MEMORIA DE PROYECTO DE TITULO

ESCUELA DE ARQUITECTURAFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

Tema: Edificio de InvestigaciónProyecto: Centro de Estudios Ambientales UAChAlumno: Fabián Arriagada DelgadoProfesor guía: José Miguel Biskupovic

MEMORIA DE PROYECTO DE TITULO

Agradezco a mi familia y a todos los que se involucraron de alguna manera con esta idea. A mi madre por aguantarme y cuidarme, a mi padre por la incondicional ayuda de sus manos artesanas, a Catalina por acompañarme y apoyarme en días buenos, malos y críticos. A mis hermanos y mi familia cercana por creer en mi rumbo y mis capacidades.

A mis profesores y maestros, José Miguel Biskupovic, Roberto Martínez, Ernst Kasper y RolfThiele, por develarme en estos seis años el correcto, honesto y fundamentado uso de la arquitectura para el sur.

Por enseñarme a respetar la memoria, historia y la escala humana y local, la sustentabilidad y el futuro.

MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURAINDICE UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

-CAPITULO 1: DEL TEMA DE PROYECTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 031.1.- Introducción1.2.- Concepción programática

-CAPITULO 2: DEL TEMA ENERGETICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 042.1.- Energías Renovables y Factibilidad Local2.2.- Potencial energético Biogás2.3.- Utilidad del Biogás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 052.4.- Potencial del Biogás para la UACh2.5.- Biogás como solución a contaminación atmosférica . . . . . . 072.6.- Biogás como fuente energética UACh . . . . . . . . . . . . . . . . . . .08

2.6.1.- Aspectos Ambientales2.6.2.- Aspectos Éticos2.6.3.- Aspectos Económicos

2.7.- Proyecto Piloto Biodigestor para edificio CEAM . . . . . . . . . . . 09

-CAPITULO 3: PROGRAMA ARQUITECTONICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.- Marco Teórico

3.1.1.- Visión 3.1.2.- Misión3.1.3.- Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.1.4.- Líneas de acción

3.2.- Marco Espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3.- Programa desarrollado

01PROYECTO CENTRO DE ESTUDIOS AMBIENTALES UACH

-CAPITULO 4: FUNDAMENTOS ARQUITECTONICOS . . . . . . . . . . . 134.1.- Emplazamiento

4.1.1.- Consideraciones Teóricas4.1.2.- Consideraciones Espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.1.3.- Análisis del Lugar4.1.4.- Aspectos Físicos Geográficos . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4.2.- Propuesta Arquitectónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.2.1.- Sobre su forma4.2.2.- Propuesta Programática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2.3.- Fachadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.3.- Sustentabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.1.- Sistema Constructivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.3.2.- Sistemas de control bioclimático . . . . . . . . . . . . . 294.3.3.- Características Térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.4.- Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.4.1.- Modelo de funcionamiento4.4.2.- Construcción y Costos

4.5.- Estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.5.1.- Propuesta4.5.2.- Configuración estructural

-CAPITULO 5: GRÁFICA – PLANIMETRÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.1.- esquemas bioclimáticos5.2.-planimetría

MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURACAPITULO 1: DEL TEMA DE PROYECTO UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

CAPITULO 1: DEL TEMA DE PROYECTO1.1.- IntroducciónLa concepción programática del proyecto viene a partir de una inquietud

personal respaldada por problemáticas globales ambientales actuales y la manera en que estas se abordan.

La idea inicial consistía en la acción de la “investigación y experimentación ambiental local”, que al llevarlo a la realidad del país se hacia muy difícil su concreción de forma independiente, por factibilidad económica. De esta forma, el tema se adecua a un proyecto en marcha de “Centro de Estudios Ambientales” de la Universidad Austral de Chile, buscando ampliar su programa de funcionamiento además de darle una nueva sede que permita el eficiente desarrollo de proyectos, propuestas y educación.

Se integra además profundamente la problemática energética, buscando nuevas alternativas de abastecimiento, de manera experimental y a pequeña escala usando biogás para calefacción del edificio.

1.2.- Concepción programáticaEl Centro de Estudios Ambientales cumplía con la orientación que se le

quería dar al proyecto, además de la posibilidad de aprovechar su reciente creación (año 2000), para poder proponer ideas y rumbos de estudio ambiental y humano. La flexibilidad de las líneas de estudio, en cuanto a las ramas que pueda involucrar para desarrollar un estudio de un caso específico, colabora en la integración de toda la universidad, de sus académicos y estudiantes en este punto multiprogramatico, transdisciplinario.

