estrategias de diseño bioambiental

Ambiente y Confortabilidad en el Ámbito Urbano

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES

Ambiente y Confortabilidad en el Ámbito Urbano

Prof. Ricardo Cuberos M., MSc Arq.

2do Periodo 2010

Unidad IV: Estrategias Urbanas de Diseño

BioAmbiental

Toma nota de lo

discutido en clase.

Investiga los

conceptos tratados.

Evaluación de la

Unidad IV:

Prueba Escrita.

Recuerda

4 Estrategias Urbanas de

Diseño BioAmbiental

Tema 1. Mecanismos para acondicionar climáticamente y de

manera natural los espacios urbanos dentro de la

concepción del desarrollo sustentable.

Tema 2. Estrategias orientadas al aprovechamiento de recursos

hídricos y los problemas urbanos debidos a su mal manejo

Tema 3. Estrategias urbanas de diseño bioambiental y su

contribución a la confortabilidad y sustentabilidad del

ambiente.

No resultan exclusivamente de la suma de edificios que

incorporan técnicas de acondicionamiento pasivo, sino

entender en forma sistémica, las consecuencias

ambientales sobre el territorio y el clima que generarán

las decisiones acerca de la clasificación del suelo, el

trazado de los sistemas generales en el planeamiento

general, el trazado de la red viaria, el sistema de zonas

verdes y espacios libres, y las ordenanzas de la

edificación.” (Urbanismo Bioclimático, E. Higueras,

2006)

• Ayudan a cerrar ciclos ecológicos de materia y energía

• Reducir la huella ecológica de los asentamientos

(territorio necesario para producir los bienes de

comsumo de una comunidad y asimilar sus residuos).

• Minimizar los impactos negativos sobre el aire, el agua

y el suelo, usando modos eficientes de energía.

Urbanismo Bioclimático (UB)

Objetico: Reducir al máximo los impactos negativos

que ejercen la urbanización sobre el medio.

Cada situación geográfica debe generar un

urbanismo característico y diferenciado.

• Trazado viario estructurante que responda a criterios

de asoleamiento y viento local.

• Calles adaptadas a topografía y con orientaciones

óptimas según el soleamiento y el viento.

• Zonas verdes adecuadas a las necesidades de

humedad y evaporación ambiental.

• Morfología urbana de manzanas con fachadas bien

orientadas y una adecuada proporción de patios de

manzana según el clima.

• Parcelación que genere edificios con fachadas y

patios bien orientados.

• Tipología edificatoria diversa y adecuada a las

condiciones del sol y viento local.

Los criterios generales de diseño dependen de las

regiones geográficas-climáticas del planeta, clasificadas en

4 fundamentales:

REGIÓN FRÍA

REGIÓN TEMPLADA

REGIÓN CÁLIDA -

ÁRIDA

REGIÓN CÁLIDA -

HÚMEDA

Diseño bioclimático - urbano

La altimetría puede

producir efectos similares

23°27’

Día: + horas de sol

Máx. soleamiento del hemisferio

Tmáx: final julio

Día: - horas de sol

Máx. soleamiento del hemisferio

Tmin: final enero

Día = noche

Igual radiación en hemisferios

Cambio de estación

El urbanismo bioclimático afecta dos ámbitos:

ORDENACIÓN DEL

CONJUNTO

DISEÑO DEL

EDIFICIO

Región Fría

• Favorecer el asoleamiento

urbanizando las pendiente

más favorables: S y SE

(hemisferio norte) y N y NE

(hemisferio sur).

• Reducción de vientos fríos,

urbanizando en la parte

media o baja de las laderas.

1. Elección del

emplazamiento

Región Fría

• Recomendable el

agrupamiento de

edificaciones y

casas (conservando

mínimos espacios

entre ellas) para

reducir superficies

expuestas al frío y

los vientos, y evitar

pérdidas de calor.

2. Estructura Urbana

Región Fría

3. Espacios Públicos

• Abertura al

cielo para

facilitar el

asoleamiento

• Procurar

protección del

viento, a través

de los edificios

circundantes.

Región Fría

• Empleo de variaciones

topográficas, lo cual

define las formas de las

calles y la utilización del

espacio.

