos convergiendo en la esquina en diagonal de 45° y repartiéndose hacia el
otro extremo del edificio, pero son independientes entre sí, lo que hace que cada uno tenga su
propio manejo y fluido de energía. Por la altura de 5.30 mt y del espacio interior y sus
aberturas de salida en la parte superior permite una salida de la energía de forma rápida por
convección. Hacia los otros pisos la energía fluye de mejor manera ya que todos los espacios
tienen aberturas de entrada y salida, ayudados por el efecto de chimenea en el patio central ya
que las fachadas oeste y sur absorben bastante radiación solar.
Por tener el edificio una buena orientación sol-aire y un diseño de patio central con galería
interior, proporciona al edificio una buena relación de flujo de energía del aire por aireación
y por ventilación cruzada. El ingreso del aire en el primer piso al tener una doble altura
favorece la ventilación por convección ya que no presenta aberturas hacia el interior del
patio central. Hacia los otros pisos mejora esta característica ya que el flujo de energía del
aire se más fluido y permanente generando un microclima interior confortable. Hacia las
fachadas sur y oeste donde existen menos aberturas el movimiento de aire se hace tanto
por convección como por aireación y ventilación.

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6. ORIENTACIÓN SOL-AIRE
. Norte geográfico
. Recorrido aparente del sol mensual (gráfica solar para el lugar)
.
El emplazamiento del edificio con
respecto al norte geográfico presenta una
orientación inclinada hacia el este, y por
estar ubicado en la esquina de una
manzana, permite un buen
aprovechamiento de la radiación solar y
de los vientos alisios del noreste sobre las
fachadas norte y este que se abren hacia
la esquina.
Teniendo en cuenta la posición del edificio
y la época de su construcción se aprecia
una idea preconcebida de manejar el
aspecto bioclimático porque este se ve
planificado en muchos aspectos de la
edificación.
Las fachadas hacia el norte y este tienen
aberturas altas en espacios de casi 4.00
mt de altura interior, lo que favorece el
intercambio de aire y la refrigeración del
recinto. Aparte tienen una ligera
protección solar por el grosor de su
cerramiento pero requieren de una
protección adicional en otras épocas del
año.
La fachada sur presenta pocas aberturas,
interrupciones de distribución espacial
interior con el patio central, además de
una sustracción del volumen que se une
con la fachada este, lo que limita la
acumulación de radiación solar y permite
circulación de aire y salida del aire
caliente.
En la fachada oeste se aprecian las
aberturas hacia una pequeña pero
importante cámara de aire que permite el
intercambio de aire y la protección solar
de las aberturas hacia ella orientadas.

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Vientos dominantes
Vientos estacionales
Vientos locales
Durante todo el año los regímenes de velocidad media del viento en la ciudad de Barranquilla
están determinados por las oscilaciones del sistema de alta presión de las Azores y las
fluctuaciones de la Zona de Convergencia Intertropical sobre el área, las cuales de diciembre
a marzo (Época Seca) presentan posiciones propicias para que se presente flujo constante
de viento en la ciudad de Barranquilla ocasionando las mayores velocidades del año, las
cuales según los registros multianuales del IDEAM oscilan entre 4.5 y 6.1 m/seg, así mismo
de abril a junio (Época Humedad) se presentan velocidades medias entre 2.7 y 4.8 m/seg.
De igual manera, durante la época de transición de junio a julio se ostentan velocidades
medias entre 2.7 y 3.2.
Durante la segunda época humedad del año (agosto a noviembre) se presentan las
velocidades medias menores, las cuales oscilan entre 2.2 y 3.1 m/seg. El promedio anuales
presenta un valor de 3.9 m/seg.
FUENTES. www.dimar.mil.co / www.cioh.org.co, / www.ideam.gov.co

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Así mismo, en Barranquilla predominan
dos flujos con direcciones noreste
(42.7%) y norte (25%), con predominio
de vientos moderados.
También se presentan frecuencias
relativas al Este, Sureste y Sur, con
5.8%, 6.1% y 6.1% de observaciones,
respectivamente.
7. ELEMENTOS DEL CLIMA:
Temperatura, Humedad relativa, Precipitación, Radiación Solar.
. Maxi-Min mensuales
. Maxi-min anuales
. Temperatura de confort
FUENTES. www.dimar.mil.co / www.cioh.org.co, / www.ideam.gov.co

