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11/6/2019
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2019
TALLER VERTICAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOSCREMASCHI • SAENZ
EL CLIMA
EL SUELO
LAS FUNDACIONES
LA ENVOLVENTE
LA ESTRUCTURA
ENVOLVENTES ENERGÍA LA MATRIZ ENERGÉTICA
GAS
PETROLEO
HIDRAULICA
BIOMASA
NUCLEAR
CARBON
OTROS
LA MATRIZ ENERGÉTICA ARGENTINA
FOSILES NO FOSILES POBLACION
GAS Y PETRÓLEO EÓLICA HIDRÁULICA SOLAR ATÓMICA POBLACIÓN
LA ENERGÍA Y LOS CENTROS DE DEMANDA
1 2
3 4
5 6
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ASOLEAMIENTO
VIENTO
EL SOL Y EL VIENTO EL SOL Y EL VIENTO EN ARGENTINA
12,5
12
11,5
11
10,5
10
9,5
9
8,5
8
7,5
7
6,5
6
5,5
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
VELOCIDAD DEL VIENTO
RADIACIÓN SOLAR ARGENTINA
HORASDIARIAS
VARIACIÓN VERANO
INVIERNO
A 2,44 40%
B 3,14 30%
C 3,95 25%
D 4,19 20%
E 4,42 15%
F 4,65 10%
RADIACION SOLAR ENERO DICIEMBRE HELIOFANIA ENERO DICIEMBRE
FASE DE CONSTRUCCION
Desde la extracción de los metales hasta la
edificación.
FASE DE USO
Años durante los cuales el edificio
se mantiene operativo.
FASE DE REMODELACION
Mantenimiento estructural y los
procesos operativos.
FASE DE DEMOLICION
Procesos implicados en el
derrumbe, traslado y
tratamiento de los escombros
CIC
LO D
E V
IDA
DE
UN
ED
IFIC
IO
CO
NSU
MO
EN
ERG
ETIC
OEM
ISIO
NES
D
E C
O2
GEN
ERA
CIO
N
DE
RES
IDU
OS
Empezaremos a hacerlo si mejoramos las fachadas y cubiertas de nuestros edificios y los dotamos del aislamiento óptimo; si conseguimos garantizar la máxima estanqueidad de los cerramientos y la mejor calidad del aire interior sin pérdidas innecesarias de energía.
Una vez reducida al máximo la demanda de energía de nuestro edificio, podremos utilizar siempre que sea posible, energías renovables que provengan de fuentes limpias
Utilicemos equipos eficientes de acondicionamiento necesarios para el confort.
REDUCCIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA.
La energía más limpia y más económica es laque no usamos. Este es el principio, consumirlo necesario y racionalizar el uso que hacemosde la energía.
USO DE ENERGIAS RENOVABLES.
EQUIPOS EFICIENTES.
ORIENTACIÓN
DISEÑO EFICIENTE O FACTOR DE FORMA
La envolvente del edificio y su factor de formason otra de las claves del edificio eficiente.
Una correcta orientación de los espacios del edificio influye sobremanera en el consumo
energético.
7 8
9 10
11 12
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En verano el sol incide directamente sobre la pared y no sobre el edificio, calienta el aire de la cámara, disminuye su densidad y por convección asciende ocupando el lugar el aire fresco. Este fenómeno denominado “efecto chimenea”, evita la acumulación de calor en la fachada. El aislante térmico aporta una protección adicional contra los agentes atmosféricos.
En invierno entran en juego otros factores, ya que la radiación solar no es suficiente para conseguir estos movimientos del aire. En este caso la fachada actúa como un acumulador de calor, ayudando a la cámara de aire a la estabilidad térmica del sistema. El aislante térmico impide la pérdida de calos del edificio.
¿En qué climas podría no utilizar barrera de vapor? ¿Por qué?
¿En qué climas no debería dejar de utilizar barrera de vapor? ¿Por qué?
¿Con qué otro recurso puedo reemplazar la barrera de vapor? ¿Por qué?
LA BARRERA DE VAPOR NO ES NECESARIA
NUNCA DEBO OLVIDAR LA BARRERA DE VAPOR
NO TENGO MATERIALES IMPERMEABLES AL PASO DEL VAPOR
SI NO PASA EL AGUA TAMPOCO PASA EL VAPOR
¿Hay materiales que son aislantes al agua y al vapor? ¿Por qué?
¿Hay materiales que son aislantes al agua y NO al vapor? ¿Por qué?
