diseño con el entorno investigación estrategias bioclimáticas

Profesora Jane Rodr igues

Estud iante : Jav ier E l i zondo Esqu ive lUn ivers idad Ver i tasno. 201030013

FECHA: 23 NOVIEMBRE 2011

D ISEÑO CON EL ENTORNOT r a b a j o d e i n v e s t i g a c i ó n

Tabla de contenidos:

1. Arquitectura y Diseño bioclimático 2. Estrategias en el diseño sostenible y bioclimático

3. Análisis de edificaciones

1. Edificio administrativo de comunicación de Javier salinas.

a. Ubicación b. Orientación y elementos naturales cercanosc. Aberturasd. Análisis fotográfico de sombras y sol a las 10:00 y 15:00e. Observaciones2. Oficina ( Víctor cañas )

a. Ubicación b. Orientación y elementos naturales cercanos, espacios internos c. Aberturas, uso de estrategias pasivas, funcionamientod. Análisis fotográfico de sombras y sol a las 10:00 y 15:00e. Observaciones




D ISEÑO CON EL ENTORNOT r a b a j o d e i n v e s t i g a c i ó n

La investigación trata sobre la aplicación del diseño bioclimático y estrategias amigables con el ambiente en los edificios y construcciones. En la investigación se analizaran 3 diferentes edifi-cios, y como es que el sol y la sombra influyen en estos. A si mismo se dará una reseña de las estrategias utilizadas en el diseño arqui-tectónico bioclimático. Durante la investigación se visitó el lugar a diferentes horas del día con el fin de experimentar y sentir verdaderamente la obra, además se estudia de una manera per-ceptiva analítica adonde la teoría respalda las observaciones. La fotografía es una herramienta para capturar el momento justo de estudio adonde el sol presenta un ángulo agudo lo cual permite identificar la sombra fácilmente. La investigación tiene como fin entender como el diseño arquitectónico influye en la función y sostenibilidad del edificio, además de ser un elemento clave a la hora de proponer un diseño dado a que un diseño que este en armonía con el entorno natural es lo que el mundo contem-poráneo debe exigir debido al rápido deterioro del planeta adonde vivimos.

Introducción:

Arquitectura y Diseño bioclimático

La bioclimatología:

“Es la disciplina que estudia las relaciones existentes entre el clima y los organismos vivos.” (thefreedictionary)

Diseño:“Forma de cada uno de estos objetos.” ( real academia.)

Podemos afirmar entonces que cuando se habla de diseño bioclimático es la relación de elemen-tos existentes del clima, organismos vivos (flora y fauna) el ser humano y el objeto a concebir.

Cuando se habla de arquitectura bioclimática:

Es la arquitectura que utiliza y es diseñada en función y hacia el aprovechamiento de los elementos del clima; y organismos vivos entorno a una edificación, para mejorar la calidad vida del ser humano.

Figura 1: Famosa casa “fallingwater” del arquitecto Frank Loyd Wright diseñada entorno a la cascada y vegetación del sitio; él fue uno de los primeros pioneros en el diseño ecológico y de promover una arquitectura orgánica.

Relación de la arquitectura bioclimática a la sostenibilidad.

Cuando se habla de arquitectura bioclimática se hace referencia directa al campo de la sostenibi-lidad. La sostenibilidad pretende que perdure en el tiempo en todos los campos, que perdure de forma útil, que evolucione y que no quede obso-leta. Eso conlleva a lo que es un desarrollo sostenible, que involucra un desarrollo en el tiempo que contemple el ámbito social, el ámbito económico y ecológico.

La arquitectura bioclimática es una manera de aplicar el desarrollo sostenible dado a que su implementación hace que se reduzca el nivel de costo energético, lo que beneficia al planeta, reduce contaminación, además promueve un “confort” natural, e involucra al usuario a participar en su funcionamiento.

Figura 2: imagen de blog “ciencialaultima” que que representa el desarrollo sostenible, uno que debe abarcar el ámbito económico, social, ecológico.

