Bioclimática méxico d.f.

Unidad Xochimilco
División de Ciencias y Artes para el
Diseño
Maestría en Ciencias y Artes para el Diseño
Área de concentración: Sustentabilidad ambiental
INCORPORACIÓN DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS EN EL DISEÑO DE VIVIENDA
NUEVA EN EL D.F. El caso de San Andrés Totoltepec.
Idónea Comunicación de Resultados para obtener el grado
de Maestría que presenta
Arq. Andrés Dionisio Hernández
Coordinador de Área y Tutor: Dr. Arq. Alberto Cedeño Valdiviezo
México D.F. a 8 de agosto de 2015

CONTENIDO
Introducción
1. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL
2. APORTACIÓN METODOLÓGICA DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO
• Referencias metodológicas
• Metodología de diseño bioclimático propuesta por el autor
3. DETERMINACIÓN DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS PARA SAN ANDRÉS TOTOLTEPEC
• La Cuenca del Valle de México
• San Andrés Totoltepec
• El predio
• El usuario
• Caracterización climática
• Caracterización del usuario
• Selección de estrategias bioclimáticas
4. INCORPORACIÓN DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS EN EL ESTUDIO DE CASO
Análisis de resultados y conclusiones
Futuras líneas de investigación
Anexos
Bibliografía

Planteamiento del problema
Introducción

Objetivos
Definire incorporar, al proceso de diseño
de una vivienda, las estrategias bioclimáticas necesarias
para el contexto climático que presenta la localidad de San Andrés
Totoltepec.

Justificación académica
Las metodologías existentes para lograr la habitabilidad de una vivienda requieren de
información que generalmente no está disponible en nuestro país y por tanto el presente
trabajo pretende ofrecer una alternativa metodológica accesible a cualquier desarrollador de
vivienda en la localidad de SAT, interesado en utilizar estrategias bioclimáticas que orienten
su ejercicio hacia la sostenibilidad.

Hipótesis
1
La incorporación de estrategias bioclimáticas
en el diseño de vivienda nueva en San Andrés
Totoltepec
Permite elevar
El nivel de habitabilidad
que las viviendas
requieren
Contribuye
Mantener los
requerimientos de
confort térmico durante
todo el año

Objetivos particulares
1. Determinar, mediante la revisión del material bibliográfico existente, cuáles son las
partes que conforman un diagnóstico bioclimático y porqué es importante realizarlo
previo a la etapa de diseño de cualquier vivienda.
2. Determinar, mediante la revisión del material bibliográfico disponible, cuáles son las
estrategias bioclimáticas más importantes.
3. Una vez definido lo anterior determinar, cuáles son las estrategias bioclimáticas que
corresponden con los requerimientos climáticos de la zona de estudio.
4. Aplicar las estrategias obtenidas a un caso de estudio en San Andrés Totoltepec..
Marco metodológico
Herramientas metodológicas para la investigación:
1. Lizcano (1994), Acerca de los contenidos y las partes de un
proyecto de investigación”
2. Burgos (2011), Investigación cualitativa: miradas desde el trabajo
social”

1. MARCO TEÓRICO
1
http://www.ecologiaverde.com
El viejo paradigma científico
Sistemas complejos

3
1. MARCO TEÓRICO
Crisis energética de la vivienda y cambio climático

3
1. MARCO TEÓRICO
Diseño bioclimático

Referencias metodológicas
Aportación metodológica predominantemente bibliográfica
Una estructura dividida en unidades de investigación o niveles de procesos,
Rolando García (2006). Teoría de sistemas complejos.
La capacidad de evaluar y retroalimentar la estructura de la metodología y abrir
con ello, la posibilidad a la redefinición de las estrategias bioclimáticas, Morillón
(2000)
Evaluar el proyecto construido a través de la experiencia del usuario,
Fuentes (2000).
Con base en:

Metodología general de diseño bioclimático propuesta por el autor

Metodología de diseño bioclimático para la localidad de estudio
Evaluación:
Método Camia
Transmitancia térmica de los materiales
3. DETERMINACIÓN DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS
PARA SAN ANDRÉS TOTOLTEPEC

La Cuenca del Valle de México
• Cuenca endorreica
• Abarca parte de 3 estados y gran parte del D.F.
• En invierno, los vientos son polares y provienen del
norte. En verano son tropicales y provienen tanto del
Pacífico y del Golfo de México.
• Integra 3 subtipos climáticos. producto de las diferentes
alturas que hay en el territorio
• Debido a esta altura de la cuenca, los procesos de
combustión de los automotores son menos eficientes.
• Vegetación original modificada o desaparecida debido a
la acción del hombre.
• Presenta bosque de oyamel, pino y encino, entre otros.

