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Directorio Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Mario García Valdez Rector

Manuel F. Villar Rubio Secretario General

Luz María Nieto Caraveo Secretaria Académica

Fernando Toro Vázquez Secretario de Investigación y Posgrado Facultad del Hábitat

Anuar Abraham Kasis Ariceaga Director

María Dolores Lastras Martínez Secretaria académica

Jesús Victoriano Villar Rubio Coordinador de investigación

Gerardo Javier Arista González Líder Cuerpo Académico Hábitat Sustentable

Hábitat Sustentable Año 1, 2011, es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Álvaro Obregón No. 64, Centro Histórico, C. P. 78000, San Luis Potosí, S. L. P. a través de la Facultad del Hábitat, Niño Artillero No. 150 Zona Universitaria, C. P. 78290, San Luis Potosí, S. L. P. Tel. 448262481. http://habitat.uaslp.mx, Editor Responsable: Cuerpo Académico Hábitat Sustentable. Compilador: Jorge Aguillón Robles

Diseño de Portada: Citlali Gómez Monsiváis Carlos Ortiz Macías

Este número se terminó de imprimir en el mes de marzo de 2011 con un tiraje de 250 ejemplares.

Colaboradores en este número

Salvador Espinosa Muñoz Jorge Aguillón Robles

Erika Paola Martínez Valero José Fernando Madrigal Guzmán

Gerardo Javier Arista González Víctor Felipe Benítez Gómez

Salvador Chávez Delgado Norma Leticia Gómez Zárate Jean Roger Fritche Tamizet Juan Carlos Aguilar Aguilar

Norma Julieta Soriano Pérez Salvador Martínez Villela

Antonio Palacios Ávila

Apoyado por el Programa Integral de Fortalecimiento de la UASLP, PIFI 2009.

Proyecto PIFI 2009-24MSU0011E-13

http://habitat.uaslp.mx/

Contenido: Presentación ................................................................................................................. 1 Cuerpo Académico Hábitat Sustentable CAHS ......................................................... 3 Simulación Solar para el diseño de vivienda de interés social en la zona media y zona centro de San Luis Potosí. ............................................................................................................................ 7 Salvador Espinosa Muñoz Jorge Aguillón Robles Propuesta de Diseño Bioclimático para el ahorro de energía: Vivienda de INFONAVIT en San Luis Potosí. ............................................15 Erika Paola Martínez Valero Jorge Aguillón Robles Habitabilidad de la Vivienda Rural, planteamiento de evaluación de Índice de Confort. Caso de estudio: San Francisco, Rioverde, San Luis Potosí. .....................................................................25 Jorge Aguillón Robles Una opción para ahorrar agua en el Diseño de Viviendas Sustentables ................................................................................................................33 José Fernando Madrigal Guzmán Gerardo Javier Arista González Transformación Constructiva de la Vivienda Teenek. ............................................39 Víctor Felipe Benítez Gómez Jorge Aguillón Robles Uso de techos verdes para mejoramiento del confort térmico en vivienda marginada .................................................................................47 Salvador Chávez Delgado Gerardo Javier Arista González

José Fernando Madrigal Guzmán Caracterización de la Vivienda Rural, Caso de estudio San José del Tapanco, Zona Media del Estado de San Luis Potosí. ..................................................................................................................59 Norma Leticia Gómez Zárate Jorge Aguillón Robles Simulador de Iluminación Solar. ...............................................................................67 Jean R. Fritche Tamiset Propuesta de Clasificación para los Sistemas Prefabricados utilizado en la Edificación Habitacional. .........................................75 Juan Carlos Aguilar Aguilar Análisis de Ciclo de Vida en los Materiales de Construcción. ..............................................................................................................81 Gerardo Javier Arista González Jorge Aguillón Robles Ma. Fernanda Posadas García Aplicación de la ciencia básica, propuesta de desarrollo de habilidades estratégicas en los diseñadores. Caso de estudio: proyecto de vinculación. .............................................................................87 Norma Julieta Soriano Pérez La certificación LEED para edificios sustentables. San Luis Potosí, S.L.P., México. ......................................................................................91 Salvador Martínez Villela Antonio Palacios Ávila Conceptualización de los Residuos Sólidos Urbanos y la Sustentabilidad en los Municipios. .......................................................................97 Antonio Palacios Ávila

Propuesta de Diseño Bioclimático para el ahorro de energía: Vivienda de INFONAVIT en San Luis Potosí.