Arquitectura y Diseño bioclimático

Según Ernst Neufert como menciona en su libro el arte de proyecta dice que la temperatura mas agradable para el hombre en reposo es de 18 a 20 grados y en trabajo de 15 a 18 grados sin embargo en Costa Rica podemos decir que el rango óptimo de confort térmico es de los 20 a 24 grados Celsius debido al clima que se acostumbra en la región. Debido al asoleamiento que tiene la región es de gran importancia la implementación de un diseño bioclimático en las edificaciones del país.

La naturaleza misma entorno a la gran mayoría de lugares, sea un parque, bosque hasta un simple árbol está presente en casi todo el territorio y es de gran ayuda a reducir los gastos energéticos y evitar aires acondicionados en el edificio si se implementa un adecuado uso de la arquitectura bioclimática.

Figura 3: Gráfico de zona de confort de la investigación realizada por Victor Olgyay.

La arquitectura bioclimática tiene sus orígenes desde que el ser humano vive bajo un “hogar” adonde se observa como en etapas de caza-dores y recolectores existían tipos de ventilación primitiva pero que daban confort hacia los usuarios de la vivienda, los egipcios implemen-taron ductos de succión adonde juagaban con presiones para ventilar las cámaras mortuorias de sus templos. Luego en modernismo se le dio mucho más énfasis gracias a arquitectos como Frank Lloyd Wright padre de la terminología de arquitectura orgánica. Después arquitectos como Victor Olgyay,( realizó estudios con aber-turas y flujos de viento y logró llegar a conclu-siones fascinantes sobre la orientación de orifi-cios en la arquitectura y como estas puedan llegar a la zona de confort deseable) Ernst Neu-fert( autor del arte de proyectar explica a través del diagrama y su investigación estrategias a implementar en cubiertas y formas de aislami-ento edificaciones) , Paolo Soleri ( padre de la “arcología” o arquitectura ecológica) y muchos más ( Ken Yeang, Edward T. White, etc. ) realizaron estudios que forjan las pautas y bases del diseño en armonía con su entorno y no solo para ofrecer una mejor calidad de vida al usuario sino que también un cambio para el mejorami-ento del planeta.

Figura 4: Render de edificio en Singapur del arquitecto Ken Yeang que promueve el uso de techos verdes y una arqui-tectura sosteni-ble.

Figura 5: museo de ciencias naturales en California de Renzo Piano; que utlizia recursos naturales como aislamiento con vegetación y abertura estra-tégicas para que el museo sea lo más verde posible


Estud iante : Jav ier E l i zondo Esqu ive lUnivers idad Ver i tasno. 201030013


1. Edificio administrativo de comunicación de Javier salinas.

a. Ubicación b. Orientación y elementos naturales cercanosc. Aberturasd. Análisis fotográfico de sombras y sol a las 10:00 y 15:00e. Observaciones2. Oficina ( Víctor cañas )

a. Ubicación b. Orientación y elementos naturales cercanos, espacios internos c. Aberturas, uso de estrategias pasivas, funcionamientod. Análisis fotográfico de sombras y sol a las 10:00 y 15:00e. Observaciones

Estraegias en diseño sostenible y bioclimático

Es importante mencionar que en Costa Rica el mayor número o dimensión de aberturas tiene que ir de acuerdo con los flujos de viento del sitio y además hacia un lugar que el sol no le incida de una manera directa ( al menos que se dicte lo contrario por condiciones específicas) por las aberturas tienen que ir orientadas en la mayor medida posible hacia el norte. Debido a que es hacia ese punto cardinal que incidencia solar es la menor.

También parte de las estrategias se implementan en el diseño de las cubiertas y superficies de protección solar a continuación se presentaran varios diagramas hechos en auto-cad basados en estudios encontrados como (capitulo II “estrategias bioclimáticas de mejora en viviendas rurales)

Figura 6:Trajectoria solar durante el año, y su influencia en algun volumen.

alero en voladizo: es común al inicio y final de las cubiertas, perimte paso de luz indirecta, además da sombra y protege del sol incidente diagonal .Sin embargo, no protege de incidencia solar horizontal.

alero en piezas: perimte más increso de luz.

alero inclinado: el alero inclinado permite mayor protección hacia la incidencia horizontal del sol.

parasol vertical y alero horizontal: dan protección tanto para incidencia solar diago-nal como para la horizontal en ciertos sectores

detalle: se logra apre-ciar como se logra una protección horizontal a la incidencia solar.

abertura en alero mixto: permite que el aire caliente acomu-lado en alero tenga un escape, pero deja entrar un poco de sol

Pro fesora Jane Rodr igues




Lamas direccionales: opuestas a dirección de luz.Las lamas direccion-ales permiten mayor paso de luz indirecta y a la vez protegen de la luz incidente directa del sol. Sin embargo no dan buena protección horizontal.

