construcciÓn sustentable y eficiencia energÉtica...luminancia y distribución de la luminancia de...

CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE

Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

DR. ARQ. SERGIO JAVIER MELÉNDEZ GARCÍA

ACUMULACION DE DESECHOS EN AGUA Y AIRE

TRANSFORMACIÓN DE LA TIERRA

¿Que podemos hacer

nosotros para reducir estos

efectos ambientales que nos

afectan a todos?

Realizar Construcciones Sustentables y Eficientes

que garanticen el máximo nivel de bienestar,

confort y desarrollo de las personas,

aprovechando los recursos naturales disponibles

y reduciendo los consumos energéticos.

SUSTENTABILIDAD“Satisfacer las necesidades del presente sin

comprometer la capacidad de las generaciones futuras

de satisfacer las suyas propias (Brundtland, 1987)

PREMISAS DE LA SUSTENTABILIDAD

Que toda actividad ó proyecto sean socialmente aceptables,

ecológicamente correctos y económicamente viables.

CONSTRUCCION SUSTENTABLE

DISEÑO

BIOCLIMÁTICO

DISEÑO

ECOLÓGICO

EFICIENCIA

ENERGÉTICA

CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

ENCUADRE GENERAL

SISTEMAS

PASIVOS

BIOCLIMÁTICOS

CONSTRUCCIÓN

SUSTENTABLESISTEMAS

ACTIVOS

ECOLÓGICOS

AHORROS

EFICIENCIA

ENERGÉTICA

CERTIFICACIONES AMBIENTALES

LEED

USA

SEMARNAT

NORMA 164

MÉXICO

BREEAM

REINO UNIDO

DISEÑO BIOCLIMÁTICOSISTEMAS PASIVOS

Crear condiciones óptimas de confort y

de bienestar para las personas

logrando un uso eficiente de la energía y

de los recursos naturales disponibles en

la edificación

DISEÑO BIOCLIMÁTICOCRITERIOS SISTEMAS PASIVOS

CICLO DE VIDA DE LAS EDIFICACIONES

ADECUADA ORIENTACIÓN Y SOLEAMIENTO

CREAR CONDICIONES ÓPTIMAS CONFORT

VENTILACION NATURAL CRUZADA

ILUMINACIÓN NATURAL

USO DE MATERIALES RECICLABLES

ELEMENTOS CON VEGETACION

ELEMENTOS CON AGUA

CICLO DE VIDA DE LOS EDIFICIOSAnálisis del flujo de materiales, uso, recuperación y reutilización,

porque condiciona su funcionamiento, mantenimiento y vida.

ExtracciónTransformación

ConcepciónEjecución

UsoMantenimientoRehabilitación

DerriboGestión de residuos

Reutilización y reciclaje

ORIENTACIÓN Y SOLEAMIENTO

Analizar recorridos del sol en el sitiodurante el Verano, Equinoccio dePrimavera y Otoño e Invierno:

CONFORT PARA LAS PERSONAS

El término confort, voz inglesa (comfort), de uso poco común en nuestro

vocabulario, pero que se utiliza con frecuencia en el campo de las disciplinas

ambientales, se refiere en términos generales a un estado “ideal” del ser humano,

un estado que supone bienestar, salud y comodidad.

El concepto de confort ambiental en distintos tipos de confort sensorial del ser

humano, con la idea de que esto sólo puede ser teóricamente, porque sabemos

que unos afectan a los otros y viceversa. La clasificación sería la siguiente:

• Confort térmico

• Confort acústico

• Confort lumínico

• Confort olfativo

• Confort visual

• Confort psicológico

Un ambiente así requiere analizar tanto los aspectos físicos u objetivos del medio,

como son el sonido, la luz, el color, la temperatura, la humedad y el movimiento y

la pureza del aire, como los aspectos fisiológicos, sociales, económicos y

psicológicos del ser humano y su entorno. En conclusión el confort es el estado

de bienestar físico, psicológico y social del ser humano.

VENTILACIÓN NATURAL

Flujo de aire alrededor de los edificios:

El flujo de aire pierde gran parte de su

energía cinética cada vez que es

desviado alrededor o sobre un obstáculo.

Varios recodos en ángulos recto tales

como paredes o muebles dentro de una

habitación pueden detener una corriente

de aire de baja velocidad. Por ello

debemos evitar poner muros que

obstaculicen nuestro flujo de aire, sino

procurar que vayan en el sentido que

lleva el viento. (aerodinámicos)

ILUMINACIÓN NATURALLos factores que afectan el diseño de la luz

natural en las edificaciones incluyen:

Tipo de fuente luminosa

Variaciones en la cantidad disponible,

causadas por la posición e intensidad de la

luz solar

Luminancia y distribución de la

luminancia de cielos despejados,

parcialmente nublados y totalmente

nublados.