Erika Paola Martínez Valero1, Jorge Aguillón Robles 2.

Resumen: El propósito del trabajo es llegar a proponer variables de diseño bioclimático para la vivienda institucional en San Luis Potosí que ayuden a proponer un ahorro energético para la vivienda de INFONAVIT. A través de la propuesta de una vivienda adecuada a las condiciones climáticas de San Luis Potosí, tomando en cuenta variables como el sistema constructivo, materiales de construcción, factores climáticos, control solar, ventilación, vegetación obteniendo beneficios económicos y al medio ambiente, para lograr con estas propuestas un considerable ahorro energético e influir en el confort de los usuarios quienes se verán beneficiados económicamente al reducir el pago de energía eléctrica. En este articulo se trata de dar algunas recomendaciones de diseño bioclimático, para poder llevar acabo el diseño de una vivienda y con este obtener una reducción en el gasto de energía. Se tomó como ejemplo un fraccionamiento de la ciudad de San Luis Potosí con el cual se manejan las recomendaciones de diseño bioclimático dadas de acuerdo al clima de la ciudad.

Palabras Clave: Energía, Vivienda Institucional, Diseño Bioclimático.

Abstract:

The purpose of this paper is to propose bioclimatic design variables for corporate housing in San Luis Potosi to help propose a power saving for housing INFONAVIT. Through the proposal of adequate housing to the climatic conditions of San Luis Potosi, taking into account variables such as construction systems, building materials, climatic, solar control, ventilation, vegetation and economic benefit to the environment, to achieve with these proposals significant energy savings and affect the comfort of the users who will benefit economically by reducing the payment of electricity. This paper tries to give bioclimatic design recommendations in order to carry out the design of housing and with this to achieve a reduction in energy expenditure. He took the example of a division of the city of San Luis Potosi with which you handle the bioclimatic design recommendations given according to the climate of the city. Keywords: Energy, Bioclimatic Design.

1 Aspirante a Licenciado de la Carrera de Arquitectura en la Facultad del Hábitat Universidad Autónoma de San Luis Potosí,

realizando Tesis por Investigación para titulación como Arquitecto y colaboradora del Cuerpo Académico Hábitat Sustentable en la Línea Habitabilidad del Espacio Urbano Arquitectónico. [email protected] 2 Maestro en Diseño Bioclimático por la Universidad de Colima, Profesor desde 1980 y PTC desde 1997 en el Instituto de

Investigación y Posgrado de la Facultad del Hábitat de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Ha sido director de tesis de Licenciatura y Maestría. Entre sus cargos Académicos se cuenta el haber sido Secretario Académico de la Facultad del Hábitat, Líder del CA Hábitat y Medio Ambiente, actualmente miembro del Cuerpo Académico Hábitat Sustentable en la línea Habitabilidad del espacio urbano arquitectónico. Doctorante del Programa Interinstitucional de Doctorado en Arquitectura, Facultad de Arquitectura y Diseño, Universidad de Colima. Ha presentado Ponencias y publicadas en memorias de congresos nacionales e internacionales. Es Autor de 1 libro y 2 capítulos de libros; y artículos publicados a nivel nacional. [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