Lamas direccion-ales en paraleas a incidencia solar, dejan pasar la luz pero solo adonde esta logra ser paralella.

pérgolas naturales dependiendo de su distancia a la edifi-cación protegen de la incidencia horizontal y vertical pero no dejan pasar la vista.

pérgolas y parasoles verticales

naturaleza adya-cente tambien proporciona un efecto de sombra en el edificio, es muy eficaz, y debe ser utilizada lo mas que se pueda.

Detalle de lama direcci-onal


Ventilación

Ventilación cruzada

Ventilación efecto chimenea

Muro trombe: Es una pared de vidrio colocada frente a una pared normal que crea un efecto invernadero, fue primera vez diseñado por Edward Morse en 1881 y su intención es lograr calentar principal-mente (también puede enfriar) el espacio inte-rior sin tener que recurrir a una estrategia activa como es el aire acondicionado, los venti-ladores y electrodomésticos que tienen un alto gasto energético.

figura 7: Diagrama de muro trombe del sito web http://www.gstriatum.com

El aire fluye a través de la edifi-cación ventilando su interior sin brisa fuerte.

La abertura inferior hace que el aire frio entre, a medida q se calienta crea un flujo con la abertura superior que lo expulsa de la edificación.

Figura 8 :Diagrama extraido de http://ocw.upm.es. El efecto chimenea succiona el aire caliente y hace que el interior este siempre fresco, sin generar una brisa notable.


Aislamientos

paso de calor a través de una pared compuesta: Ernst Neufert.

figura 8 libro Erst neufert .Se hacen aberturas en la base de los aleros que permiten enfriar la cubi-erta a medida que el sol incide en ella. Esto hace que el espacio interno no se caliente.

figura 9 libro Erst neufert . Otro ejemplo de ventilación de cubierta, en este caso se trata de un conducto de menor calibre y funciona a través del efecto chimenea adonde a medida que el aire se caliente se crea un flujo que luego es expulsado

ventilación de cubiertas:

figura 10 aislamiento natural o techo verde

figura 11 otros tipos de aislamiento como capas de aire en vidrios, lana de roca, maderas, ladrillos refractarios.

Analisis de edificaciones

Edificio COMUNICACION CORPORATIVA en la uruca, Foto extraida de pagina web de arquitecto Javier Salinas.

ubicación: La Uruca, vecindario Robledal.

Vistasnorteste: Jardin pequeño

surEste: techo de Casas y ballet ruso y pequeño parque.

noroeste: pared que tiene como inten-ción evitar la vista hacia autopista y calle.

suroeste: casas y acceso a calle.

Dos direcciones de viento debido a calles, de sur oeste a noreste y viceversa. El viento es evidente en los meses de noviembre diciem-bre y enero, lo cual hace que tenga una velocidad aproximada de 14 km eso dado a que el movimiento de hojas de arboles cerca-nos es evidente.

Posibles flujos de corrientes de aire debido a aberturas localizadas, edificio consta de un jardin interno, un tercer piso que es un café y una cubierta plana. El edificio tiene venilacion cruzada y también una estrategia de ventilación de chimenea debido a sus aberturas superiores y dobles alturas internas.

El edificio de oficinas tiene una tipo-lología de aberturas características que son estrechas y alargadas, no son muy grandes ni tampoco muy facilies de observar, lo que hace que el edificio sea impermeable al exterior, cuya intención era esa.

Espacio interno, es oscuro y ocupa sistemas activos para mantenerse fresco e iluminado. foto: oficina de proyectos de Javier salinas.

Análisis de edificaciones: ventilación

Análisis de edificaciónes fotografías de fachadas

Fachada sur- oeste 10: 00 am

Fachada sur- este 10: 00 am

Fachada sur- oeste 4:00 pm

Observaciones: la fachada sur oeste siempre estuvo en contacto directo con el sol, las aberturas son pocas, y son estrechas. El volumen principal proyecta una sombra hacia la entrada del edificio, además de tener vegetación para amor-tiguar la cantidad de incidencia solar sobre el volumen en la parte derecha inferior. Es la fachada que más tiene incidencia solar durante el día.