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21 de marzo 2 pm
21 de marzo 11 am
21 de marzo 9 am
Equinoccio de primavera: 21 de marzo/ Cenit
21 de marzo 5 pm
En esta época se aprecia la sombra
generada por el edificio de la esquina ESTE,
lo que deja observar como esta fachada no
recibe mucha radiación solar y si
ventilación.
Sobre esta hora el edificio recibe radiación
solar moderada y la fachada norte
presenta un poco de sombra. Por lo que
se requiere de elementos que
proporcionen protección solar para lograr
un mejor confort térmico.
Ya en horas tempranas de la tarde, y por la
orientación del edificio, las fachadas norte y este
reciben sombra del mismo edificio. Mientras que
la fachada sur y oeste recibe radiación solar
fuerte. Aunque esta fachada no tiene muchas
aberturas, requiere de un dispositivo de
resistencia térmica para evitar mucha ganancia
calórica.
Al final de la tarde y por edificios altos de
su contexto inmediato el edificio recibe
sombra sobre la fachada oeste y poca
radiaciòn solar sobre la fachada sur. Se
recomienda dispositivos de control
térmico moderados.
8. MODELACIÓN SOLAR
. Modelamiento de sombras y penetración lumínica directo sobre
cerramientos durante las fechas extremas anuales: 9:00 a.m., 11:00 a.m, 2:00
p.m., 5:00 p.m, solsticios y equinoccios.

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Solsticio de verano: 21 de junio
21 de junio 2 pm
21 de junio 11 am
21 de junio 9 am
21 de junio 5 pm
En esta época la fachada norte y este
recibe mayor radiación solar por la
declinación del sol, por lo que se deberán
colocar dispositivos de protección solar
que amortiguen la intensidad y permitan
atrapar las brisas sin tener mucha inercia
térmica.
Sobre el medio día el sol aporta alta
radiación sobre las fachadas norte y este,
lo que representa ganancia calórica sobre
sus muros de cerramiento y las aberturas
deberán estar protegidas con elementos
aptos para contrarrestar este fenómeno.
Hacia las primeras horas de la tarde el sol
genera en la fachada este una sombra
mayor que sobre la fachada sur, por lo
que se planea proteger la fachada norte y
oeste con elementos complementarios
que reduzcan la intensidad de calor al
interior de los espacios.
Hacia el final de la tarde el edificio recibe
radiación moderada sobre las fachadas
oeste y norte y una leve sombra por
edificios vecinos sobre la fachada sur. La
fachada este está sombreada por el
mismo edificio.

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21 de septiembre 9 am
21 de septiembre 11 am
Equinoccio de otoño: 21 de septiembre/ Cenit
21 de septiembre 5 pm
21 de septiembre 2 pm
El edificio presenta sombras amplias
sobre la fachada este causadas por
edificios vecinos. Y genera sombra sobre
otros edificios. Esto permite que la
radiación solar no penetre con gran
intensidad y permanezcan frescos los
ambientes interiores.
Hacia el medio día se percibe buena
radiación solar pero hay pequeñas
sombras sobre la fachada norte lo que
representa que el resto de fachadas
quedan vulnerables y se deberán proteger
y ajustar con materiales resistivos.
Hacia el comienzo de la tarde las
fachadas oeste y sur reciben buena
radiación solar y se deberán proteger,
mientras que las fachadas norte y este
reciben sombras del mismo edificio y
estarán confortables. El patio central al
estar semi-cubierto ayuda al efecto de
confort.
Se observa como el 70% del edificio
recibe sombra del edificio alto de su
entorno inmediato, además de afectar la
fachada sur y el patio central con la
radicación solar de esa hora del día.
Sobre esta se colocarán dispositivos que
amortigüen la intensidad solar.