Erika Paola Martínez Valero, Jorge Aguillón Robles

Cuerpo Académico Hábitat Sustentable 16 Facultad del Hábitat, Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Introducción. México enfrenta condiciones preocupantes de erosión de suelos, escasez de agua, contaminación atmosférica y de mantos, agotamiento de la energía de origen fósil, deforestación, desertificación y cambios en el uso del suelo. Estos fenómenos guardan una estrecha relación con la expansión y el crecimiento de los centros de población y, en particular, con la edificación de vivienda. La degradación del ambiente y la intervención humana son, hasta ahora, dos caras de la misma moneda. La interminable emisión de humos, los materiales no degradables, junto con el desperdicio de agua y energía, son, en diferentes proporciones, una práctica común en los desarrollos urbanos, sin importar su tamaño. Además, México sufre, de manera cada vez más obvia, los efectos del calentamiento global, tales como la modificación de microclimas, incremento de temperaturas medias, desajustes en los niveles de precipitación, duración de las temporadas y en la fuerza y calendarización de fenómenos climatológicos. En el ámbito de la edificación, este artículo propone la incorporación de nuevas recomendaciones a lo largo del proceso de diseño y construcción de la vivienda, que requieren de la modificación de criterios, nociones y técnicas de diseñadores, desarrolladores, profesionistas, técnicos, usuarios y proveedores de servicios. El ahorro de agua y energía, la existencia de áreas verdes sanas y funcionales, la reutilización y el reciclaje, el manejo de desechos, la prevención y la protección civil, entre otras ideas, deben dejar de ser una mera preocupación o una intención pocas veces manifiesta, e institucionalizarse como un lineamiento operativo para la planeación, el diseño y la construcción de desarrollos habitacionales. En México, la cultura de ahorro de energía se inició hace más de una década, pero los beneficios aún no son palpables. La sociedad mexicana, requiere de nuevos diseños de viviendas que se adapten a sus necesidades y que además modifiquen las tecnologías actuales, altamente consumidoras de energía, sin afectar el valor adquisitivo de la vivienda. Las recomendaciones bioclimáticas tienen como objetivo central que el ahorro de energía sea planteado desde el diseño mismo, con base en la arquitectura bioclimática, la cual se fundamenta en el análisis del clima de nuestra ciudad para determinar las condiciones y requerimientos de climatización.

Conceptos generales sobre la energía en la vivienda. La energía es la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etcétera. La energía proporciona una serie de beneficios en la vivienda, tales como calor para cocinar los alimentos y calentar el agua, iluminación, refrigeración, climatización (aire acondicionado o calefacción) y entretenimiento, entre otros. Para dotar de energía, debe producirse energía eléctrica y combustible, cuya producción tiene su origen en fuentes renovables y no renovables. Las no renovables, además de agotarse, generan contaminación y emisiones de gases (efecto invernadero), que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático. No obstante, en México, más del 75%

1 de la

energía que se consume proviene de la quema de hidrocarburos, correspondientes a energéticos no renovables. La energía es, al mismo tiempo, una solución y un problema para el desarrollo sustentable: indudablemente es útil, pero también es una de las principales fuentes de contaminación del aire y además provoca otros daños a la salud del hombre y al medio ambiente. El problema no es si existen o no suficientes reservas de combustibles fósiles, las preocupaciones acerca de los actuales sistemas energéticos se concentran en los efectos ambientales y la evidencia de que el suministro de energía no es accesible para todos los habitantes; lo cual tiene implicaciones morales, políticas y prácticas, en un mundo que cada día está más interconectado. Actualmente, el sector relacionado con los edificios consume el 19.7 % de total de la energía del país, las viviendas representan el 83.8% de ese total, —esto equivale al 16.51% del total de energía que se consume en la Republica Mexicana

2 un sector

importante, no sólo por el consumo energético que representa sino por el porcentaje de población que son los usuarios de las viviendas. Estado actual de la energía en México La energía es una fuente básica para el bienestar humano, y el acceso a las diversas fuentes de energía es fundamental para combatir la pobreza, además de ser una de las actividades económicas más importantes de México y la principal fuente del ingreso público. En México:

El sector energético representa el 3% del PIB.

Las exportaciones petroleras representan 8.4% del total de las exportaciones nacionales.

1 SENER 2008, Balance Nacional de Energía, México

2 SENER 2008, Balance Nacional de Energía, México




Los impuestos a hidrocarburos representan 37% de los ingresos fiscales. Hay que resaltar que aproximadamente 40% del total de las inversiones públicas se dedica a proyectos energéticos.