4. Paisaje

Región Fría

Utilización de barreras

vegetales para la protección

del viento.

• Uso de vegetación

perenne. En orientación NE

y SO.

• Vegetación típica del lugar.

5. Vegetación

Región Templada

Protección contra los

vientos:

• Pendiente más

favorables: las más

cálidas y más

protegidas de vientos

• Aprovechamiento de

los vientos (brisas) en

verano (época caliente).

1. Elección del

emplazamiento

Región Templada

Ordenación que

favorezca:

• El libre

emplazamiento y

estructura

abierta.

• Edificaciones

mezcladas con

la naturaleza.

2. Estructura

Urbana

Región Templada

Proporción de sombra en espacios:

• Amplias áreas de césped con grupos de árboles.

• Orientación de calles que eviten vientos invernales y

aprovechen brisas en el verano.

• Trazado libre de paseos peatonales.

3. Espacios públicos

Región Templada

Región Templada

Establecimiento de relación entre espacios exteriores

e interiores y uso de acuerdo a época del año.

• Uso intenso en verano

• Restringido en invierno.

4. Paisaje

Región Templada

• Uso de césped en planicies

para absorción de calor.

• Utilización de árboles en

fachadas este y oeste para

protección solar.

5. Vegetación

Región Cálida - Árida

Aprovechamiento de

vientos frescos (fríos):

• Pendiente más favorables:

SE-E y partes bajas

(descenso vientos fríos)

• Emplazamientos

favorables: altos (para

captar brisas) y con

posibilidades de

evaporación.

1. Elección del emplazamiento

Arizona

Ordenación que favorezca:

• Tejido urbano denso y

sombreado (respuesta

ante intensa radiación

solar - calor)

• Muros y jardines que proporciones sombra a

espacios exteriores.

• Unidades edilicias ubicadas en torno a un patio o

zona similar con sombra.



Phoenix, ArizonaMarruecos, África

Níger, África


• Tejido urbano denso y

sombreado (respuesta

ante intensa radiación

solar - calor)

• Muros y jardines que proporciones sombra a

espacios exteriores.

• Unidades edilicias ubicadas en torno a un patio o

zona similar con sombra.



Cádiz, España

Estrechamente vinculados

con áreas de la edificación.

• Con protección solar

(total o parcial)

• Con mínimas superficies

pavimentadas (absorben y

acumulan calor).

• Con estanques de agua

(facilita el enfriamiento

evaporativo del aire y

aumento de humedad


3. Espacios

públicos

Phoenix, Arizona

Concentración de plantas y superficies verdes (tipo

Oasis) considerando la escasez de vegetación.


4. Paisaje

El Cairo, Egipto

Al Jubail, Arabia Saudita

Utilización de

vegetación como:

• Superficie

absorbente de

radiación solar

• Elemento facilitador

de la evaporación

• Elemento generador

de sombra.


5. Vegetación

Aprovechamiento de

los vientos:

• Emplazamientos

altos y enfrentados

a dirección de

vientos

predominantes.

• Pendientes

recomendadas: N y

S (menor incidencia

solar)

Región Cálida - Húmeda

1. Elección del Emplazamiento


• Entramado urbano disperso y relajado.

• Separación de edificaciones para aprovechamiento de

movimientos de aire.

• Zonas o áreas techadas para favorecer sombras.



• Distancias o recorridos mínimos para el peatón.

• Espacios preferiblemente sombreados.


3. Espacios Públicos

Santo Domingo

Debe responder a

topografía o relieve del

lugar, en áreas planas se

sugiere:

•utilización de fuentes de

agua (evitar ingreso de

este aire húmedo al

interior de edificaciones),

•drenajes lejos de las

edificaciones.

•pendientes necesarias

para favorecimiento de

escorrentías

(precipitaciones fuertes).


4. Paisaje

Cartagena, Colombia

Varadero, Cuba

Uso de vegetación

que:

• no interfiera con la

captación de brisas

(árboles de ramas y

copas altas)

• facilite el movimiento

del aire (plantas baja

alejadas de

edificaciones).