San Andrés Totoltepec
• 1 de los pueblos originarios de Tlalpan
• Tradición agrícola
• Importante sumidero de carbono para el D.F.
• Participación importante en la recarga de acuíferos a nivel
• Estación meteorológica de referencia: 9020, Desv. Alta al
Pedregal.
• Clima C(w2), Templado subhúmedo con lluvias en verano,
de mayor humedad.
• Fauna y flora modificada por el hombre.
• Relieve muy accidentado que dificulta el desarrollo local.
• Poca planeación urbana.
• No existe regulación sobre la salud y calidad de la
vivienda en la región.

El predio
• El predio pertenece a la familia Fuentes Vargas.
• Se encuentra ubicado en la 1era. Cerrada de Pino Col. Divisadero,
Tlalpan, México, D.F.
• Se localiza entre las coordenadas geográficas 19°15' Norte y 99°9' Oeste;
a una altura de 2,424m sobre el nivel del mar.
• El suelo es una mezcla de sedimentos de roca extrusiva con tepetate
poco arcilloso a pocos metros de profundidad
• Pendiente natural hacia la parte Nor-poniente de la propiedad que va del
5 al 7%.
• Periodos analizados: 21 de Junio y 21 de Diciembre.
Equinoccios, 21 de Marzo y 22 de Septiembre de 2013.
• Carta solar estereográfica (sunearthtools.com).
• Gráficas equidistantes, con ayuda de AutoCAD 2012.
• Modelación 3D Sketch Up 2013 con datos de la carta
solar anterior.
• Construcción aledaña reduce las horas de sol en el
predio.

El usuario
• Cecilia Vargas:
• 32 años.
• Estudiante.
• Madre de Citlalli de 1 año de edad.
• Ama de casa.
• Auto empleada.
• Actividad física muy activa.
• Alejandro Fuentes:
• 40 años.
• Estatura: 1.94m.
• 78kg.
• Profesionista.
• Vida con actividad física muy activa.
• Interesado en temas medioambientales.

Horarios y usos del espacio
TABLA DE HORARIOS Y USOS DEL ESPACIO
PERIODO LOCAL
ÁREA
PROPUESTA (M²)
ALTURA DEL
LOCAL (M)
ACTIVIDAD DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
DISPERSIÓN
METABÓLICA
(W)
Regadera (baño completo) 7.80 2.45 Aseo personal De pie: Trabajo ligero, principalmente con los brazos 160 a 190
Cocina 7.72 3.00 Preparación de alimentos De pie: trabajo ligero que incluya algún desplazamiento 190 a 230
Comedor, desayunador 14.17 3.00 Alimentación Sentado, movimiento moderado de los brazos y tronco 130 a 160
Cocina 7.72 3.00 Preparación de alimentos De pie: trabajo ligero que incluya algún desplazamiento 190 a 230
Comedor 14.17 3.00 Alimentación Sentado, movimiento moderado de los brazos y tronco 130 a 160
Sala 15.90 4.00 Estar y convivir Sentado: movimiento moderado de brazos, tronco y piernas. 160 a 190
Recámara principal 15.60 3.00 Dormir y descansar
Actividad física reducida al mínimo posible: Metabolismo
basal
75
Recámara secundaria 9.60 2.50 Dormir y descansar Actividad física reducida al mínimo posible: Metabolismo basal 75
Mañana
Tarde
Noche
Espacio = Restitución del equilibrio térmico del organismo = Confort = Fortalecer el cuerpo

Caracterización climática
El clima de San Andrés Totoltepec:
• Köppen-García: C(w2), templado subhúmedo con lluvias en verano,
de mayor humedad.
• Método Fuentes-Figueroa, adaptado por King (1994): Bioclima
Semifrío con requerimientos de calefacción todo el año y
precipitación pluvial media (900mm).
ANÁLISIS CLIMÁTICO GENERAL
NOMBRE DE LA ESTACION: DESVIACIÓN ALTA AL PEDREGAL LATITUD: 19°17'49"N LONGITUD: 99° 10'56"O ALTURA: 2, 296 msm
LOCALIZACIÓN TLALPAN, MÉXICO D.F.
NOMENGLATURA: 9020
PERIODO DE REGISTRO 1981-2010
TEMPERATURA
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Promedios/año
MÁXIMA MENSUAL 24.0 27.5 29.4 30.3 31.6 29.1 26.0 25.6 25.2 24.9 25.3 23.9 26.9
PERIODO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
MÍNIMA MENSUAL 1.4 2.1 3.9 5.1 8.1 9.6 9.2 9.2 8.6 7.2 4.5 3.1 6.0
MEDIA NORMAL MENSUAL 13.0 14.0 16.2 17.1 17.7 17.5 16.6 16.8 16.4 15.7 14.2 13.2 15.7
PRECIPITACIÓN
MÁXIMA MENSUAL (mm) 79.5 101.0 47.0 75.1 138.5 388.7 405.5 388.0 421.0 161.0 50.5 23.5 189.9
TEMPERATURA MÁXIMA TOTAL DEL MES MÁS CÁLIDO (°C)