Se ocupa el 9o lugar a nivel mundial en reservas probadas de petróleo crudo y el 4o en reservas de gas natural en el continente americano, después de Estados Unidos, Venezuela y Canadá.

PEMEX es la 5a empresa petrolera del mundo y la más rentable en términos de generación de ingresos vía impuestos.

CFE genera 98% de la electricidad nacional, además de transmitir y distribuir 94%.

Consumo final de energéticos por sectores La energía es una fuente básica para el bienestar humano, y el acceso a las diversas fuentes de energía es fundamental para combatir la pobreza, además de ser una de las actividades económicas más importantes de México y la principal fuente del ingreso público. Consumo energético en México por sector: Transporte 44%, Industria 30%, Viviendas, Comercial y Público 23% y Agropecuario 3%.(Balance Nacional de Energía 2008). La energía en la vivienda Consumo de energía del sector residencial (vivienda) 83%, Comercial 14% y Público 3% (Balance Nacional de Energía 2008). El sector habitacional, comercial y público requirió 873.4 pJ en el 2008. Del total de este grupo: 83.8% corresponde a la vivienda, 13. 7% al sector comercial y 2.6% a los servicios públicos, como el alumbrado público y bombeo de aguas. Impacto en el medio ambiente por el uso de energía

La cantidad y origen de la energía que se consume en las viviendas del país, contribuye significativamente al impacto ambiental de fenómenos tales como el efecto invernadero y el cambio climático. El consumo de combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón) empleados para satisfacer las demandas de energía en los diversos sectores incluida la vivienda ha ocasionado el incremento de las concentraciones de gas carbónico o dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera y, a su vez, esto ha aumentado la retención de calor y la temperatura global del planeta. La concentración de CO2 es responsable del 60% del efecto invernadero, y cada día aumenta más, por la utilización de combustibles de origen fósil. El fenómeno del efecto invernadero tiene su base en una envolvente gaseosa compuesta por bióxido de carbono, nitrógeno, oxigeno y otros gases

alrededor del globo terráqueo. La tierra recibe la radiación solar y emite al espacio una radiación telúrica de tipo infrarrojo que retorna parcialmente a la tierra como consecuencia de los gases causantes del efecto invernadero. Se estima que la temperatura se ha elevado, aproximadamente, medio grado centígrado en los últimos 100 años, y de continuar esta tendencia podría agravarse el fenómeno del cambio climático global. Efectos del cambio climático Los daños ambientales causados al planeta y a sus habitantes, están relacionados con cuatro fenómenos:

1. Crecimiento acelerado de la población. 2. Agotamiento de las materias primas y de los combustibles fósiles. 3. Degradación del aire, del agua y del suelo. 4. Proliferación de residuos sólidos y líquidos.

Las edificaciones provocan un impacto en el medio ambiente y, por ende, en la salud de las personas y además contribuyen al cambio climático. México sufre de manera cada vez más obvia los efectos del calentamiento global, por ello, los expertos plantean que hay que adoptar lo antes posible políticas encaminadas a prevenir el impacto que esto tiene sobre la agricultura, el agua, la energía y los desastres naturales, entre otros. Arquitectura Bioclimática La arquitectura bioclimática no trata de promover un tipo más de diseño, intenta sentar las bases para que haya una toma de conciencia y un cambio de actitud respecto a la práctica proyectual, al medio ambiente y al uso de la energía. Este cambio consiste en brindar herramientas para que el diseñador y el constructor consideren la interacción entre energía, ambiente y construcción, a fin de que ésta regule los intercambios de calor con el ambiente y propicie las condiciones de comodidad o confort que requiere el ser humano. Con base en el estudio del bioclima y de acuerdo con el estudio del comportamiento solar, se emiten algunas recomendaciones para el diseño arquitectónico. El diseño bioclimático, es una manera de relacionarse con el medio ambiente en armonía con la naturaleza. Es dar el mayor confort ambiental usando los recursos propios del lugar. Recursos generalmente renovables como el sol, el viento, y la vegetación no produciendo ningún tipo de contaminación. Para el usuario y para la comunidad, el diseño bioclimático, significa ahorro de energía durante toda la vida útil de la vivienda, bienestar al menor costo. Si bien el costo inicial de la vivienda puede incrementarse por los elementos de control solar,