Llevándolo al contexto urbano local, el CEAM se posiciona como el segundo centro de estudios, junto al CECS (Centro de Estudios Científicos), pero se diferencian en que el CEAM se enfocará en el desarrollo humano con su entorno, en la sustentabilidad y en la conservación del entorno.

Esta dualidad, del CEAM en el estudio del desarrollo humano y del CECS en el estudio de las problemáticas físicas y de cambio climático, colaborarán a posicionar a Valdivia como un polo de desarrollo científico ambiental, impactando directamente sobre sus habitantes y las políticas de desarrollo económico y urbano promovidas por las autoridades.


MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURACAPITULO 2: DEL TEMA ENERGÉTICO UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

CAPITULO 2: DEL TEMA ENERGETICO

2.1.- Energías Renovables y Factibilidad Local.La actual crisis de los recursos energéticos, su escasez, sus precios en

aumento, la contaminación que la extracción, el uso y el desecho genera, motivan a colaborar con la implementación y la experimentación de energías renovables.

Llevándolo al medio local, la realidad de Chile y de la región, nos limita mucho al querer implementar nuevos métodos de generación de energía.

Las alternativas son caras de implementar y la energía que se genera es mucho mas cara que la obtenida por los medios tradicionales, lo que la hace ineficiente.

En países desarrollados Europeos las energías renovables pueden entrar a competir a la par con las energías no renovables gracias a las facilidades de desarrollo tecnológico interno, al apoyo de las políticas de gobierno, subvenciones, y al alto precio de las energías tradicionales.

El potencial energético de nuestra región, comparándolo con las energías renovables mas conocidas, es la biomasa.

Biomasa se le denomina a cualquier materia orgánica, vegetal o animal, la encontramos en árboles, plantas, desechos orgánicos, desecho humano, residuos de industrias de alimentos, residuos de industrias forestales, en la ciudad, en el campo, etc.

2.2.- Potencial energético BiogásUna de las formas de producir biogás es a través del uso de guano animal,

una de las materias primas con mas eficiencia productiva, 1 Tonelada de guano vacuno puede producir hasta 100 metros cúbicos de biogás.

El biogás está compuesto en un 50 a 70% de metano y un 30 a 50% de dióxido de carbono, además de contener hidrógeno sulfurado y otros gases de menor importancia.

El contenido de energía bruta es de 21,5 MJ/m³ de biogas (con 60% de metano).

Esto significa una producción aproximada de 6,35 kWh de corriente eléctrica por metro cúbico.



2.3.- Utilidad del Biogás.Se pretende implementar entonces en este proyecto, el uso de la biomasa

transformada en biogás, por descomposición anaeróbica controlada, para usos de calefacción.

La decisión de usarla solo como recurso para calefacción concluye de estudiar el funcionamiento de los biodigestores y de los requerimientos anexos para generar energía eléctrica dentro del proceso, costos que en ningún caso valían como inversión, ya que la energía producida era el triple mas cara que la obtenida del abastecimiento local tradicional.

Sin embargo, la producción de calefacción si era una opción competitiva, ya que la materia prima estaba presente en forma abundante y solo se necesitaría fermentarla y luego combustionar el biogás producido en una caldera a gas.

2.4.- Potencial del Biogás para la UACh.La Universidad Austral, dentro de su patrimonio físico, cuenta con varios

predios agrícolas, ganaderos, forestales donde permiten a sus alumnos aprender, practicar y experimentar en terreno los estudios que ellos siguen.

Dentro de estos predios se encuentran los de “Santa Rosa” y “Vista Alegre”, fundos donde la Universidad mantiene diversas infraestructuras y grupos de ganado.

En concreto, se pretende dimensionar el potencial interno de estos dos fundos para producir biogás.




Fundo Santa Rosa y Vista Alegre:

437 vacunos,

201 vacas en lechería y 236 terneros.

Considerando solo la recolección de vacas en lechería:

200 animales x 40 Kg. guano/día

8000 Kg./día

1 Tonelada = 100 m³ Biogás

800 m³ biogás día

Producción aproximada de energía por metro cúbico: 6,35 Kwh.

5.080 Kwh. día

¿Utilidad? (solo uso para calefacción)

Para edificios con consumo en calefacción de 200 Kwh. m² año (deficiencia energética)

9.270 m².

Para edificios con consumo en calefacción de 100 Kwh. m² año (medianamente eficientes)

18.540 m².

En la práctica, esta producción serviría para calefaccionar la mayoría de los edificios nuevos de la Universidad (Fac. Filosofía, Escuela de

Arquitectura, DAE, Fac. Medicina, Ed. Nahmias y Ed. Forestal).