• enfríe el aire (masas

de árboles altos)


5. Vegetación

Miami, EEUU

Miami, EEUU

Curacao

Aruba

Pto. Cabello, Vzla

Tema 2Aprovechamiento de recursos hídricos

y los problemas urbanos debidos a su

mal manejo

Las inundaciones

urbanas

Problemática de los Recursos Hídricos

• Se estima que a cada 20 años se duplican los

volúmenes de agua consumidos por la humanidad.

• Tradicionalmente, un mayor desarrollo implica un mayor

impacto ambiental.

• La contaminación esta agravando más la escasez de

agua al reducir, aguas abajo, la posibilidad de su uso.

• El 90% de los desastres naturales en los años ´90 fueron

relacionadas con el agua.

Proceso de Concientización Mundial

ONU sobre El Agua (Argentina, 1977)

V° Foro Mundial del Agua (Turquía, 2009)

Problemática de los Recursos Hídricos

• Acceso al agua potable:

• Disminución de recursos superficiales

• Deterioro de las fuentes subterráneas

• Contaminación

• Deterioro de los ecosistemas

• Contaminación

• Salinización

• Desecamiento o inundaciones

• Riesgo antrópico

• Inundaciones urbanas

• Pérdida de recursos hidroeléctricos

• Deterioro de la salud humana

Nuevo Paradigma del Agua

• El agua es un recurso finito y vulnerable y por ende, un

bien económico de consumo social.

• Principios de Dublin (Conferencia Internacional sobre

Agua y Medio Ambiente,1992):

1. La cuenca hidrográfica se incorpora como la unidad

fundamental para la gestión de los recursos hídricos

(RH), los ecosistemas y la biodiversidad.

2. Necesidad de una gestión participativa de los RH,

incluyendo en su modelo el poder público, los usuarios

sectoriales y las comunidades organizadas

Drenaje Urbano

Drenaje Urbano

Macrodrenaje

Microdrenaje

MACRODRENAJE:

• Cursos naturales, quebradas

• Asociado a lluvias excepcionales

• ¡Siempre existe!

• Tiempo de retorno de 10 a 50 años

MICRODRENAJE:

• Obras de drenaje urbano

• Definición artificial del drenaje

• Asociado a lluvias frecuentes

• Tiempo de retorno de 2 a 10 años

Tipo de inundaciones urbanas

MacroDrenaje (ribereñas):

• Secuencia de años secos

• Falta de legislación municipal

• Ocupación: población de baja

renta

MicroDrenaje (locales):

• Concepto sanitarista

• Falta de integralidad de

análisis

• Interferencias

• Desechos sólidos

Relación

entre

Urbanización

y

escurrimiento

superficial

Suelo Coef

Pastos 0,504

Suelo 0,131

Pavimento 0,047

Edificación 0,140

Árboles 0,178

Permeabilidad

Impacto sobre la

calidad de las

aguas:

- Componentes

orgánicos (DBO,

N, P)

- Metales (plomo,

hierro)

- Residuos sólidos

- Sedimientos

Situación más crítica: Lluvias frecuentes, de poco cantidad

En USA: recomendación de manejar todo escurrimiento para

tiempos de retorno ≤ 2 años y duración hasta 24 horas

Causas de inundaciones urbanas

1. Estudio de proyectos SOLO a nivel del lote o de la

urbanización

• Apreciación de drenaje eficiente (del lote/urbanización)

• No existe análisis de las consecuencias

• Ocupación no planificada del suelo

• Falta de espacio para el agua pluvial

Tendencias

Típicas

• Expansión urbana (desde aguas abajo

hacia aguas arriba)

• Urbanizaciones en áreas inundables

• Canalizaciones en sectores críticos

Tendencias

Típicas

PROCESO DE

URBANIZACIÓNSegunda Etapa

PROCESO DE

URBANIZACIÓNSegunda Etapa

Tendencias

Típicas

Tendencias

Típicas

Canalizaciones

en el Macro-

Drenaje

(Traslado de un

problema aguas

abajo)

La urbanización no planificada conduce a la ocupación

desorganizada del suelo; el incremento de áreas

impermeables; la necesidad creciente de sistemas de

drenaje de mayor envergadura; y aumento de la

frecuencia de inundaciones

Causas de inundaciones urbanas

2. Impermeabilización

• Resultado de cada individuo transferido a la esfera

pública

• El que impermeabiliza no es el afectado, por lo que el

problema es transferido hacia «aguas abajo»

Tendencias

Típicas

• Atención solamente después de su

ocurrencia por presión de vecinos

• Acción Típica: drenar rápidamente

(conducción)

• Consecuencia: Aumento de la

magnitud y frecuencia de inundaciones

Crecimiento de

San Salvador

Impermeabilización

del Suelo

Expansión urbana

“aguas arriba”

Cochabamba, BoliviaEl Salvador

Bloqueo de drenajes

Problemas del embaulamiento:

• Contrario a la tendencia a la renaturalización de cauces

• Falsa sensación de seguridad total en áreas vulnerables.