aleros, parteluces etc., la masividad de la construcción, los aislantes o los tipos de aberturas, el ahorro de energía y el confort de los usuarios, hacen que este costo en el tiempo, sea largamente absorbido. Como podemos ver el cambio climático se hace cada vez más evidente por lo que es importante que se empiece a tomar conciencia de la necesidad de proteger el entorno natural. Por esto los arquitectos deben de crear una arquitectura que respete el entorno, y como podemos ver esto se puede lograr siguiendo los principios de la arquitectura bioclimática. Ya que el hecho de tomar en cuanta o no el estudio del bioclima del lugar, repercutirá en el medio ambiente, en la sociedad y en la economía, y en este caso en particular tomando en cuantas estas características del lugar podemos obtener un ahorro de energía significativo, además de propiciar que los usuarios de la vivienda vivan en confort. Entorno Bioclimático de San Luis Potosí El clima es uno de los factores más importantes en el diseño, es uno de los factores que afectan más directamente al confort del hombre, en las diversas actividades de trabajo y de ocio, y en definitiva, a su salud. De las condiciones atmosféricas de un lugar depende que la arquitectura sea de muros pesados o ligeros, de cubiertas inclinadas o planas, de color oscuro o claro, con grandes vanos o pequeñas ventanas, etc.; donde la edificación será un elemento protector y regulador que rehace o transforme la acción de los elementos ambientales naturales de un lugar. El clima es el conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan a una zona geográfica. El clima se describe mediante cuatro principales elementos: Temperatura, radiación, viento y humedad, y factores como la latitud, altitud y relieve. (Fig. 3)

Localidad San Luis Potosí

Latitud 22.3º N Longitud 100.09º W Altitud 1867 msnm Temperatura media anual 18.19º C Oscilación térmica Media anual 15.09º C Humedad relativa media anual 60.24% Precipitación media anual 79.6 mm Vientos SW 4.8 m/s

NNE 4.1 m/s

Temperatura de confort 23.2 º C

Fig. 3. Entorno bioclimático de San Luis Potosí 3

Estrategias de diseño, para el proyecto arquitectónico en San Luis Potosí

3 Aguillón Robles Jorge 2005, “Atlas Bioclimático para el

Estado de San Luis Potosí”, Municipio de Rioverde, ESDEPED, Facultad del Hábitat, Universidad Autónoma de San Luis Potosí

De acuerdo a los factores y elementos del clima en la ciudad de San Luis Potosí, podemos determinar que estrategias de diseño son las que debemos de tomar en cuenta para que la vivienda proporcione confort, además de ahorrar energía, gracias a la utilización de estas estrategias. De acuerdo al clima de la ciudad vamos a destacar las estrategias principales que son las siguientes: Calefacción solar pasiva y/o activa: Debido a que el clima de San Luis es frió por la mañana y por la noche especialmente en invierno, se debe utilizar ganancia solar directa en meses fríos y en las primeras horas de la mañana. Es decir cuando los rayos solares penetran directamente al espacio arquitectónico a través de cualquier tipo de acristalamiento. En este caso el calentamiento es prácticamente instantáneo, ya que la radiación solar cambia de forma de energía (radiante-térmica) dentro de la habitación. Ganancia solar indirecta, podemos utilizar como estrategia el almacenamiento de calor por la mañana con elementos masivos orientados al oeste, sureste y noroeste, para que el flujo de calor pase al interior durante la noche y la madrugada que es cuando encontramos temperaturas mas bajas. Esto se lleva a cabo cuando los rayos inciden sobre cualquier elemento arquitectónico opaco (muros, losas, etc.), una parte de la energía es absorbida y otra reflejada, dependiendo de las características de absorbencia y reflectancia de las superficies. El calor ganado se conduce a través del material y es emitido hacia el interior a través de los tres mecanismos de transferencia de calor. Este tipo de ganancia esta diferida en el tiempo dependiendo de las características de inercia térmica de los materiales constructivos.