¿Hay materiales que son aislantes al vapor y NO al agua? ¿Por qué?
Nivel A Nivel B Nivel C Nivel A Nivel B Nivel C
I y II 0,45 1,10 1,80 0,18 0,45 0,72
III y IV 0,50 1,25 2,00 0,19 0,48 0,76
Zona
bioambiental
Techos
Valores máximos de transmitancia térmica (W/m2.K) para
condiciones de verano
Muros
Nivel A Nivel B Nivel C Nivel A Nivel B Nivel C
-5 0,31 0,83 1,45 0,27 0,69 1,00
-4 0,32 0,87 1,52 0,28 0,72 1,00
-3 0,33 0,91 1,59 0,29 0,74 1,00
-2 0,35 0,95 1,67 0,30 0,77 1,00
-1 0,36 0,99 1,75 0,31 0,80 1,00
>0 0,38 1,00 1,85 0,32 0,83 1,00
TED (ºC)Muros Techos
Valores máximos de transmitancia térmica (W/m2.K) para
condiciones de invierno
w/(m².°C)kcal/
(m².hora.°C)
Muro de Ladrillos HCCA 20,00 0,54 0,47
Muro de Ladrillos HCCA 17,50 0,62 0,54Muro de Ladrillos HCCA 15,00 0,70 0,60
Muro doble LH12 + cámara de aire2 cm + LH12 revocado en ambas caras 2 cm
Muro doble LH12 + cámara de aire2 cm + LH12 revocado en ambas caras 2 cmMuro de ladrillo cerámico portante de 18 cm
revocado en ambas caras 1 cm20,00 1,31 1,13
Muro de ladrillo cerámico portante de 12 cm
revocado en ambas caras 1 cm15,00 1,55 1,33
Muro de ladrillo hueco 12 cm revocado en
ambas caras 1,5 cm15,00 1,74 1,50
Muro de ladrillo común de 12 cm revocado en
ambas caras15,00 2,68 2,30
30,00 1,01 0,87
Espesor
(cm)Descripción del Muro
Transmitáncia
Térmica k
30,00 0,91 0,78
X X P X X
X X X P X
13 14
15 16
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SólidosSe presentan de forma y volumen constante.
Sus características
generales son la rigidez y la regularidad
de sus estructuras.
PlasmaEs un estado fluido similar al gaseoso
pero en el que
determinada proporción de sus
partículas están cargadas
eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético.
LíquidosTienen volumen pero
no forma fija. Se caracterizan por la
variabilidad de sus formas y la
especificidad de sus propiedades.
GasesNi su forma ni su
volumen son fijos. Se caracterizan por la
variación de volumen que experimentan
cuando cambian las condiciones de
temperatura y presión.
ESTADOS DE LA MATERIA ESTADOS DE LA MATERIA
S O L I D O L I Q U I D O G A S E O S O
ESTADOS DE LA MATERIA
SólidosSe presentan de forma y volumen constante. Sus características generales
son la rigidez y la regularidad de sus
estructuras.
GasesNi su forma ni su volumen son fijos. Se caracterizan
por la variación de volumen
que experimentan cuando cambian las condiciones de
temperatura y presión.
LíquidosTienen volumen pero no
forma fija. Se caracterizan por la variabilidad de sus
formas y la especificidad de sus propiedades.
HUMEDAD RELATIVA Y HUMEDAD ABSOLUTA
19 20
21 22
23 24
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LEYES DE LA TERMODINAMICA
1º LEYPRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
En la transformación de cualquier tipo deenergía, en energía calorífica, o viceversa, laenergía producida equivale, exactamente, a laenergía transformada, es decir que la energíano se crea ni se destruye, sólo se transforma.
2º LEY
Todos los procesos de la naturaleza tienden aproducirse sólo con un aumento de entropía yla dirección del cambio siempre es en la delincremento de la entropía, o que no existemáquina que, sin recibir energía exterior,pueda transferir calor a otro, (de mayortemperatura) para elevar su temperatura.
3º LEY
La entropía de todo sólido cristalino puro sepuede considerar nula a la temperatura delcero absoluto.
CONDUCCIÓN
FORMAS DE TRANSMISION DEL CALOR
Es la que se produce a través de un sólido.
CONVECCIÓN
A través de un fluido (líquido o gas).
RADIACIÓN
No necesita ningún medio físico. Se produce através de ondas electromagnética.
PROPIEDADES DE LA ENERGÍA
LEY DE CONSERVACIÓN DE
LA ENERGÍALa energía no se crea ni se destruye, sólo
se transforma
La energía puede transmitirse
(transferirse) de unos cuerpos o
sistemas materiales, a otros.