Efectos del entorno circundante.

Edificios, elementos del paisaje, la

topografía y la vegetación.

Deslumbramientos y patrones de

luminancia circundantes.

MATERIALES RECICLABLES Y BAJO IMPACTO

Biocell

Concreto polimérico

Block de tierra con cal y/o cemento

Teja sintética

Vidrio reciclado con SDU

Muros de Poliestireno o Polipropileno

Placas Eco-plack

Impermeabilizante llanta usada

Plastimadera de polietileno alta densidad.

Humedecimiento del viento por

canalización de caídas y muros de agua,

fuentes y estanques

ELEMENTOS CON VEGETACIÓN Y CON AGUA

Enfriamiento evaporativo directo.

Humedecimiento del aire por

evapotranspiracion vegetal.

Vegetación interna y

externa en los

edificios

Vegetación

absorbente de

diversos emisores

• Bambú

• Lirio

• Hiedra

DISEÑO ECOLÓGICOSISTEMAS ACTIVOS

Mediante el uso de energías

renovables aplicadas en la

edificación, como es la energía solar

fotovoltaica, solar térmica y eólica.

DISEÑO ECOLÓGICOCRITERIOS SISTEMAS ACTIVOS

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

ENERGIA SOLAR TÉRMICA

ENERGIA EÓLICA

BIOMASA (Vegetal, Animal y Urbana)

ENERGIA SOLAR

FOTOVOLTAICA

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AISLADOS Y A LA RED

Cuando se piensa en generación eléctrica

con paneles solares fotovoltaicos, con

frecuencia se asocia a éstos con el empleo

de baterías para acumular la energía y usarla

en la noche; sin embargo, la realidad es

diferente.

La aplicación solar fotovoltaica se puede

dividir en dos grupos:

SISTEMAS AISLADOS, cuya aplicación tiene

lugar en sitios remotos apartados del

tendido eléctrico convencional donde

comúnmente usan baterías.

SISTEMAS INTERCONECTADOS A LA RED,

en los que la transferencia de energía es más

eficiente y económica, inyectando

directamente energía al sistema sin

necesidad de un banco de baterías.

En el sistema interconectado a la red, la

energía se contabiliza en un medidor

bidireccional (tanto el consumo como el

retorno)

CASOS PRÁCTICOS DE ENERGÍA SOLAR ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

CRITERIOS FOTOVOLTAICOS CON ORIENTACIÓN SUR

• COMO ELEMENTO EN CUBIERTAS

• COMO DISPOSITIVO DE SOMBRA

• COMO PARASOLES DE CONTROL SOLAR

ENERGIA SOLAR

TÉRMICA

APLICACIONES DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN

CASA-HABITACIÓN

• CALENTAMIENTO DE

AGUA SANITARIA

• CALEFACCIÓN CON

RADIADORES

• PISO RADIANTE

• CLIMATIZACIÓN DE

TINAS Y PISCINAS

CATEGORIAS SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS

Concentradores parabólicoscilíndricos de temperaturamedia (entre 100 y 300° C)para procesos industriales.

Colectores planos de bajatemperatura (menos de 65° C)calentamiento de agua paracasa habitación y piscina.

Concentrador de platoparabólico de altatemperatura (mayor de 500°C) para centrales eléctricas.

ENERGIA

EÓLICA

CASOS PRÁCTICOS DE ENERGÍA EÓLICA ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

• COMO ELEMENTO AISLADO • COLOCADOS EN CUBIERTA

• COMO TURBINA INTEGRADA

TIPOS DE AEROGENERADORES

EJE HORIZONTAL

EJE VERTICAL

ENERGIA BIOMASA

(Vegetal, Animal y

Urbana)

EFICIENCIA ENERGÉTICAAHORROS ENERGÉTICOS Y BAJO

CONSUMO EN AGUA

La eficiencia energética es la fuente de energía más

importante en la actualidad, ya que la demanda

energética sigue en aumento, así como el aumento

de las emisiones de CO2, por lo cual el reto es

“más eficiencia con menos energía”, ya tenemos

las tecnologías, conservemos nuestros recursos,

protejamos el clima, el futuro del planeta y de las

nuevas generaciones.