No queda completamente iluminada a las 4:00 pm debido a un letrero y valla publicitaria que hace la función de un parasol a larga distancia, protegiendo el edificio por más de una media hora a luz directa solar.

La fachada sur este tiene una estrategia pasiva de usar pérgolas de vegetación para evitar el asoleamiento directo y crear un vacío que probablemente funcione como ventilación natural y darle frescura al interior del edificio. Tiene aberturas principalmente en su parte superior y estas son directamente afectadas por el sol hasta las 12-1 pm del día. Después queda en sombra la fachada

Fachada sur- este 4: 00 pm

observaciones

pérgola y para-sol vertical

Fachada tiene las mayor canti-dad de aber-turas del edificio carecen de protección solar.

Análisis de edificaciones: fotografías de fachadas

fachada nor-oeste 10:00 am fachada nor-oeste 4:00 pm

observaciones: fachada nor-oeste contiende el ícono y gesto del edificio: una pared curva que -funciona como para-sol vertical para toda la fachada, tiene unas leves aberturas para hacer un juego con la luz que se refleja en el pasillo de entrada. Además la fachada no-oeste también tiene aberturas en la parte superior del edificio, unas q a partir de las 3:00 pm les incide la luz directamente, haciendo el volumen supe-rior un espacio caliente que probablemente utilice aire acondicionado.

El arquitecto también utiliza una fuente descen-diente que divide la pared de la entrada haciendo q sea el lugar más fresco del edificio. Combina la estética con la sensación.

fachada nor-este 10:00 am fachada nor-este 4:00 pm

observaciones: la fachada nor-este esta completamente protegida del sol por la vegetación que tiene, tiene 4 aberturas que son recibidas con aire fresco debido a la cantidad de sombras que genera el pequeño jardin exterior de vegetación. Presenta una problemática que hace el ambiente muy humdo resquebrajando las paredes de concreto y apariciones de musgo en el material de enchape del edificio.

Análisis de edificaciones

Oficina de ingenería especialisada en metalurgia.Arquitecto: Victor Cañasubicación : vecindadrio el Robledal, La Uruca.Fotografía: http://www.ldbarquitectura.com

ubicación: Fuente: oficina Victor cañas

fotografia de pagina web de Oficina de victor cañas

Haciendo la investigación tuve la oportunidad de ingresar a las instalaciones de la obra del arquitecto Don Víctor Cañas titulada Elmizu. Recibí un cálido saludo por parte de don Ricardo Barboza ingeniero civil, empleado de la empresa que reside en la oficina. El espacio está lleno de vida y parece que estuviera flotando debido a que su configuración estructural yace sobre únicamente columnas de metal. Llevo a dar este comentario inicial dado a que el arquitecto y el dueño reciben a estudiantes de arquitectura literalmente con los brazos abiertos y les gusta que los visiten; para que aprecien como se convirtió un espacio pequeño en una amplia, elegante y luminosa oficina de trabajo ( y aparta-mento) que es considerado como un segundo hogar para los que trabajan ahí.

San josé palacio

ubicación: Fuente: oficina Victor cañas

Análisis de edificaciones

plantas de distribución ( fuente: oficina victor cañas). y flujos de ventilación

Fotografías tomadas en el lugar demuestran cuales son los espacios que son más inconformes debido al calor que hace en ellos. El principal problema que abarcan estos dos espacios es la falta de algún tipo de protección contra la incidencia solar horizontal de la tarde, que hace que en el salón de conferencias el sol incida directamente en los ojos del usuario además de hacer un lugar verdaderamente caliente, que tiene que recurrir al uso de aires acondicionados. Don Ricardo mencionó que si hace calor efectivamente pero que la luz del atardecer embelle-

fotografía interior 4:30 pm

fotografía de abertura interna principal.