2.5.- Biogás como solución a contaminación atmosférica.Tema clave: emisiones de CO2Problemática mundial ante el aumento de los niveles de emisión de CO2

de un 31% y del CH4 en un 145%.Ambos gases son causantes del efecto invernadero y por consecuencia,

del calentamiento Global.El 75% del CO2 emitido a la atmósfera se debe a combustión de

combustibles fósiles, en sus usos en la Industria, en combustibles para vehículos y en la vida diaria del humano.

Soluciones: disminuir el consumo de combustibles fósiles, aumentar la proporción de energías renovables, fomentar la eficiencia energética en edificios, mantener y aumentar los pulmones vegetales naturales.

Bonos de Carbono: Gracias al Protocolo de Kyoto se crea este bono que incentiva la mitigación de generación de gases contaminantes. O sea, las grandes empresas compran su derecho a contaminar por medio de la retribución en Oxigeno al medioambiente de todos los gases contaminantes emitidos por año.

El metano es el responsable del 16 por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero que son consecuencia de las actividades humanas. Al metano se lo considera un poderoso gas de efecto invernadero porque por unidad de peso es 23 veces más eficaz que el bióxido de carbono en atrapar el calor de la atmósfera, en un periodo de 100 años.

La utilización de biogás evita la emisión y perdida del CO2 y CH4 que se produce en una descomposición natural al aire libre, tomando en cuenta que el CH4 (metano) es cuatro veces mas dañino que el CO2 para la atmósfera.

Del mismo modo, al utilizar el biogás se deja de usar un combustible tradicional (gas, leña, carbón, petróleo, parafina). De aquí se desprende una larga cadena, al no usar leña para combustión, se deja de talar una cantidad X de bosque, para generar esa leña se elimina una cantidad X de CO2 en el proceso productivo y al no ser talado este bosque, sigue capturando CO2 para convertirlo en O2.


Concentración de CH4 (ppm)


2.6.- Biogás como fuente energética UACh

2.6.1.- Aspectos AmbientalesPara respaldar la utilización de biogás se realizo un breve estudio de las

emisiones de CO2 por uso de combustibles tradicionales para calefacción, además de estimar las emisiones de CO2 y CH4 del guano vacuno no aprovechado en los fundos mencionados anteriormente dela Universidad.

Según el cuadro adjunto de Emisiones de CO2 mostrado, para el año 2004 la Universidad Austral de Chile, desde el Campus Teja arrojó un total de 1156,366 Toneladas de Dióxido de Carbono al medioambiente.

2.6.2.- Aspectos ÉticosExiste una relación directa entre la responsabilidad ambiental y la

coherencia institucional de la Universidad, quien siempre se ha amparado bajo el lema de “Conocimiento y Naturaleza” para resumir su labor y funcionamiento interno.

Se exige además responsabilidad ante emisiones propias, tomar conciencia de la imagen educativa y ejemplificadora de la Universidad y demostrar a la comunidad la capacidad de adecuar la tecnología de las energías renovables a nuestra realidad.

El Plan Maestro para la UACh mantiene como pilar fundamental la Sustentabilidad, la eficiencia de los Campus, de sus servicios, de sus comunicaciones, de sus edificios y de sus zonas naturales.

2.6.3.- Aspectos EconómicosSi bien la implementación de una planta productora de biogás se traduce

en una alta inversión inicial, esta se puede ver respaldada por financiamientos externos, cooperaciones internacionales de investigación y desarrollo y por la posibilidad de una venta de los bonos de carbono, metodo explicado anteriormente.

Las ventajas de este tipo de energía son:Abastecimiento energético estable y seguro.Materia prima gratis, solo costos de manejo.Producción de excelente abono natural (efluentes de biodigestor).


Administrador

Línea


2.7.- Proyecto Piloto Biodigestor para edificio CEAM.

Se plantea la implementación de un Biodigestor para satisfacer las demandas de calefacción del edificio para el CEAM. Su ubicación es cercana al edificio, por seguridad y diseño se debe mantener alejada del edificio principal.

Se utilizará como modelo de funcionamiento un Biodigestor de flujo continuo.

En los biodigestores de flujo continuo, el biogás es almacenado sobre el fermentador y el material residual es depositado en un estanque abierto para luego ser utilizado como fertilizante.

El Biodigestor es alimentado regularmente con un cierto volumen, y con un sistema de bombeo se le retira el mismo volumen de material residual. El tiempo que requiere el guano para ser descompuesto depende de latemperatura de fermentación, pero oscila entre 20 y 30 días.

Estos biodigestores cuentan con un estanque donde se homogeniza el guano con los co-fermentadores. Una bomba eléctrica bombea esta mezcla hacia el fermentador, llevándose a una temperatura de 38 a 40 °C.