• Obstrucciones por sedimentos, vegetación y/o basura.

• La población desconoce importancia del macro

• Costos elevados

Nuevo diseño del Drenaje Urbano

Obras para la evacuación rápida

de las aguas pluviales y de los

desechos industriales y domésticos.

No aceptable en el mundo actual

Concepción

Tradicional

Medidas para minimizar los riesgos de la

población, considerando el desarrollo

urbano armónico, articulado y sustentable.

Comprensión integrada del ambiente urbano

Concepción

Actual

Dispositivos de Drenajes

De acuerdo a su ubicación dentro de la cuenca:

1. Distribuidas (control en la fuente): actúa sobre lotes y plazas

2. Concentradas (control de canales): actúa en el micro y macro

drenaje, para el control de los principales cursos urbanos

De acuerdo a su acción hidráulica

1. Obras de almacenamiento (reservorios): uso domiciliario o en

micro y macro drenaje).

2. Obras de infiltración y percolación

3. Obras de conducción (conductos; canales): transferencia de

efectos aguas abajo

4. Diques laterales y estaciones de bombeo: áreas que no

poseen espacio para amortiguación caudales)

Control de la fuente

• Pavimento permeable

• Trincheras y planos de

infiltración

• Detención

• Sin conexión directa

con el drenaje vial

Control de la fuente

Almacenamiento

y reuso

Almacenamiento para control

Reservorio

de detención(secos)

Reservorio

de retención(nivel

remanente)


Belo Horizonte

Curitiba Natal

Porto Alegre

Obras de infiltración

Diseños urbanos contemplando

el control del drenaje

Retardo de la escurrentía en el Micro-Drenaje:

Trazado no reticular (infiltración superficial por pavimentos)

Trazado reticular (infiltración en cuencos o pozos)


Planos de infiltración

Depresiones de infiltración


Cuencos de

infiltración

Cuencos de infiltración


Pozos de infiltración


Entradas

permeables

a la red

Pavimentos permeables


Pavimentos permeables

Obras de conducción

Lagunas de amortiguación

Parques integrados de Alcantarilla

Planificación del Drenaje urbano

MEDIDAS DE MANEJO Y CONTROL DE INUNDACIONES

ESTRUCTURALES

NO ESTRUCTURALES

Modifican el sistema hídrico hídricohídrico

Modifican el sistema hídrico

Conviven con el sistema hídrico

Obras hidráulicas

Medidas de prevención

Planificación del Drenaje urbano

ESTRUCTURALES

• Intensivas: en los

cauces (aceleran,

retardan, desvían)

• Extensivas: en las

cuencas (Forestación,

etc.)

NO ESTRUCTURALES

• Zonificación de áreas

inundables

• Legislación

municipal/reglamentos/per

misos

• Pronósticos de crecidas

• Educación a distintos

niveles

• Monitoreo de sistemas

hidrometeorológicos e

hidrológicos

Plan Director de

Drenaje Urbano

(PDDU)

Saneamiento Ecológico (Eco San): los desechos son recursos

CICLO

DEL

AGUA

CICLO DE

ENERGIA Y

NUTRIENTES

agua

potableNutrient

es

Energía

Agua

gris

Trat.

BiológicoRiego

de Jardin

Agua

recreativa

Recarga

del

acuífero

filtración

Agua

negra

Residuos

org.Trat. aer

(compost

eo)

Trat

aneaerob

(biogas)

Reparación

del solo

Fertilizante

(N, P, K)

separación

Saneamiento urbano

Principios

de

ECOURBANISMO

• Gestión de asentamientos humanos teniendo presente

todos los aspectos medioambientales que comporta la

ocupación humana de un territorio para obtener zonas

urbanizadas ambientalmente respetuosas.