Enfriamiento: San Luis Potosí cuanta con las temperaturas máximas en los meses de abril y mayo por lo que podemos propiciar un enfriamiento con ventilación y humidificación a mediodía y por las tardes.

Humidificación / Deshumidificación De acuerdo a los porcentajes de humedad relativa se debe de controlar la humedad principalmente por las noches.

Ventilación La ventilación será necesaria en los meses cálidos y por las tardes el resto del año, y debe de ser impedida en los meses fríos de invierno y por las noches la mayor parte del año. Recomendaciones bioclimáticas para el proyecto arquitectónico Orientación de la fachada más larga:




Una parte importante de la labor arquitectónica consiste en la determinación de la posición del edificio para el aprovechamiento máximo de los beneficios térmicos, higiénicos, y psicológicos que brinda la radiación solar. Debemos buscar una orientación que proporcione la máxima radiación durante el periodo frió y la mínima durante el cálido. La exposición más apropiada tiende hacia la zona más oriental del sur o sureste. (Fig. 4)

Fig. 4. orientación de la fachada más larga sur-sureste

Localización de las actividades: Debido a que las orientación sur-sureste es la que proporciona mayor confort debido a la localización de San Luis Potosí, debemos de buscar que los espacios de mayor permanencia como son la sala, comedor y las recamaras queden orientadas en esta dirección. Los espacios de circulación, áreas de aseo, y la cocina, los cuales son espacios de transición o de pequeña estancia pueden quedar con orientación al noroeste. (Fig. 5)

Fig. 5. Disposición de las Actividades

Tipo de techo: Debido a que San Luis Potosí se denomina con un bioclima seco, ya que como pudimos ver el índice de precipitación pluvial es bajo, el techo puede ser plano, con poca pendiente.

Ya que todos los impactos caloríficos externos deben traspasar la piel externa de la vivienda antes de afectar las condiciones de la temperatura interior. Otra recomendación para los techos es que cuenten con relleno, que sirva de aislante térmico. La elección de estos materiales aislantes utilizándolos con un espesor que nos permita llegar a obtener el aislamiento adecuado para poder obtener con el uso de estos materiales el ahorro de energía necesario y el confort térmico para los usuarios. Un ejemplo de estos materiales puede ser poliestireno expandido el cual tiene una resistencia térmica aceptable para el clima de San Luis Potosí.(Fig. 6)

Fig. 6. Techo plano con relleno y poca pendiente

Control Solar: La utilización de elementos de control solar resulta muy útil, para proporcionar la sombra que se requiere en cada espacio de acuerdo al elemento que sea utilizado. Los elementos horizontales opacos son más eficientes en la orientación sur y sureste, su perfil de sombra característico es el segmento. Las lamas horizontales tienen la ventaja de que dejan pasar el aire cerca de la fachada y proporcionan mejor protección que las verticales. (Fig.7 a) Para la protección de ángulos solares muy bajos, las lamas horizontales suspendidas de planos horizontales opacos son muy eficaces. Un plano sólido o perforado paralelo a la fachada protege de los rayos más bajos del sol. (Fig.7 e) Las lamas móviles horizontales hacen variar su perfil de sombra en función de su posición. Los protectores verticales son adecuados para las orientaciones este y oeste. Su perfil de sombra es el segmento. (Fig.7 c) Los protectores verticales oblicuos a la fachada producen un perfil asimétrico. La separación de estos elementos de la fachada evita la transmisión del calor. (Fig.7 f)




a) b) c)

d) e) f)

Las lamas móviles pueden ensombrecer todo el hueco y pueden orientarse de acuerdo a la posición del sol. El modular es una combinación de los tipos horizontal y vertical, siendo su sombra resultante una superposición resultante una superposición del diagrama de ambas. (Fig.7 b) Los paneles modulares macizos con planos verticales oblicuos producen un perfil asimétrico. (Fig.7 d)