Aberturas principalmente son en techos y por encima de vidrios, ninguno de los vidrios grandes es capaz de abrirse lo que hace que las aberturas por los techos y pocas celosías sean la ventilación natural del espacio. Sin embargo, las aberturas hechas no son suficientes para el calor que hace adentro de la obra arquitectónica, que según don Ricardo hasta “cuando llueve las aberturas superiores hacen que el agua se meta a la oficina” .

Análisis de edificaciones estrategias pasivas

Uso de aleros en aberturas de fachada sur-oeste, esta fachada se utilizan dos aleros mixtos adonde el primero es de la cubierta que luego es complemen-tado con una lana direccional que permite el paso de la luz difusa pero no permite el ingreso de la luz directa del sol, sin embargo esta fachada es vulner-able a la luz de las 3 al crepúsculo dado a que no tiene parasoles verticales que periten la difusión de la esta luz directa...

En la abertura sur-este se tuve que insta-lar un parasol completo debido a la incidencia que causaba la luz solar al entrar directamente al área de conferen-cias, haciendo el espacio inconfortable.

El arquitecto Víctor Cañas tuvo la cautela de diseñar desde la estructura y conjunto arquitectónico hasta las persianas, celosías y basureros de la obra. El detalle de la celosía que a la vez tiene un micro perforado que actúa como parasol, hace no solo una celosía estética sino que también implementa una ventilación que puede ser cerrada o abrirse a deseo del usuario. Tabla de contenidos:

El uso de la luz difusa es predominante y aclara don Ricardo que en el edificio de día “ no es necesario siquiera prender un solo bombillo para trabajar dado a que el espacio es tan claro como si se estuviera ilumi-nando con luz artificial.”

Análisis de edificaciones, fachadas Proyecto Elmizu

Fachada sur-este 10:00 am

Fachada sur-oeste 10:00 am

Fachada nor-oeste 10:00 am

Fachada sur-este 4:00 pm

Fachada sur-oeste 4:00 pm

Fachada nor-oeste 4:00 pm

Observaciones: fachada sur este es directa-mente incidida por sol, carece de para soles que protejan su esqueleto y los ventana-les superiores.

observaciones: fachada sur oeste logra eficaz protección de forma vertical y diagonal a la luz del sol, crea som-bres que hacen fresco su espacio interno, sin embargo en la tarde la incidencia directa horizontal no es adecu-adamente tratada lo que hace que en las tardes su interior sea caliente y en la mayoría de las veces : inconfortable

Observaciones: la fachada nor-oeste es la que presenta la abertura de mayor prob-lemática a la obra de arqui-tectura ya que por esta abertura entra el agua al espa-cio interno, la luz de la tarde encandila el lugar de confer-encias y calienta el edificio interno haciéndolo un inverna-dero que lo solucionaron intro-duciéndole aires acondiciona-dos y elevando el consume energético en lugar de utilizar una estrategia bioclimática

1. Se investiga y se llega a una síntesis sobre es-trategias amigables con el ambiente y de carácter bioclimático

2. A través de la fotografía y el estudio de campo se entiende la funcionalidad de las estrategias de diseñar entorno al ambiental.

3. El estudio de sombras y soleamientos hace en-tender que la luz y los recursos naturales como viento, sol y agua son indispensables para el diseño arquitectónico de una obra.

4. Se entiende el comportamiento de las estrate-gias bioclimáticas

5. Se aplica el estudio teórico a la observación y critica de edificios analizados.

Conclusiones

Bibliografía:

Olgyay, Víctor. (1963). Design with climate. Bioclimatic approach to architectural regionalism. Princeton University Press.

Edward T. White (2004). Site Analysis: Diagramming Information for Architectural Design. Tallahassee, Florida: Architectural Media Ltd., 2004. 1-158.

Lopez, María. estrategias bioclimáticas en la arquitectura, pdf

Sin autor. Capítulo II ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS DE MEJORA EN VIVIENDAS RURALES. pdf

Neufert, ernst. Arte de proyectar en arquitecura,editorial gustavo gil S.A, barcelona 1975.

enlaces electónicos:http://victor.canas.co.cr/planos.php?proId=11http://jsarquitectos.com/http://en.wikipedia.org/wiki/Frank_Lloyd_Wright

EStuido de campo: Fotográfico y perceptivo ( fotos no acreditadas son producto del estudio de campo)

diseño con el entorno investigación estrategias bioclimáticas

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