Número de cuartos de que consta la vivienda: 20
2.25
Ventanas: si Cantidad: 2 Orientación: Sur y Poniente 4.2
Temperatura de confort
Hora
12:30
00:00
07:20
12:10
00:00
06:00
12:12
00:00
06:30
12:00
00:30
06:33
12:40
00:15
06:12
12:03
00:00
20.0
18.1
16.3
19.4
18.5
16.4
19.3
19.9
17.3
20.7
15.8
13.4
19.9
17.6
14.2
Hr interior (%) Hr exterior (%)
15.3
23.7
18.7
15.8
23.9
18.0
14.9
22.6
18.9
Fecha Δ interior (°C) Δ exterior (°C)
20.5
18.7
21.5
20.3
18.1
22.0
20.3
17.7
22.0
19.8
31/05/2013
30/05/2013
28/05/2013
29/05/2013
M² totales de ventana:
26/05/2013
27/05/2013
Local analizado: Recámara
Análisis térmico de la vivienda
Altura de piso a techo del local (m):
Caracterización del usuario
a) Cecilia Vargas:
Rango de confort: 22°C y 26°C
b) Alejandro Fuentes:
Rango de confort: 21°C y 25

Selección de estrategias bioclimáticas
Invierno - verano:
• Favorecer y evitar las ganancias
térmicas.
• Responder a las exigencias climáticas
durante todo el año y con mayor interés
en la época invernal.
• Ayudar a reducir las pérdidas de calor
del interior hacia el exterior de la
vivienda.
• Ayudar a reducir las infiltraciones de
aire frío desde el exterior de la vivienda.

La vivienda
4. INTEGRACIÓN DE ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS EN
EL ESTUDIO DE CASO.
PROGRAMA ARQUITECTÓNICO
PLANTA BAJA:
• Sala: 15.90m²
• Comedor: 14.25m²
• Baño completo (baño seco): 7.80m²
• Cocina: 7.72m²
PLANTA ALTA:
• Recámara principal: 15.60m²
• Recámara secundaria:9.60m²
• Circulaciones: 7.83m²
• Totales: 78.70m²
MATERIALIDAD:
• Materiales naturales (tierra cruda, piedra brasa, madera)
• Con buena capacidad para almacenar energía: tierra cruda
• Disponibilidad local.

Anteproyecto
Plantas arquitectónicas
EL ESTUDIO DE CASO.
Planta baja
Planta alta
Planta techos

Anteproyecto
Evaluación térmica de elementos constructivos
Muro de tabique gris: arena-cemento
EL ESTUDIO DE CASO.

Anteproyecto
Evaluación térmica de elementos constructivos
Muro de tierra cruda de 40cms de espesor
EL ESTUDIO DE CASO.

Anteproyecto
Modelado 3D
EL ESTUDIO DE CASO.
Enero
10:00am
Ganancia directa matutina
Enero
04:00pm
Ganancia indirecta vespertina

REFLEXIONES FINALES Y CONCLUSIONES
• El trabajo permitió una valiosa reflexión en torno al quehacer profesional del arquitecto en
la actualidad.
• Establecer a partir del material bibliográfico existente, de los datos climáticos disponibles y
de la visita a Barcelona; una postura más crítica y a la vez objetiva de la situación que
vive la sostenibilidad en nuestro país.
• Así mismo, gracias a lo anterior fue posible desarrollar una propuesta metodológica
mucho más intuitiva, pero que conservara a la vez, el sesgo científico necesario requerido
por el trabajo académico.
• Integra por otro lado, una aportación relevante que puede incorporarse tanto en el Plan de
Desarrollo Urbano de la localidad analizada como en el de otras demarcaciones en el
Distrito Federal.
• Puede adoptarse como una herramienta que facilite el trabajo de diseño de cualquier
persona interesada.

FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACIÓN
• Evaluación de la inversión económica requerida para llevar a cabo el proyecto.
• Desarrollar los documentos correspondientes al proyecto ejecutivo.
• Evaluación ambiental, térmica, acústica, lumínica del proyecto.
• Evaluar la experiencia del usuario posterior a la construcción del mismo.

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