Fig. 7. Elementos horizontales y verticales de control solar

La recomendación específica para San Luis Potosí, es el uso de elementos de control solar al este-sureste con una dimensión que no permita el paso del sol por las mañanas. Y al suroeste-oeste-noroeste con una dimensión que no deje pasar el sol todo el año.(Fig. 8)

Fig. 8. Elementos de control solar

Otros elementos de control solar que pueden ser utilizados son tragaluces con dispositivos de control solar y ventanas operables.(Fig. 9)

Fig. 9.Tragaluz Fig. 10. Parteluces SO-O-NO

Parteluces en ventanas con orientación suroeste-oeste-noroeste. (Fig. 10) Otro elemento de control solar es el uso de vegetación ya que los árboles contribuyen a la mejora del ambiente físico inmediato. Si se plantan densamente reducen con gran eficacia los sonidos ambientales. Asimismo, la vegetación asegura la privacidad visual y disminuye los efectos del deslumbramiento. Un aspecto especialmente beneficioso de los árboles es su efecto térmico. Durante el invierno las pantallas formadas por arbolado perenne reducen la perdida de calor de los edificios. En verano, las hojas absorben la radiación, y su proceso de evaporación puede enfriar la temperatura del aire y además proporcionan una sombra generosa en la estación adecuada. Esta característica convierte a los árboles de hoja caduca en especialmente apreciados cuando se encuentran situados cerca de los edificio, ya que una de las condiciones necesarias para el control solar es la de no interferir con la radiación solar durante el invierno. Por lo que una opción de control solar en San Luis puede ser el uso de árboles de hoja caduca al este-sur-oeste, y noroeste, para sombrear en verano y canalizar los vientos en los meses cálidos. (Fig.11).

Fig. 11. Uso de vegetación como control solar y barrera de vientos.

Fig. 12. Uso de vegetación




Árboles de hoja perenne en orientación norte como barrera de vientos fríos, y el uso de arbustos para controlar ángulos de altura asolar muy bajos. (Fig. 12)

Especificaciones para las ventanas: Un índice relativo alto entre el tamaño de las aberturas (de entrada y salida), asegura una velocidad adecuada del viento y, por lo tanto, el mayor flujo de aire refrescante en el interior de la vivienda. Por lo que la recomendación para la ubicación de la abertura en las fachadas según su dimensión es la siguiente: las aberturas más grandes, las cuales pueden ser hasta de un 80% de la superficie del muro deben de estar en las orientaciones este-sur-sureste para con esto poder obtener una ganancia solar directa. Por el contrario las ventanas más pequeñas deben de estar en las orientaciones norte, noreste, noroeste, oeste, y suroeste, para propiciar el confort en la vivienda. (Fig. 13)

Fig. 13. Dimensión de ventanas

En cuanto a ubicación de las aberturas, la recomendación es que en las fachadas este-sureste-sur estas se ubiquen a la altura del plano de las actividades y el el norte, por encima del plano de las actividades.

Color y textura de acabados exteriores: La recomendación para este aspecto es que los techos y muros con orientación este-sur-oeste tengan un color de baja reflectancia que en este caso serán colores obscuros que no reflejen los rayos del sol, además de esto se sugiere que la textura del muro sea rugosa.(Fig. 14)

Fig. 14. Fachada baja reflectancia E-S -O

Aplicación de recomendaciones de diseño bioclimático al fracc. Las Ceibas en S.L.P. La aplicación de las recomendaciones fue realizada en viviendas del Fraccionamiento Las Ceibas ubicado en el sur de la ciudad de San Luis Potosí. (Fig. 15 ) Este fraccionamiento está compuesto por viviendas de interés social, (Fig. 16) por lo que sabemos que son habitadas por personas de escasos recursos. Al visitar el fraccionamiento nos pudimos dar cuenta de que todas las viviendas tienen prácticamente el mismo diseño arquitectónico, a pesar de que estas se encuentran orientadas de diferente manera, por lo que sabemos que el entorno bioclimático de la ciudad no fue tomado en cuanta al momento de diseño.