El fermentador de flujo continuo cuenta con un eje central, al cual están adosadas unas varas en constante movimiento mezclando el sustrato. El gas producido se almacena en un estanque y luego es derivado a un motor a gas. El radiador del motor se puede utilizar eficientemente para calentar agua, la cual es circulada para calentar el fermentador y para calefaccionar el edificio.

Un Biodigestor se puede ver como un sistema de doble propósito. Junto con la producción de gas, el residuo que queda es positivamente mejorado para su utilización como fertilizante.

El funcionamiento y sus dimensiones específicas para el proyecto serán detallados posteriormente luego de haber conocido las características del edificio.


MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURACAPITULO 3: PROGRAMA ARQUITECTÓNICO UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

CAPITULO 3: PROGRAMA ARQUITECTÓNICO

3.1.- Marco TeóricoEl objetivo estratégico principal del Centro de Estudios Ambientales

es posicionar a la UACh en un plano de liderazgo nacional en temas ambientales vinculados al desarrollo humano, sumándose a otros Centros creados recientemente en el país, de forma independientes o dentro de una Institución Académica.

UACh: Rol social, Rol académico.Social: contribuir al proceso de desarrollo sustentable Chileno a

través de generación, aplicación y difusión social del conocimiento ambiental.

Académico: desarrollo del nuevo conocimiento, formación científica y profesional.

3.1.1.- VisiónLíder en ciencia ambiental, con un enfoque sistémico

interdisciplinario y trans-sectorial.Carácter inter y transdisciplinario (problemáticas ambientales que

obligan a integrar a las ciencias naturales, sociales y exactas)Debe tener un sello distintivo en el ámbito nacional y regional,

enfatizando la integración del conocimiento originado en las diferentes Facultades de la UACh.

3.1.2.- MisiónPromover el desarrollo de la ciencia ambiental.Participar en el desarrollo de políticas ambientales nacionales.Participar en estudios, programas y proyectos orientados a mejorar

la calidad de vida de las personas.Vincular el quehacer ambiental de la Universidad con la docencia

y con la comunidad.Promover la integración de las ciencias naturales y las ciencias

sociales para el estudio de los problemas.


3.1.3.- ObjetivosContribuir al desarrollo de la Transdiciplinariedad.Cambiar enfoques y métodos de investigación.Contribuir al desarrollo de políticas públicas y privadas

ambientales.

3.1.4.- Líneas de accióna.- InvestigaciónÁreas temáticas:Ecosistemas TerrestresEcosistemas acuáticosAguaAtmósferaSueloCultura y asentamientos humanosFilosofía, arte y ética.Tecnología y cambio socialb.- DocenciaEl Centro tenderá a impartir docencia de postgrado, además de

dictar cursos cortos y postítulos.c.- Extensión y difusión socialPromoción hacia la sociedad local, regional y nacional de la visión

del desarrollo del país. Elevar la conciencia ambiental en la comunidad extrauniversitaria.

Difusión tanto en el plano académico como de circulación social, desarrollo de una línea editorial propia a través de libros, documentos de trabajo, productos informativos, etc.

d.- ServiciosEl centro realizará estudios y asesorías ambientales orientadas a

apoyar la planificación y la acción del sector público local, regional y nacional.



3.2.- Marco EspacialLa propuesta programática está en directa relación con las líneas

de acción propuestas para el proyecto del CEAM, además de considerar que al ser un centro transdisciplinario, no había necesidad de incluir dependencias especiales para cada tema a desarrollar ya que se pretende usar las instalaciones ya existentes de la UACh a modo de aprovechar eficientemente los recursos existentes.

De este modo, en la propuesta de edificio, se incluyen solamenteespacios no existentes dentro de la UACh, además de salas de uso preferencial para el CEAM.

La orientación programática estará compuesta entonces por tres grandes temáticas:

a.- educaciónb.- investigaciónc.- experimentaciónLas secciones fundamentales a desarrollar son las siguientes:• Sección InvestigaciónLaboratorio de Energías, Laboratorio de Arquitectura, módulos de

investigación, Taller de Energía, Taller de Arquitectura.• Sección DocenciaOficinas docentes, salas de clases, sala reuniones, Laboratorio de

Computación• Sección Extensión(Módulos audiovisuales, cyber-información, recorridos expositivos)



3.3.- Programa desarrolladoLaboratorios: 295.15 m²Talleres: 384 m²Salas clases: 127.9 m²Auditorio: 172 m²Oficinas: 193 m²Servicios: 79.4 m²Extensión: 92 m²Circulación: 884 m²Superficie Total: 2327 m²

MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURACAPITULO 4: FUNDAMENTOS ARQUITECTONICOS UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

CAPITULO 4: FUNDAMENTOS ARQUITECTONICOS

4.1.- EmplazamientoLa principal condicionante fue la participación estrecha que debería tener

el CEAM con el resto de la Universidad. Su funcionamiento es dependiente de las demás áreas de esta.