EFICIENCIA ENERGÉTICACRITERIOS EN AHORROS

SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA

CAPTACIÓN AGUA PLUVIAL PARA REÚSO

TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES REÚSO

MOBILIARIO CON BAJO CONSUMO DE AGUA

SISTEMAS DE AHORRO EN ENERGÍA

LUMINARIAS BAJO CONSUMO ELÉCTRICO

EQUIPOS CON EFICIENCIA ENERGÉTICA

AUTOMATIZACIÓN (DOMÓTICA E INMÓTICA)

COMPORTAMIENTO TERMICO ENVOLVENTE

SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA

CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL PARA SU REÚSO

TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES PARA SU REÚSO

SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA

MOBILIARIO BAJO CONSUMO AGUA

LUMINARIAS DE BAJO CONSUMO ELÉCTRICO

EQUIPOS CON EFICIENCIA ENERGÉTICA

AUTOMATIZACIÓN RESIDENCIAL (DOMÓTICA)

AUTOMATIZACIÓN EDIFICIOS (INMÓTICA)

COMPORTAMIENTO TERMICO ENVOLVENTE

ANÁLISIS DE LAS GANANCIAS DE CALOR

Cálculo de la ganancia total de calor del caso edificio WTC México:

Q= 83,55 < Qmax= 86,92 W/m2

Por lo que el nuevo diseño cumple con las normas

vigentes en México.

NOM-008-ENER-2001

www.energia.com

Libro “ARQUITECTURA

SUSTENTABLE”

SKm = 9417,57 W / m2 ºC

SKv = 141150,95 W / m2 ºC

Sm = 2536,28 m2

Sv = 61056 m2

Teq = 24 ºC

T = 10º C

I = 257,3 W / m2

Fs = 0,52 factor solar

Fps = 0,45 f. Protección s.

Qmax = 0,88 L + 70,2 en W / m2

Cálculo de los coeficientes térmicos y las ganancias

de calor de los edificios a través de su envolventePor lo tanto aplicamos la fórmula substituyendo valores y tenemos:

Q = 9417,57x24º+141150,95x10º+61056x257,3x0,52x0,45

2536,28 + 61056

Q = 83,55 W / m2

CASOS PRÁCTICOS DE CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE

EN LA ACTUALIDAD

PROTOTIPO EN REINO UNIDO

CASAS CON EMISIONES CERO CARBON

PROTOTIPO EN ALEMANIA

CASAS Y EDIFICIOS QUE GENERAN SU PROPIA ENERGÍA

PROTOTIPO EN DINAMARCA

CASAS CON BAJO CONSUMO DE ENERGÍA

PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA

CASA CON BAJAS EMISIONES DE CARBON

PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA

EDIFICIO CON ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA

PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA

PROTOTIPO EN FRANCIA

CASA CON EMISIONES CERO CARBON

PROTOTIPO EN CDMX

CASAS CON CRITERIOS SUSTENTABLES

EDIFICIO CON CRITERIOS SUSTENTABLES

PROTOTIPO CONDOMINIO BIOCLIMÁTICO CDMX

EDIFICIO CERTIFICACIÓN SUSTENTABLE HGO.

CONCLUSIONES

El compromiso actual de los diseñadores yconstructores está en cambiar de actitud y deconciencia e integrar desde ahora estoscriterios bioclimáticos, ecológicos y deeficiencia energética que nos permitiránracionalizar los consumos energéticos,lograr mejores niveles de confort para laspersonas, reducir las emisiones de gasefecto invernadero, obtener ahorros en lainversión, amortización y operación de estetipo de edificaciones, a través de estasaplicaciones arquitectónicas, estéticas,funcionales, innovadoras y sustentables.

CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE

LIBROS DE CONSULTA:

Rodríguez Viqueira (2001). Introducción a laArquitectura Bioclimática. México: UniversidadAutónoma Metropolitana.

Meléndez García Sergio Javier (Mayo 2011)“Arquitectura Sustentable” México: Trillas.

Meléndez García Sergio Javier (Marzo 2017)“Fachadas con Energía Renovable” Trillas.

Lacomba Ruth (1991) Manual de Arquitectura Solar.México: Trillas

Behling, Stefan (1996). Sol Power. Munich : PrestelPublishing.

Deffis Caso (1999) Energía, México : Árbol.

Ruano Miguel (2002) Ecourbanismo – Entornoshumanos sostenibles, Barcelona, España: GustavoGili.

Yeang Ken (2001). El rascacielos ecológico,Barcelona, España : Gustavo Gili.

www.thevenusproject.com – Las ciudades y la edificación en el futuro.

www.holcimfoundation.org - Holcim Foundation for Sustainable Construction

www.redcicla.com – Uso de materiales reciclados

GRACIAS POR SU

ATENCIÓN!

Dr. Sergio Javier Meléndez García

smelende@hotmail.com

ACTIVIDAD / TALLER

REALIZAR UNA PROPUESTA DE

ENVOLVENTE IDEAL PARA

CASA HABITACIÓN UBICADA EN

ESTA LOCALIDAD, APLICANDO

LOS CRITERIOS ANTES

MENCIONADOS…

SISTEMAS PASIVOS (BIOCLIMÁTICOS)

SISTEMAS ACTIVOS (ECOLÓGICOS)

EFICIENCIA ENERGÉTICA (AGUA Y ENERGÍA)