Proyecto Fin de Grado 2012 Soluciones Bioclimáticas en Edificación. Análisis y comparativa entre vivienda convencional y su adaptación con criterios bioclimáticos. Autores: Eduardo Navarro Navarro & Pedro Cruz Soria Director académico: Luis Palmero Iglesias Arquitectura Sostenible, Medio Ambiente y Eficiencia Energética   Grado en Ingeniería de Edificación

2. Criterios Bioclimáticos. 1. Los 4 Fundamentos. 2. Criterios Bioclimáticos. 3. Adaptación de una vivienda. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Arquitectura Bioclimática Definición: Arquitectura Bioclimática Tiene por objeto obtener el máximo confort dentro del edificio con el mínimo gasto energético aprovechando las condiciones climáticas del entorno Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Los 4 Fundamentos del Bioclimatismo Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Orientamos respecto del Sol, la dirección de la incidencia solar varía según en qué hemisferio nos encontremos. En el Hemisferio Norte el Sol nos llega desde el Sur. Orientación depende la inclinación del Sol respecto de la latitud de la Tierra. Éste varía según en qué hemisferio nos encontremos. En el Hemisferio Norte el Sol nos llega desde el Sur. Cuanto más cerca del Norte, el ángulo de los rayos solares se agudiza respecto el terreno horizontal, y aumenta al acercarse al ecuador. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Orientación respecto el Sol. La fachada de mayor longitud orientada a Sur, para recoger mayor radiación Solar. Tener en cuenta la protección solar en estos huecos en verano en las zonas cálidas. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Fachada de mayor longitud orientada a Sur para recibir la máxima luz. Orientación respecto el Sol. La fachada de mayor longitud orientada a Sur, para recoger mayor radiación Solar. Tener en cuenta la protección solar en estos huecos en verano en las zonas cálidas. Disponer el mayor número de huecos acristalados En ella situaremos las zonas de estar: comedor, salón… Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Invierno Verano Aprovechamos la variación de la dirección de los rayos solares para regular mayor o menor entrada de luz en el interior de la vivienda según estaciones frias o calurosas. menor ángulo de inclinación ángulo de incidencia más vertical Mayor sombra Sombra menor Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Elementos constructivos que permiten variar la INCIDENCIA solar. (voladizos; huecos, antepechos, vegetación…) Invierno: dejan pasar la luz através de huecos, acristalados Verano: ATENUAN la entrada de luz directa. En invierno dejan pasar la luz: Iluminación y calentamiento pasivo. Elementos constructivos (aleros) que permiten variar la incidencia solar En verano crean sombra: evitan sobrecalentamiento Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Salida superior del aire caliente Recirculación por toda la estancia Hablamos de la densidad: Aire caliente es menos denso y tiende a subir. Entradas inferiores, paso de aire fresco Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Evitar pérdidas de calor Aislamiento térmico en intradós Aislamiento térmico en trasdós, incluye a la estructura. (Puentes térmicos) Aislamiento insuficiente Envolvente del edificio con materiales de baja conductividad térmica: 1-Aislam insuficiente. 2-Aislam Intradós. Desde un principio el aislamiento impide calentar el muro. Se producen puentes térmicos en estructura. 3-Aislam trasdós. El muro se calienta, el aislamiento protege al muro incluso estructura, mantiene el muro y la estancia calientes. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Materiales Los materiales comunes para aislamiento térmico son dañinos para el medio ambiente Espumas Poliuretano Poliestireno expandido Lanas de vidrio y roca Emiten sustancias tóxicas (CO2) Clasificado como el 5º producto químico que en su producción genera más desechos peligrosos. Enfermedades reproductivas. Liberan micro fibras que producen enfermedades pulmonares. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Alternativas menos nocivas son: Orientación Soleamiento Ventilación Aislamiento Materiales Alternativas menos nocivas son: Corcho natural Fibras Vegetales: Paja, coco… Fibras de celulosa Vermiculita Manta de cáñamo Fibra de madera Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

2. Criterios Bioclimáticos. 1. Los 4 Fundamentos. 2. Criterios Bioclimáticos. 3. Adaptación de una vivienda. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Criterios Bioclimáticos Refrigerar edificios Captar el calor del Sol Ventilación natural, refrigerar en verano Control del clima mediante diseño del paisaje Dejar salir el aire caliente, zonas superiores. Generar corrientes de aire: permitir el paso del aire fresco en el tiro creado por el aire caliente Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Refrigerar edificios Generar corrientes de aire: Techos altos Plantas diáfanas Distribución flexible Permitir entrada de aire fresco Dejar salir el aire caliente, zonas superiores. Generar corrientes de aire: permitir el paso del aire fresco en el tiro creado por el aire caliente Doble cubierta Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Refrigerar edificios Microclimas frescos Patios interiores, con vegetación y fuentes de agua Cubiertas vegetales, con sistema de riego por pulverización Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Refrigerar edificios Sombras y umbráculos Voladizos o pantallas Lamas direccionales Vidrios