La Sustentabilidad se debe reflejar en la densificación del Campus central, su dispersión motiva la perdida de comunicación, movilidad y desarrollo equitativo.

4.1.1.- Consideraciones TeóricasPlan Maestro UACh, permite respaldar la elección del emplazamiento. Sus

líneas generales apuntan a concentrar las actividades académicas en el Campus Teja, dar continuidad a las diferencias programáticas y retornar al peatón el dominio del espacio-Campus.

Se pueden destacar los siguientes puntos, mencionados en la Imagen Objetivo del plan.

- un único centro físico Transdisciplinario.- Campus en torno a un espacio central, intercambio de ideas y discusión.- Concentración de energía física, intelectual y creativa.- Campus peatonal, mejor calidad de vida.- Optimizar recursos y comunicación.- Minimizar gastos energéticos.- Consolidar una imagen propia, única y reconocible.- Ambiente Sustentable, conciencia Ecológica.


4.1.2.- Consideraciones EspacialesEl emplazamiento definitivo debería mantener coherencia con la

propuesta teórica del plan Maestro y además, debería responder a tres condicionantes:

- Cercanía para docentes y alumnos.- Accesibilidad energética- Reconocimiento dentro del Campus

La ubicación definitiva del edificio se decide al querer transformar la nueva sede para el CEAM en el punto final de la labor científico-docente de la Universidad, anclándolo en este sector periférico para potenciar el conjunto de edificios denominados por el Plan Maestro como “zona actividades de la tierra”.

4.1.3.- Análisis del Lugar

Marginación de la totalidad del Campus al no presentar edificios ancla que concentren actividades relevantes de difusión extrauniversitaria, ejemplo: edificio Nahmias, Aula Magna, DAE.

Envejecimiento de la cara arquitectónica del lugar, por falta de renovación física de los espacios.

Falta de apropiación de los espacios públicos resultantes entre edificios, aglomeración en pasillos exteriores e interiores.

Así, el emplazamiento definitivo será en los límites norte del Campus, bordeando el río Cau-Cau.

Las ventajas de esta ubicación es la fácil accesibilidad desde el Campus central y desde Las Animas, de donde vendrá la materia prima para alimentar el Biodigestor adjunto al proyecto.



4.1.4.- Aspectos Físicos Geográficos.

El terreno se destaca por la abrupta diferencia de niveles entrecotas (4 metros), pendiente no asumida por el conjunto urbano, se mantiene como un accidente geográfico habitual.

a.- Calidad de suelo: la cota superior corresponde a un talud de calidad Qa de arenísca o cancagua al igual que sus cotas intermedias, el talud inferior corresponde a un suelo tipo Qr de relleno artificial.

b.- Modificaciones Físicas: demolición de antigua Clínica de animales pequeños, construcción en madera de un piso y de 2100 m² de oficinas, bodegas y habitáculos para animales.

Reubicación de árboles en situación critica para el proyecto hacia zonas habilitadas como patios.

c.- Entorno: el edificio se emplaza en el límite entre el tejido urbano del Campus y los terrenos agrícolas borde-río. Hacia el oriente Jardín Botánico, al norte terrenos agrícolas y río Cau-Cau, al poniente la calle que conectará la Isla Tejas con Las Animas y tras ella, el fundo Teja Norte.

d.- Conectividad: bordeando el edificio se encuentra la Avenida Zoltan Nagy, calle de servicio que comunica la parte norte del Campus con Avenida Los Lingues y con Fundo Teja Norte, Arboretum, Saval.



4.2.- Propuesta ArquitectónicaEn investigación, la Transdiciplinariedad se comporta como un nuevo

enfoque y nuevas formas de investigación. En la arquitectura propuesta se traduce como un cambio de enfoques espaciales, en integrar todos los medios y actores espaciales, usuarios y no usuarios.

Un cambio físico, que rompe con la morfología típica de los edificios UACh, generando un proyecto de anclaje único para ese lugar.

4.2.1.- Sobre su formaEl edificio busca ser una solución de integración al entorno,

escapándose de arquetipos locales o funcionales, de imágenes conceptuales o literales para su forma.

El edificio mezcla ensamble de disciplinas teóricas y practicas en su interior, con espacios públicos y de difusión. Hacia su exterior se posiciona en base a la no-geometría, rechazando la tradicional dispersión de edificios existentes, respondiendo no a sus formas sino a sus resultantes.