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21 de diciembre 9 am
21 de diciembre 11 am
Solsticio de invierno: 21 de diciembre/ Cenit
21 de diciembre 5 pm
21 de diciembre 2 pm
Se aprecia una sombra amplia generada
por los edificios aledaños y por el mismo
edificio en estudio sobre las fachadas este
y norte, lo que proporciona una
confortable sensación del ambiente
interior. Sus fachadas oeste y sur
permanecen soleadas por lo que se les
deberá proteger.
A esta hora permanece la sombra sobre la
fachada norte y la fachada este recibe
bastante radiación solar igual que la sur y
la oeste. Sobre la cubierta central del
patio interior se percibe el calor pero por
efectos de la favorable ventilación y
aireación con que cuenta el edificio se
atenúa este efecto.
Al comienzo de la tarde se sigue
manteniendo la sombra sobre la fachada
norte y un poco sobre la fachada este,
mientras que las otras fachadas reciben
radiación solar constante y habrá que
protegerlas o colocarles dispositivos
interiores de control térmico.
Al final de la tarde el edificio tiene pocas
sombras y poca radiación solar por lo que
comienza a mejorar su confort térmico
interior y a refrescarse por medio de la
ventilación natural y la circulación de aire
por aireación.

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9. ANÁLISIS TERMODINÁMICO:
. Identificación y descripción y cuantificación (hasta donde sea posible)
de los Modos de intercambio térmico: ganancias y perdidas calóricas.
Debido a la actividad comercial informal y
formal en la zona, la falta de arborización
adecuada y los andenes de poco espacio
transitable, el edificio acumula una gran
cantidad de radiación solar proveniente de la
calle de concreto, lo que logra por medio de la
conducción una ganancia calórica sobre las
partes bajas del edificio, ya que no existe un
jardín que interrumpa ese fenómeno.
La edificación tiene a su alrededor edificios de
altura similar y de menor altura, lo que
establece un parámetro de ganancia calórica
alto pero que se amortigua con la adecuada
orientación y ventilación de los espacios.

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Ganancias y perdidas calóricas
Analizando el volumen del edificio y según
su orientación sol-aire observamos como las
fachadas sur y oeste son las más afectadas
por la ganancia calórica. Y sobre las
fachadas norte y estes aunque también
obtiene ganancia de calor comienzan a
perderlo por medio de la ventilación sobre
las fachadas norte y este.
En el primer piso y con el alero
del segundo piso se protegen los
espacios además de ser de 5.30
de altura interior, ayuda a un
buen manejo de ganancia y
pérdida de calor por movimientos
convectivos.
La azotea del edificio aporta una ganancia
calórica por lo que se necesitaría una techo
verde o vivo. Al interior del cuarto piso la
aireación se aprecia muy favorable para
mejorar el intercambio de temperaturas de
forma convectiva. Al tener las aberturas
dirección noreste y altura de 2.60 favorecen
los movimientos convectivos.

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. Identificación y descripción de los modos de penetración / control lumínico.
La penetración lumínica se recibe a través de
las aberturas y el patio interior. Los muros
cargan calor y lo transportan hacia el interior de
los espacios. Las aberturas al no tener la
suficiente protección solar tienden a dejar
penetrar mucha radiación solar en diferentes
épocas del año y horas del día.
Los espacios interiores tienen aberturas
exteriores sin protección y hacia el patio central
con protección, lo que permite ingreso de luz
natural por ambos extremos facilitando el
control lumínico en unos espacios más que en
otros.

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Identificación y descripción de los movimientos de aire y sistemas de
ventilación / aireación.
La gráfica muestra como es el
movimiento de aire dentro de los
espacios. La orientación sol-aire y
las alturas de las aberturas de
fachada son superiores al espacio
vital por lo que el viento realiza un
movimiento de aireación por
refrigeración.
Mientras que los espacios que no
tienen circulación de aire natural y
poseen una doble altura, se
produce el movimiento de
convección por medio de las
rejillas y ventilas colocadas en las
partes superiores de puertas y
ventanas.
Los pisos superiores de altura interior de 3.95 mt poseen un movimiento de aireación-
ventilación satisfactorio ya que tienen aberturas altas de entrada y amplias aberturas de
salida hacia el patio central, sobre el cual encontramos que sube el aire caliente
manteniendo un microclima interior favorable con circulación de aire por convección.