La energía puede transformarse de
unas formas a otras
TIPOS DE ENERGÍA
ENERGÍA CINÉTICA
ENERGÍA POTENCIAL
ENERGÍA INTERNA
ENERGÍA LUMINOSA
ENERGÍA NUCLEAR
Capacidad para realizar un trabajo en
función de la ENERGÍA en movimiento.
Capacidad de realizar un trabajo en virtud a la ENERGÍA
almacenada.
Es la temperatura
de los cuerpos
Asociada a la radiación solar
Asociada a los procesos de
fusión o fisión que tienen lugar en el
interior de los átomos.
ENERGÍA CINÉTICA
Capacidad para realizar un trabajo en
función de la ENERGÍA en movimiento.
ENERGÍA POTENCIAL
Capacidad de realizar un trabajo en virtud a la ENERGÍA
almacenada.
Es una propiedad de los organismos vivos que
consiste en su capacidad de mantener una condición
interna estable compensando los cambios en su
entorno mediante el intercambio regulado de materia y
energía con el exterior.
HOMEOSTASIS
Inst
itu
to d
el m
un
do
Ara
be
Jean
No
uve
l• P
aris
• 1
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K
K= 2,1 W/m²K
K= 2,6 W/m²K
Pared de 30 cmde ladrillo
macizo
K= 1,81 W/m²K
K= 1.40 W/M²kReducción: 50 %
CON 1cm DE AISLACIÓN TÉRMICA
K= 1.02 W/M²kReducción: 33 %
CON 2cm DE AISLACIÓN TÉRMICA
K= 0,60 W/M²kReducción: 71 %
CON 5CM DE AISLACIÓN TÉRMICA
K= 2.74 W/m²K
TECHO ORIGINAL
K= 0.78 W/m²K
TECHO CON 5cm AISLACIÓN TÉRMICA
K= 0,78 W/M²kReducción: 71 %
CON 5CM DE AISLACIÓN TÉRMICA
31 32
33 34
35 36
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INCIDENCIA DEL COLOR EN TECHOS DE CHAPA METÁLICA
Tse= 73 ºC Tse= 63 ºC Tse= 41 ºC Tse= 39 ºCMedición a las 13 horas:
Temperatura: 36º CRadiación solar: 950W/m2
PISOS
Es conveniente que se encuentren aislados, si bien no es necesaria toda su superficie, se recomienda utilizar material aislante térmico en forma perimetral del contorno, abarcando una franja de aprox. 1 metro y con un espesor mínimo de 1,5 cm.
Reduciendo 100% la transmitancia térmica del piso, sólo se disminuye la pérdida de energía en 10%.
HUMEDADES DE CONDENSACIÓNCONDENSACIÓN SUPERFICIAL
Presión de vapor.Temperatura de las superficies
Puentes térmicos
CONDENSACIONES INTERSTICIALESLa permeabilidad al vapor de agua
La localización del aislanteLa barrera de vapor
1 2
3 4
AISLANTE TÉRMICO
AISLANTE TÉRMICO
AISLANTE TÉRMICO
AISLANTE TÉRMICO
BARRERA DE VAPOR
37 38
39 40
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CARPINTERÍAS
Vidrio simple incoloro(K= 5,8 W/m2.K)
DVH: (K= 2,9 W/m2.K)
ahorro 52%
DVH + Low-E:(K= 1,8 W/m2.K)
ahorro 69%
DVH con Ar:(K= 1,5 W/m2.K)
ahorro 74%
HUMIDIFICACIÓNVENTILACIÓN
ZONA DE CONFORT
ASOLEAMIENTONECESARIO
30
40
20
10
00
50
DIAGRAMA DE OLGYAY
8060402000 100
Carta bioclimática adaptada para la norma NBR 15220-3 con estrategias por zonas.