• Construcción ecológica en edificios

• Espacios Públicos

• Movilidad

• Energía

• Agua

• Residuos

• Diversidad

ECOURBANISMO: Aprovechamiento racional

• Espacio (densificación urbana)

• Tiempo (usos mixtos)

• Agua (uso eficiente de ecosistemas)

• Aire (restricciones para vehículos)

• Energía (clima y microclimas)

• Control del ruido (conservación del silencio)

• Mejoramiento de la calidad visual

• Control de riesgos naturales

• Conservación de la Biodiversidad

• Más y mejor espacio público

• Mayor inclusión en un ambiente mejor.

ECOURBANISMO: Aprovechamiento racional

La ciudad extensiva es costosa en redes y transporte.

Los diseños "compactos" facilitan los desplazamientos

peatonales y en bicicleta.

La densidad de población es necesaria para hacer

viables sistemas de transporte público eficientes.

La recuperación de zonas centrales y edificios

deteriorados son formas de redensificación y

disminución de desplazamientos a la periferia.

1. Densificación Urbana

Asentamiento en

Ciudad Lossada

Almogavers

Barcelona

Los sectores urbanos y los edificios buscan ofrecer

todos los servicios necesarios hasta hacerse

autosuficientes.

Se debe reducir desplazamientos innecesarios, que

consuman energía y ahorrar tiempo a sus residentes.

Los residentes deben tener a la mano equipamientos,

servicios y poder hacer actividades productivas.

77

2. Usos Mixtos

Fort Lauderdale Amsterdam

Los proyectos urbanos deben separar y reutilizar aguas

grises de las negras, tratando las negras "in situ" (dentro

de la vivienda, el barrio o el sector urbano).

La materia orgánica pueda ser utilizada por distritos

agrícolas dispuestos en las cercanías, si esto es posible.

Esto disminuye la demanda de fertilizantes y agua

“fresca”.

Los humedales pueden ayudar al tratamiento de agua,

para proteger otros cuerpos de agua y minimizar los

costos de potabilización.

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3. Aprovechamiento del Agua

Aruba

Atitlán, Guatemala

Se busca desincentivar el uso del automóvil mediante la

peatonalización: desarrollo de ciclovías y transporte

público; trazado de calles irregulares y serpenteantes

para desestimular el transito y reducir la velocidad del

flujo; y oferta de estacionamientos subterráneos o en la

periferia de sectores residenciales

El uso de energías "alternativas" (solar, eólica, entre

otras.) disminuye el uso de combustibles fósiles

contaminantes.

81

4. Aire Limpio

Zona peatonal en Zurich, Suiza

Ciclovía

Bogotá

Se debe promover el diseño arquitectónico y urbano

abocado al ahorro energético y la disminución de gases

contaminantes, incorporando energías limpias.

La arquitectura y el urbanismo bioclimático considera la

vegetación, el diseño de espacios y cerramientos, la

selección de materiales, el asoleamiento natural, el

viento, las orientaciones, etc, para lograr espacios

habitables minimizando el consumo de energía.

5. Aprovechamiento de la Energía

Principios de Ecourbanismo

Malmö, Suecia

Ecobarrio Vauban

(Friburgo)

que con una visión común,

mejorar su calidad de vida y

humano en armonía con el

principios de una ecoaldea,

pero en las zonas urbanas. Ecobarrio de Motril (Granada)

Ecobarrio Maipú

(Chile)

Factores del control acústico:

Localización. Estudiar el ruido preexistente y normar la

distribución en el espacio de vías, usos y actividades

permitidas.

Aislamientos. Establecer medidas de control de ruido

para la edificación y su entorno inmediato.

Restricciones al vehículo. Controlar el funcionamiento

de vehículos motorizados como importantes fuentes de

ruido.