reflectantes Celosías Vegetación de hoja caduca Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Captar el calor del sol Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Captar el calor del sol Captadores Directos Ventanas y lucernarios Invernadero Terraza cubierta con vidrio Termosifón Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Captar el calor del sol Captadores Indirectos Materiales de alta inercia térmica Muro Trombe Recirculación y calefacción del aire interior Ventilación y calefacción de aire exterior Ventilación forzando la extracción del aire interno. Sistema inactivo Materiales de alta inercia térmica  Almacenan calor durante el día y lo “liberan” lentamente durante la noche. Elementos Másicos. Estudio del perfil térmico de los muros. Materiales pétreos cerámicos. Efecto termosifón: Se calienta el aire interior, éste disminuye su densidad y por tanto tiende a subir, y al salir crea el tiro de aire que entra por la pare inferior. Muro trombe tiene doble función. Crea corrientes(directamente), elemento másico de alta inercia térmica(indirecto). Doble función: Captador Indirecto de calor (alta inercia térmica) Ventilación (efecto chimenea) Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Tubo Provenzal Tª Cte. del terreno a lo largo del año Ø min tubo 25 cm Long. para atemperar el aire mínimo 20m ΔTº = ±11ºC Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Tubo Provenzal Sistema que se puede usar tanto en verano como en invierno. El aire se calienta, Densidad, Asciende naturalmente. El aire se enfría ∆ Densidad Se estanca, necesita ser bombeado. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Torre de viento Las torres son propias de Irán, ambiente caluroso y seco. Sistema para lugares donde el viento fluye de manera cte. Y con mayor fuerza en estratos superiores. La torre recoge estos vientos por las ventanas regulables y lo reconduce hacia el interior de la vivienda. Vemos que hay variantes según exista un viento predominante o varios, e incluso un sistema con humectación del aire que entra. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Ventilación cruzada Los diferentes tamaños entre ventanas enfrentadas permiten acelerar o frenar el paso natural del viento, para un mismo caudal Diseño de huecos que permita generar la ventilación natural Particiones que no obstaculicen su paso. Huecos enfrentados favorecen el paso del viento sin frenarlo. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Ventilación natural - Refrigeración en verano Ventilación cruzada Controlar la velocidad del viento Facilitar la circulación Relación del tamaño de los huecos de entrada-salida Plantas diáfanas Techos altos Situación de los huecos Solución pobre Solución óptima Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Control del clima mediante diseño del paisaje Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Control del clima mediante diseño del paisaje Topografía: Terreno & Diseño Protección térmica: Alta inercia térmica del terreno Modificación del curso del viento. Factor de forma Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bioclimatismo Control del clima mediante diseño del paisaje Vegetación Modificación del curso del viento Modificación incidencia solar Protección de vientos fuertes, convecciones que roban calor de la vivienda. Según sea la vegetación de hoja perenne o caduca y se caiga en invierno, las podemos combinar de manera que creemos varios itinerarios según nos convenga los flujos a lo largo del año. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

3. Adaptación de una vivienda. 1. Los 4 Fundamentos. 2. Criterios Bioclimáticos. 3. Adaptación de una vivienda. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Variación de la dirección de los rayos solares y variación la sombra de los elementos constructivos. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Memoria descriptiva Vivienda unifamiliar Entre medianeras Sótano, PB, Planta primera Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Orientación Orientación N-S El primer criterio Bioclimatico que es la orientación, en este caso, nos está muy condicionado por la tipología de edificatoria y de manzana. Parcelas ocuapadas 100% a las cuales nos debemos adaptar. Aunque cabe decir cual sería la orientación óptima. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Latitud 39º 28’ 48’’ Solsticio verano: ángulo de 70º Solsticio invierno: ángulo de 27º Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Lucernario Voladizos Antepecho translucido Variación de la dirección de los rayos solares y variación la sombra de los elementos constructivos. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Invierno Variación de la dirección de los rayos solares y variación la sombra de los elementos constructivos. Vivienda Convencional Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Invierno Lucernario PB con Pavés Lucernario de doble hoja, en cubierta, una ocapaca y la otra de Policarbonato (plástico traslucido) Vivienda Adaptada Lucernario de doble hoja abatible Voladizo Lucernario PB Antepecho translucido Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Verano Vivienda Convencional Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Soleamiento Verano Vivienda Adaptada Lucernario de doble hoja abatible Voladizo Lucernario PB Antepecho translucido Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Aportación de sombra con elementos vegetales Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Aportación de sombra con elementos vegetales Vivienda Convencional Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Aportación de sombra con elementos vegetales Vivienda Adaptada Pérgola con planta trepadora de hoja caduca Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Aportación de sombra con elementos vegetales Vivienda Adaptada Pérgola con planta trepadora de hoja caduca Árbol de hoja caduca, Fresno Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Aportación de sombra con elementos vegetales Vivienda Adaptada Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Material de alta inercia térmica Este sistema no funciona en verano puesto que el pavimento queda a salvo de la radiación solar. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Material de alta inercia térmica Este sistema no funciona en verano puesto que el pavimento queda a salvo de la radiación solar. Pavimento pétreo de color oscuro Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Material de alta inercia térmica Durante la noche libera el calor. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Material de alta inercia térmica En verano, el pavimento queda a salvo de la radiación solar Con lo cual el sistema queda inactivo Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Muro Trombe En la fachada que reciba mas el sol, la SUR Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Muro Trombe En la fachada que reciba mas el sol, la SUR Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Muro Trombe Como ya hemos comentado, la fachada Sur es la que más huecos debe tener y en el ejemplo se ve. Hay tanto hueco que queda poco espacio para alojar el muro trombe en ella. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Muro Trombe Invierno Verano Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Ventilación cruzada Huecos enfrentados Planta diáfana Facilitar entrada, paso y salida de aire Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Ventilación cruzada Solución pobre Solución óptima Huecos enfrentados Planta diáfana Facilitar entrada, paso y salida de aire Las ventanas enfrentadas no es la única solución válida. Hay combinaciones que también desplazan mucho aire de la estancia Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Ventilación cruzada Huecos enfrentados Planta diáfana Facilitar entrada, paso y salida de aire Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Ventilación cruzada Huecos enfrentados Planta diáfana Facilitar entrada, paso y salida de aire Techos altos Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Tubo Provenzal Profundidad de 2.5 metros respecto el terreno natural y 4.65 metros respecto de la rasante Longitud tubo 30 metros Diámetro 25 cm Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Tubo Provenzal Profundidad de 2.5 metros respecto el terreno natural y 4.65 metros respecto de la rasante Longitud tubo 30 metros Diámetro 25 cm Intercambio de calor aire-terreno y al revés. Punto de entrada de aire El aire se calienta en el interior del tubo Densidad  Asciende naturalmente. El aire se enfría en el interior del tubo ∆ Densidad  Se estanca, necesita bomba. Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Tubo Provenzal Profundidad de 2.5 metros respecto el terreno natural y 4.65 metros respecto de la rasante Longitud tubo 30 metros Diámetro 25 cm Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Adaptación de una vivienda unifamiliar común en Bioclimática Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Vivienda Bioclimática adaptada Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bibliografía y fuentes consultadas Libros   Autor: Creus Solé, Antonio Libro: Energias renovables Editorial: Técnica, segunda edición, 2009. Autor: Benevolo, Leonardo. Libro: Historia de la arquitectura moderna Editorial: Barcelona, Gustavo Gili, octava edición, 1999 Autor: Neila González, Francisco Javier. Libro: Arquitectura bioclimática en un entorno sostenible Editorial: Madrid, Munilla-Lería, 2004 Normativa: Documento básico de ahorro de energía de código técnico de la edificación. DB-HE CTE Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Bibliografía y fuentes consultadas Páginas Web: http://www.unizar.es/med_naturista/arquitectura%20bioclimatica_completo.pdf http://abioclimatica.blogspot.com.es/ http://www.coag.es/websantiago/pdf/estudo_soleamento_xeometria_solar.pdf http://www.sostenibilidad-es.org/sites/default/files/_Documentos/plat_urbana/reconsost_proteccion_solar.pdf http://unfccc.int/files/essential_background/kyoto_protocol/application/pdf/kpstats.pdf http://www.cinu.org.mx/temas/des_sost/conf.htm http://www.crid.or.cr/digitalizacion/pdf/spa/doc16967/doc16967-anexos.pdf http://madrid2008-09.blogspot.com/2009/01/apuntes-martes-13-de-enero.html http://citywiki.ugr.es/wiki/Tema_9.La_ciudad_entre_finales_del_siglo_XIX_y_comienzos_del_XX:_problemas,_propuestas,_m%C3%A9todos.#2._EL_CRECIMIENTO_URBANO_EN_ALEMANIA_ENTRE_1870_Y_1914 www.monadnockbuilding.com http://teo-teoblog.blogspot.com.es/2012/01/la-ciudad-industrial-del-siglo-xix.html http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/131/materiales/tic_sociales_m1/propuestas/2_nivel_basico_2/2_contenido/02_contenido_1.html http://es.scribd.com/doc/2553283/INFORME-BRUNDTLAND http://unfccc.int/portal_espanol/items/3093.php http://europa.eu/legislation_summaries/environment/tackling_climate_change/l28060_es.htm www.wikipedia.es www.aven.es www.Mityc.es Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria

Gracias Proyecto Fin de Grado 2012 Eduardo navarro navarro & Pedro Cruz Soria