Liberación del espacio público – continuidad y cobijo.El emplazamiento consolida y revaloriza los espacios libres Inter.-

edificios, se posiciona sobre uno de ellos y le da remate a lo parecía de continuidad indefinida.

El edificio y su emplazamiento es un reflejo de las estructuras naturales ya existentes, se copia a ellas y se amolda con su entorno y pendiente.

El segundo paso consiste en permitir que este molde no forme un obstáculo para el espacio público, debe interactuar con él armónicamente, de la misma forma que en su interior ocurre la integración de las diferentes disciplinas.

El edificio se levanta, le cede el paso al manto vegetal, permite su continuidad natural hasta el río y abre un portal que marca el límite entre el tejido urbano del Campus y el tejido natural de la pradera, el humedal y el río.



4.2.2.- Propuesta Programática

Integración – TransdiciplinariedadLa principal ley de ordenamiento fue la integración que

debía haber entre las distintas actividades interiores del edificio. Las secciones de investigación, de práctica y salas de clases se mantienen comunicadas horizontal y verticalmente por medio de las áreas de circulación y de la doble altura.

En el volumen de acceso principal al edificio se concentran las áreas de exposición, las oficinas docentes y los módulos de investigación para tesistas. Todos estos espacios necesitaban de una accesibilidad mas directa a causa de que los alumnos y académicos mantienen actividades en otras dependencias de la Universidad y su estadía en el CEAM no es permanente.

Los talleres de energía y arquitectura se concentran en el extremo sur del edificio por motivos de funcionamiento y de acceso a la calle de servicio, para entrada y salida de grandes volúmenes.

Las dos salas de clases y el auditorio se enfrentan a un espacio central común, patio interior elevado de encuentro entre los distintos recintos donde se agrega una pequeña cafetería. Con esta configuración de las aulas y del auditorio se aprovecha además la curvatura de la losa principal del edificio, proponiéndola como interiores escalonados.

Se mantiene también como condición fundamental de integración, el recorrido perimetral de los espacios de circulación. Se accede al edificio bajando por un amplio espacio de circulación y exposición, mirando hacia el patio interior hasta enfrentarse con la fachada norte vidriada, para subir nuevamente observando la vista norte del edificio, llegando al espacio interior de encuentro y luego bajar hacia las aulas por un pasillo enfrentando el patio interior del edificio.



4.2.3.- Fachadas

Fragmentación verticalLa resultante de fachadas se genera por dos tramas entrelazadas,

verticalidad tomada de árboles y su disposición irregular natural sobrepuesta sobre franjas tradicionales de vanos de ventana, que se acomodan entre las horizontales para permitirles mirar e interactuar.

Módulos de FachadaSerie repetitiva de 2 conjuntos, configurados en múltiplos de 150 Mm.Medioambiente – SustentabilidadLa distribución de fachadas evita los excesos de superficies vidriadas,

siendo la configuración exterior una resultante de las necesidades de cada espacio interior.

La fachada norte se abre completamente para aprovechar la radiación solar y al mismo tiempo iluminar gran parte de los espacios interiores, abiertos a esta orientación.

Fachada VegetalComo método alternativo de apantallamiento solar norte, e intentando

integrar y mimetizar el edificio con su entorno, se implementa una fachada vegetal de enredadera “parthenocissus sp”, que puede alcanzar hasta los 15 metros de altura y que en invierno bota sus hojas permitiendo el paso de luz solar hacia el interior del edificio.








4.3.- Sustentabilidad

Perpetuidad versus ciclo de vida.El proyecto se abandera con la Sustentabilidad y con el impacto de la

arquitectura y de los grandes edificios ante su entorno. Poco cuesta dar ejemplos sobre elefantes blancos, edificios fantasmas, ruinas urbanas, edificios que luego de haber terminado su periodo útil se convierten en desechos.

Se opta por un sistema constructivo de bajo impacto ambiental, de fácil montaje y desmontaje, de materiales reciclables, reutilizables ydegradables.

De la misma forma en que aparece el edificio en el lugar, debe desaparecer luego de terminado su ciclo de vida útil.



Si todos los caracoles que han existido en nuestra historia hubieran tenido caparazones rígidas y no biodegradables, hoy inevitablemente caminaríamos

sobre ellos.

Por suerte la naturaleza es sabia y de la misma forma que el caracol y su caparazón aparecen, desaparecen.

4.3.1.- Sistema Constructivo

a.- MurosSe caracterizan por la ausencia de masa térmica como

elemento principal, la prioridad es aislación y evitar pérdidas y ganancias no deseadas. Al ser un edificio público de uso limitado en horario, se puede prescindir de la inercia térmica para liberar calor en la noche.