6. Control del Ruido

Coral Springs Concreto Insonoro

La calidad visual no es sólo un problema de publicidad

exterior visual, señalización y ocultamiento de redes

aéreas. El paisaje natural, como patrimonio, es legitimado

por los proyectos urbanos, los cuales son respetuosos con

aquellos elementos del paisaje de mayor relevancia o

valor ambiental estratégico, como los humedales, rondas,

montañas, bosques, playas, entre otros, aprovechando sus

potenciales para el ecoturismo y el marketing de proyectos

y ciudades

7. Mejoramiento de la calidad visual

Diseño ambiental eficiente,

San Francisco

Ciudad de las

Comunicaciones,

Madrid

El Marketing de ciudades. Inversiones en restauración

de ecosistemas estratégicos o elementos del paisaje

natural, por obras de control o mitigación de riesgos

naturales.

El control de riesgos tecnológicos, materiales

saludables. Introducción de nuevas opciones técnicas

en el mercado, para reemplazar materiales peligrosos de

impactos ambientales.

El control de riesgos biológicos, aprovechamiento

de la materia orgánica. Disposición adecuada,

reutilización y reciclaje.

8. Control de riesgos naturales

Tratamiento de cañada

en CórdobaTecho verde en aceras

en Córdoba

Ciclo de vida de productos. Los consumidores deben

ser conscientes del origen de los materias primas de los

productos y el destino que tendrán cuando sean

desechados al final de su vida útil. La presión del

consumidor bien informado y opinión pública son

fundamentales.

El incremento y mejoramiento de la cobertura

vegetal. Los proyectos ecourbanos favorecen la

conservación y recuperación de espacios naturales,

aprovechando calidades paisajísticas y controlando

actividades antrópicas negativas.

9. Conservación de la Biodiversidad

Clasificación de residuos

residenciales en Estocolmo

Techos verdes en Londres

La peatonalización. La calle y la plaza deben volver a

ser espacios de encuentro en redes de espacios

públicos, minimizando el transporte motorizado y sus

gases y ruidos

El mantenimiento. Los elementos de mobiliario urbano,

del paisajismo, de las construcciones destinadas a

equipamiento público, deben emplear materiales

durables, reusables, reciclables, sustituyendo el uso de

máquinas por mayores esfuerzos de diseño para ahorrar

energía y combustibles.

10. Más y mejor espacio público

Zona peatonal en Curitiba

Transporte público en Curitiba

Transmilenio en Bogotá

Transcaribe, CartagenaTransbarca, Barquisimeto

Participación social. La comunidad rige el diseño

urbano y arquitectónico, apoyada por un grupo de

profesionales de distintas disciplinas.

Integración social. Los proyectos ecourbanos buscan

crear espacios de encuentro social (parques, medios de

transporte masivo) y las edificaciones y sectores

urbanos se fusionan

Enriquecimiento de la cultura ambiental. Vida

comunitaria dirigida a la conservación y a la participación

activa, con patrones de comportamiento ambientalmente

sostenibles.

11. Mayor inclusión en un ambiente mejor

Urbanismo accesible

en Albacete

Parque urbano en

La Paz

• Construcción ecológica en edificios: Casas de bajo consumo energético, energias

renovables en las viviendas, implementación del máximo de sistemas domóticos

ambientalmente sostenibles.

• Espacios Públicos: Tratamiento de los espacios que rodean a las viviendas como agentes

capaces de variar el microclima y estimular la participación activa de las personas en su

diseño y utilización. La vegetación se incorpora como un elemento más en las ciudades y

más abundante.

• Movilidad: Predominio de los desplazamientos que no perjudican el ambiente (ir a pie,

bicicleta, transporte público...) con lo que se consigue evitar emisiones de gases tóxicos,

atascos, ruidos y se propicia que los desplazamientos permitan disfrutar de la ciudad.

• Energia: estrategias de provecho de las energias renovables para ahorrar energia en

casa, incorporación de sistemas eficaces para la generación y distribución de energia

(cogeneración, sistemas comunitários de climatización)

• Agua: Consumo racional de agua dulce y aprovechamiento de las aguas pluviales.

• Residuos: Recogida selectiva de residuos urbanos animando al reciclado, reutilización y

recuperación incluyendo la participación ciudadana en dichos procesos. Tratamiento

biológico de aguas residuales en balsas con vegetación. Incluir como natural el proceso

de compostaje.

• Diversidad: de usos, grupos sociales y tipologias constructivas.

ECOURBANISMO: Resumen final

estrategias de diseño bioambiental

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