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT ZONA DE
CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
ZONA DE CONFORT
HUMEDAD RELATIVA (%)
TBH ºC % DE HUMEDAD
TBS ºC
VENTILACIÓN
VENTILACIÓN DIURNA
VENTILACIÓN NOCTURNA
ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO
MASA TÉRMICA PARA
ENFRIAMIENTO
REFRIGERACIÓN
CALENTAMIENTO SOLAR
MASA TÉRMICA CON
CALENTAMIENTO SOLAR
HU
MID
IFIC
AC
IÓN
CALENTAMIENTO ARTIFICIAL
MUY CÁLIDO
TEMPLADO FRIO SUR DE
40º LT
CÁLIDO
FRIO NORTE DE 40º LS
TEMPLADO CÁLIDO
NORTE 30º LS
FRIO SUR DE 40º LS
TEMPLADO CÁLIDO SUR
30º LS
MUY FRIO NORTE DE 40º
LS
TEMPLADO FRIO NORTE
40º LS
MUY FRIO SUR DE 40º LS
MUY CÁLIDO
TEMPLADO FRIO SUR DE
40º LS
CÁLIDO
FRIO NORTE DE 40º LS
TEMPLADO CÁLIDO
NORTE 30º LS
FRIO SUR DE 40º LS
TEMPLADO CÁLIDO SUR
30º LS
MUY FRIO NORTE DE 40º
LS
TEMPLADO FRIO NORTE
40º LS
43 44
46 47
48 49
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ESCUELA EN BURKINA FASO • KÉRÉ ARQUITECTURA – 2009.
ESTRATEGIA DE VENTILACIÓN TIPO INVERNADERO EN VERANO.
Cuando el sol incide sobre una fachada se produceun recalentamiento de su superficie y del aire quese encuentre en contacto con ella. Los dispositivosbioclimáticos de calentamiento producen eseefecto en invierno y aprovechan el aire calientegenerado para la calefacción.
ESTRATEGIA DE VENTILACIÓN MURO TROMBE EN VERANO.
ESTRATEGIAS TIPO INVERNADERO Y EN MURO TROMBE, PARA EL INVIERNO:
Distribución y acumulación de aire caliente através de una doble piel en la casa por medio de lacaptación de calor en el invernadero.1. Distribución mecánica del aire caliente desde el
invernadero al resto de locales.2. Funcionamiento del muro trombe, por el día el
cristal permanece abierto.3. Distribución y acumulación del aire caliente a
través de un lecho de grava bajo el suelo.4. Funcionamiento del muro trombe, por la noche
el cristal permanece cerrado con una persiana.
1 2
3 4
Pérgola de sombra: para protección solar de la cubierta en verano y soporte del campo de captación solar térmica.
Captación fotovoltaica: integrada en parasoles y fachada técnica
Captación solar térmica: se aprovecha para ACS, calefacción, frío solar median máquinas de absorción.
Fachada ventilada: de plaquetas cerámicas. La fachada ventilada aprovecha la inercia térmica del muro interior y tiene el aislamiento en la cara exterior del muro de inercia.
Parasoles con protección solar: para asegurar sombra en verano y la ganancia solar en invierno e integrada por paneles fotovoltaicos.
Grandes huecos acristalados al sur: para ganancia solar directa a través de las ventanas.
Edificio CIEMAT • Madrid.Centro de Investigaciones Energéticas,
Medioambientales y Tecnológicas
Fachada técnica al oeste: es una falsa fachada que alberga la distribución de las instalaciones y que a su vez sirve de colchón térmico del cerramiento oeste en todas las épocas del año.
50 51
52 53
54 55
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Captación fotovoltaica: integrada en la cubierta de acceso vehicular.
Captación solar térmica: se aprovecha para ACS, calefacción y frio solar por máquinas de absorción.
Caldera y silo de biomasa: para la producción de energía restante necesaria para alcanzar el 100% de energía suministrada a través de fuentes renovables.
Disipación energética en el terreno: sistema de intercambio energético con el terreno mediante tubos de agua-agua
Fachada ventilada: de hirnigón reforzado con fibra de vidrio. La fachada ventilada aprovecha la inercia térmica del muro interior y tiene el aislamiento en la cara exterior del muro de inercia.
Alero de sombra: tomadas a la pérgola, aseguran sombra sobre las ventanas en verano.
Lamas de protección solar: aseguran sombra en verano y ganancia de calor en invierno.
Ventanas amplias: protegidas por la saliente del techo de sombra.
Pérgola de sombra: protección de la cubierta en verano y soporte del campo de captación solar térmica.
Edificio PSE ARFRISOL en Soria • España
ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS TRADICIONALES
• Muros exteriores de cerramiento de gran inercia térmica,para estabilizar las temperaturas interiores en los ciclosdía-noche, tanto en épocas frías como cálidas.
1
• Galerías acristaladas, en la orientación adecuada,trasdosadas con muros de gran inercia térmica paraaprovechar tanto el efecto invernadero, como laestabilización de temperaturas interiores.