1- Terciado marino2- Barrera de vapor - polietileno3- Tablero OSB4- Poliestireno expandido 100mm – 15 Kg. m³5- Poliestireno expandido 100mm – 15 Kg. m³6- Tablero OSB7- Membrana hidrófuga - Typar8- Perfil METALCON tabigal perforado9- Revestimiento coigüe / fibrocemento

b.- Cubierta TradicionalSe estructura en cerchas de acero, dejando un colchón

de aire entre la aislación de lana mineral a tope con el cielo falso y las costaneras metálicas de techo. Entre la cubierta de Instapanel y el Tyvek se deja una cámara de ventilación para el sistema.



1- Cubierta Instapanel PV-62- Costanera pino impregnado 2x2"3- Costanera pino impregnado 2x2"4- Membrana hidrófuga - Typar5- Tablero OSB6- Perfil Costanera acero7- Revestimiento interior volcanita8- Lana mineral9- Lana mineral10- Cercha acero – estructura de techumbre

c.- Cubierta VegetalSu utilización refuerza la aislación térmica y acústica del

sistema, prolonga la vida de los materiales y filtra las partículas de polvo. La principal característica de esta solución es la utilización, como capa de drenaje, de poliestireno semi-expandido que deja espacios de aire entre sus perlas, permitiendo drenaje y escurrimiento del agua. Solución real puesta a prueba en Europa, Suecia.

Se disminuye así considerablemente el peso de todo el sistema y la sobrecarga que pudiera tener sobre la estructura principal.

Se considera como solución anexa, una capa extra de mortero de hormigón (sobre el doble tablero contrachapado) con pendiente 1% para drenaje en sectores de la cubierta sin pendiente natural. Para este caso se impermeabiliza con la membrana asfáltica por sobre el mortero.



1- Cubierta vegetal/pasto2- capa tierra vegetal 50mm3- membrana / filtro4- drenaje perlas poliestireno 50mm5- impermeabilizante asfáltico Tep4R6- doble tablero contrachapado7- Poliestireno expandido 100mm – 15 Kg. m³8- Viga acero laminada9- Poliestireno expandido 150mm – 15 Kg. m³

4.3.2.- Sistemas de control bioclimático.En invierno, la estrategia principal consiste

en conservar el aire caliente del interior. Se aíslan al máximo las superficies en contacto con el exterior, impidiendo la pérdida de calor por transmisión a través de ellas.

La fachada vegetal de enredaderas pierde su follaje, permitiendo el paso de la radiación solar hacia el interior del edificio.

En verano, la estrategia principal es evitar el sobrecalentamiento del espacio interior. El punto mas débil sería la fachada norte, completamente vidriada. Se escoge como medio de apantallamiento la utilización de una fachada vegetal de enredaderas. Otros métodos se descartaron por complejidad técnica, estructural y de poca relación con la arquitectura propuesta.

Ventilación natural, se privilegia su aplicación en verano. La fachada norte y la cubierta mantienen fresco el interior por acción de sus capas vegetales que actúan por evapotranspiración.

El patio interior sombreado por la vegetación y por el mismo edificio entrega su aire fresco al entorno de este mismo, manteniendo las fachadas interiores frescas, además de generarse una corriente de viento sur mas fuerte que enfría la losa elevada y fuerza la ventilación cruzada interior.



4.3.3.- Características Térmicas.

Grafico de ganancias - perdidas.Según cálculos realizados, considerando la totalidad de las

situaciones que podrían variar el comportamiento del edificio, la demanda de calefacción se limita a los 3 meses mas fríos del año, Junio - Julio - Agosto, donde el total sería de 31.294 KWh/año.

Demanda que diariamente, durante 3 meses, significa un consumo de 10.61 KWh/m²/año.

Características térmicas:Muros: U=0.19 W/m²KCubierta ZInc: U=0.22 W/m²KCubierta Vegetal: U=0.15 W/m²Kacristalamientos: U=2.8 W/m²KLosa voladizo: U=0.21 W/m²KLosa apoyada: U=0.36 W/m²KConsumo energético del edificio.calefacción: 10.61 KWh/m²/añosuperficie total: 2.327 m²

Demanda biogás diaria:13.5 m³(demanda durante 3 meses al año)



GANANCIAS-PÉRDIDAS

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

meses

kwh

GANANCIAS

PÉRDIDAS

ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dicSOLARES 90.700,7 82.629,6 66.890,7 53.291,0 37.705,9 26.858,7 24.731,2 28.723,1 39.998,5 52.065,4 72.209,6 87.828,8

nro pers 370,0 hrs en rec 8,0 kwh/pers 0,1HUMANAS 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0 296,0