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10. ANÁLISIS EÓLICO:
. Comportamiento general con respecto a los vientos dominantes,
estacionales y locales.
. Efectos de los componentes y dispositivos arquitectónicos.
.Efectos de la vegetación.
Por la colocación del edificio en su entorno y
las alturas de los edificios circundantes junto
con la estrechez de calles y carreras,
observamos el efecto venturi urbano ya que el
viento choca con las pantallas de los edificios
y llega a la esquina a 45°de forma libre y se
reparte a través de las aberturas del edificio y
por efectos de esquinas se divide hacia los
laterales del mismo.
Los espacios del primer piso por ser de doble
altura se ventilan por ventilación forzada y
aireación mínima ya que tienen orificios de
entrada de aire pero no de salida, pero en las
partes superiores de las puertas y ventanas
tienen sus salidas.
No se presentan efectos por vegetación ya
que esta es inexistente en la zona.
Ventilación primer piso Ventilación segundo, tercero y cuarto piso
Los espacios los pisos superiores presentan
mejor circulación natural de aire con aberturas
de entrada medianas y aberturas de salida
amplias por lo que se producen efectos de
succión y aireación refrigerante de los
espacios. Los dispositivos arquitectónicos se
ven en las partes superiores de puertas y
ventanas altas para la salida del aire caliente.

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12. DIAGNÓSTICO CONCLUSIVO
Como conclusiones del análisis realizado se describen las siguientes:
El clima de Barranquilla influye mucho en la manera como fue diseñado el
edificio. Sus características de orientación sol-aire y la forma de su configuración
volumétrica y espacial denotan que fue planificado para gozar de un microclima
interior favorable para las funciones de los espacios que contienen.
Su patio central además de ayudar en el proceso de ventilación por convección y
ventilación cruzada proporciona un espacio de encuentro interior de las
actividades hacia una galería que recorre todos los pisos y converge en el punto
fijo con escaleras a la vista y ascensor con transparencias.
Se requerirá de protectores solares de madera para las aberturas de fachadas
norte y este y un tratamiento de aislamiento térmico para las fachadas oeste y
sur.
Sobre la pared sin aberturas de la fachada sur se podrá instalar un muro verde
que refresque, amortigüe térmicamente y permita una mejor barrera a la
radiación solar.
Sobre el alero de fachada del segundo piso se podrá colocar en forma inclinada
una jardinera de plantas amortiguadoras del exceso de radiación solar y que
funcionen como elementos reflectivos de la luz solar.
Se colocará en el patio interior un espejo de agua sombreado para refrigerar y
controlar la radiación solar de la fachada sur.
Sobre la azotea que recibe alta radiación solar se colocará un techo verde con un
diseño paisajista y posiblemente de terraza tropical sombreada con espejos de
agua y vegetación apta para este tipo de ambientes. Todo esto proporcionaría
además de confort térmico un confort ambiental de espacios de esparcimiento y
naturaleza en medio de su entorno de poca arborización.

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III. COMPONENTE PROPOSITIVO: estos temas no se alcanzaron a tratar
aunque se tiene una visión muy diferente de la manera como se enfoca el arquitecto
para planear y pensar la arquitectura.
12. REQUISITOS DE CONTROL AMBIENTAL
Suponemos que con base en el análisis anterior y profundizando en algunos
aspectos más que en otros se logrará definir con claridad los tipos de control
ambiental.
13. CRITERIOS DE DISEÑO ARQUITECTÓNICO
Para enfocarnos en los criterios y con base en el diagnóstico conclusivo
podremos planear y establecer unos buenos criterios de intervención para rehabilitar
este edificio patrimonial y llevarlo a la renovación de su ambiente interior para que se
aprovecha la buena factura del mismo en el contexto actual.
14. ESPECIFICACIONES DE FUNCIONAMIENTO: esto hace parte de los
nuevos proyectos que comenzaremos a diseñar gracias a la transformación del modo
de pensar la arquitectura que usted nos compartió.
. Orientación sol-aire
. Morfología / Configuración
. Especificaciones tecno-constructivo
. Dispositivos de control higro-térmico:
. Exigencias Termo-dinámicas
. Dispositivos de Solar /lumínico: cerramientos, pisos y aberturas
. Especificaciones Tecno-constructivo
. Dispositivos de ventilación /aireación
. Recomendaciones Paisajístico
Gracias arq. Alberto Pianeta por todos los conocimientos impartidos y
compartidos que serán de gran apoyo en los procesos de diseño
arquitectónico e interiorista a los que nos tendremos que enfrentar en el
futuro cercano. No dude en que seguiremos en contacto para asesorías y
consultas académicas.
Atte: Orietta Polifroni, José Berdugo y Jonathan Hennessey

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