2
• Cubiertas ventiladas de doble hoja.3
• Sombreamiento de cubiertas, mediante entoldados oumbráculos.4
• Sombreamiento de huecos acristalados con toldos opersianas externas.5
• Sistemas de ventilación natural simple y cruzada, duranteel día o la noche.6
• Patios interiores para captación solar en épocas frías ypara refrigeración natural en las cálidas.7
• Fuentes o láminas de agua para aumentar la humedadrelativa en zonas secas y disminuir la sensación térmica.8
• Corrientes de aire en zonas húmedas para disminuir lahumedad relativa y la sensación térmica.
9
• Chimeneas o torres de viento para extraer aire caliente ointroducir aire fresco en el interior de los edificios10
ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS ACTUALES
• Eliminación de puentes térmicos en la envolvente deledificio.
1
• Utilización de:• Sistemas de aislamiento de última generación.• Vidrios especiales de bajo coeficiente de
transmisión térmica y factor solar variable.• Carpinterías con rotura de puente térmico.• Cubiertas trasventiladas.• Cubiertas de agua o vegetales.• Pérgolas sobre cubierta, que además de sombrear,
pueden cumplir la función de alojar sistemasactivos de energía solar.
• Atrios interiores para captación y/o evacuacióntérmica y para iluminación.
• Chimeneas solares para ventilación diurna onocturna.
3
• Sistemas aire-aire o agua-agua de intercambio energéticocon el terreno.
4
• Sistemas radioconvectivos de exposición al cielo nocturno,para aprovechar la temperatura aparente del cielo denoche y el efecto convectivo de la temperatura nocturnadel aire.
5
• Sistemas naturales de ventilación o humectación.6
• Sistemas de control automático integral.7
• Sombreamientos exteriores manuales o mecanizados.2
56 57
58 59
60 61
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FUNDACIÓN BARREDOEDIFICIO DE OFICINAS BIOCLIMÁTICAS
CON FRÍO SOLARASTURIA - ESPAÑA
Sobrecubierta ventilada: en verano disminuye la carga térmica al permitirse la ventilación a través de rejillas en 2 orientaciones opuestas. En invierno las rejillas se cierran permitiendo el calentamiento de la cámara.
Fachada ventilada: en orientación norte y oeste con gran aislación térmica.
Captación solar térmica: se aprovecha el agua caliente para la calefacción por suelo radiante y para frio solar de la máquinas de absorsión.
Máquina de absorción: para refrigeración. Genera frio gracias al aporte energético del agua caliente de captación solar térmica. (frio solar).
Captación fotovoltaica: integrado en el vidrio de la galería para producir energía eléctrica.
Caldera y silo de biomasa: para la producción de energía restante necesaria para alcanzar el 100% de energía suministrada a través de fuentes renovables.
Gran superficie de acristalamiento al sur: para ganancia solar directa a través de ventanas. Galería invernadero. Rejillas automáticas permiten ventilación en verano, evitando el calentamiento.
Disipación energética en el terreno: se utilizan tubos de enfriamiento en el terreno debajo del edificio para disipar el calor producido por las máquinas de absorción.
Lamas de protección solar: de distintas profundidades según la orientación, para asegurar asoleamiento en invierno y sombra en verano.
Planta baja Planta primer piso
Planta segundo piso
43N
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64 65
66 67
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(A) Chimenea metálica de efecto instantáneo.(B) Chimenea de obra con efecto acumuladorretardado.(C) Chimenea de obra con efecto invernaderoacumulador.
Para facilitar y acelerar este efecto, las chimeneas solarestienen expuesto su tramo exterior al sol para provocar unrecalentamiento de esa zona y de las masas de aire que seencuentren en esa zona. Ese aire no plantea ningúnproblema, pues al generarse por encima de la zonahabitable nunca podrá entrar en el edificio.Para que el efecto sea mayor puede pintarse exteriormentede negro o recubrirse con una cámara de aire y un vidriopara provocar el efecto invernadero. El efecto más rápido lotendremos en las chimeneas metálicas, debido a la altaconductividad del metal, pero aunque su capacidad deacumulación es alta lo sería más si la chimenea fuera unmuro de fábrica suficiente grueso; en esos casos los efectosde succión por el recalentamiento en el remate semantienen horas después de que deje de dar el sol.
The boxRalph Erskine1941, Djupdalen(Suecia)
Casa Somjai / NPDA studio2015 • Tailandia
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70 71
72 73
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Muro trombe, casa ecológica. La Plata.
Centro tecnológico LeitatPich – Aguilera • Barcelona
74 75
76 77
78 79
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