ELECTRICAS 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0 15.924,0TOTALES 106.920,6 99.219,5 83.110,6 69.518,9 53.925,9 43.078,8 40.951,2 44.943,1 56.218,5 68.285,3 88.429,5 104.048,7

TRANSMISIÓN 2.955,0 2.988,6 4.634,0 6.783,0 9.032,9 10.208,2 11.081,2 10.745,4 9.133,6 7.286,7 5.473,5 4.029,5VENTILACIÓN 6.251,5 6.322,6 9.803,5 14.350,1 19.109,8 21.596,2 23.443,2 22.732,8 19.322,9 15.415,7 11.579,5 8.524,8INFILTRACIÓN 5.577,1 5.640,5 8.745,9 12.802,0 17.048,1 19.266,3 20.914,1 20.280,3 17.238,3 13.752,6 10.330,3 7.605,1

TOTALES 14.783,6 14.951,6 23.183,4 33.935,1 45.190,8 51.070,6 55.438,5 53.758,5 45.694,8 36.455,0 27.383,3 20.159,5

DEMANDA TOTAL 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7.991,8 14.487,3 8.815,5 0,0 0,0 0,0 0,0

GANANCIAS

PÉRDIDAS

4.4.- Energía

Se plantea la implementación de un biodigestor para satisfacer las demandas de calefacción del proyecto, fundamentos teóricos son explicados en el punto 2.7 de esta memoria.

4.4.1.- Modelo de funcionamiento:Se utilizará un Biodigestor anaeróbico de 6 elementos. Consta de 2

biodigestores de 6 m³ c/u, un acumulador del biogás producido de 10 m³ de capacidad, una piscina de recolección del material entrante de 0.5 m³ de capacidad, una piscina de recolección de los efluentes de 0.5 m³ y una sala de caldera a gas de 8 m².

Todos los volúmenes cilíndricos se construyen en hormigón armado de espesor 150mm y los dos biodigestores más el acumulador de biogás se recubren con aislación térmica de 150mm de espesor.

4.4.2.- Construcción y Costos:

Superficie construida: 25 m²Volumen total Hormigón A.: 11 m³Costo construcción: 3,298,680 $(c/iva)Sistema de Calefacción (Caldera gas, radiadores, cañerías):

25,085,525 $instalaciones hidráulicas: 3,000,000 $Costos operación: 1 operario, 180hrs mes, 4 meses, 1500$ hora:

1,080,000 $Costo obra: 31,384,205 $ pesos



4.5.- Estructura

4.5.1.- PropuestaLa totalidad del edificio se estructura en acero, vigas, pilares y

perfilería de soporte de revestimientos. Fundación corrida y radieres de hormigón armado, losas prefabricadas de hormigón.

Arriostramientos estructurales combinados, madera laminada encolada para diagonales a la vista y perfiles ángulo de acero para diagonales ocultas tras los revestimientos interiores.

4.5.2.- Configuración estructuralReconocimiento de 2 características estructurales formales

complejas:-Excentricidad en planta-elevamiento del volumen principal.La excentricidad en planta obliga a separar las estructuras, para

evitar problemas torsionales severos. Se divide así, el edificio en 3 estructuras independientes separadas por juntas de dilatación y fundaciones excéntricas en zonas de contacto.

Estructura nº 1 se caracteriza por construirse en pendiente natural del terreno, fundación corrida se acomoda a la pendiente formando 5 terrazas de radier.

Estructura nº 2 se caracteriza por su sector en voladizo, elevándose de 0 a 4 mts en un largo de 20 mts, desde eje X3 hasta eje X8.

El voladizo se sostiene gracias a la rigidez del bloque estructural que lo soporta y el balance en el peso de este bloque.

Estructura nº 3 se caracteriza por su extremo norte elevado a 4 mtsde altura y apoyado sobre 12 pilares tubulares de acero, rectos y con inclinación de 3 y 4 grados. El espacio central, entre ejes C4 y B1 se mantiene elevado y sosteniéndose de sus 2 extremos por vigas doble T laminadas de h: 900mm.



MEMORIA EXPLICATIVA ESCUELA DE ARQUITECTURACAPITULO 5: GRÁFICA - PLANIMETRÍA UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

CAPITULO 5: GRÁFICA – PLANIMETRÍA

5.1.- esquemas bioclimáticos5.2.-planimetría

- Plano de emplazamiento- Plantas de arquitectura- Cortes- Elevaciones- Detalles Constructivos


PROYECTO CENTRO DE ESTUDIOS AMBIENTALES UACH


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