Fig. 15. Ubicación del fracc. Las Ceibas en S.L.P

Fig. 16. Fracc. Las Ceibas

Fueron realizadas entrevistas a los usuarios en las cuales se proponía saber si los habitantes creían que su casa tenía un confort térmico de acuerdo a su percepción, o si por el contrario creían que era demasiado fría o caliente. Y el resultado fue el siguiente, aproximadamente un 80% de las personas entrevistadas perciben su vivienda, muy fría en invierno, y muy caliente en verano. Con lo que pudimos comprobar que las viviendas son diseñadas sin tomar en cuenta los elementos del clima como por ejemplo la radiación




del sol, o los vientos dominantes del lugar, provocando así que la vivienda no provoque una sensación de confort a los usuarios. Esto además de no propiciar confort térmico a los usuarios, los lleva a tener un gasto extra de energía, el cual se vería reducido si la vivienda hubiera sido diseñada de manera adecuada. De acuerdo a las entrevistas nos pudimos dar cuenta de que aproximadamente un 65% de las viviendas, a pesar de ser de personas de escasos recursos económicos, estos se ven en la necesidad de utilizar en verano ventiladores y en invierno calentadores eléctricos. Lo cual incrementa la contaminación de nuestro planeta, además del gasto por consumo de energía. Una vivienda nos mostro un resultado muy interesante lo cual nos llevo a la conclusión de que sería interesante proponer a estas las recomendaciones bioclimáticas que anteriormente mencionamos lo cual ayudara a propiciar una temperatura más adecuada a la vivienda a lo largo del año, este resultado fue las temperaturas que esta casa alcanza en invierno y en verano, los cuales son datos que están muy alejados de la temperatura de confort definida para la ciudad de San Luis Potosí, esta vivienda presenta temperaturas en invierno de 6° C por las noches y en verano de hasta 27°C entre las 12 y las 15 horas. Aquí tenemos un ejemplo de las viviendas del fraccionamiento, esta tiene la fachada principal orientada hacia el sureste. (Fig.17) Lo primero que haremos es analizar si la disposición de las actividades es la adecuada de acuerdo a las recomendaciones que dimos antes. La cocina está orientada al noreste, lo cual es apropiado para el espacio.

Fig. 17. Planta arquitectónica

La recamara 1 está orientada hacia el noreste, esta debería de tener una orientación hacia el sur-sureste que son las mejores orientaciones ya que de esta manera pueden recibir una iluminación, y el sol entra de manera adecuada, sin exceso. La recamara 2 está orientada al sureste, de manera adecuada. La sala-comedor está orientada al noreste, siendo que de acuerdo a las recomendaciones lo mejor sería que fuera sur-sureste, ya que es un espacio en el que la familia permanece la mayor parte del día, por lo que no debe de tener exceso de sol durante ninguna hora del día. A continuación se presentan algunas modificaciones realizadas a la vivienda, las cuales de estar construidas provocarían que esta se convirtiera en un lugar más agradable, ya que con estos cambios, los espacios tendrían la iluminación necesaria, junto con la radiación directa o indirecta que se requiere. Estas recomendaciones están son dadas de acuerdo al bioclima de la ciudad de San Luis Potosí, que como analizamos en templado seco, de acuerdo a su temperatura anual promedio y a la precipitación que encontramos anualmente en la ciudad.

Tomaremos como ejemplo dos de las ventanas que tiene la casa en la fachada principal, las cuales son la recamara 2 y la ventana de la sala comedor, que son los espacios de la vivienda más importantes, y más habitados, y con esto estaríamos ayudando de manera significativa al ahorro de la energía, ya que

Recamara 1

Recamara 2

Sala / Comedor

WC

Cocina

Alero horizontal eficiente en orientación sureste ya que permite el paso del sol por las mañanas




no se requeriría de utilizar aparatos de climatización artificial. En la figura 18 tenemos la propuesta con un elemento de control solar para la ventana que se encuentra en la sal comedor.

Fig. 18. Fachada noreste de la vivienda

Esta ventana tiene una orientación hacia el noreste, por lo que refiriéndonos a las recomendaciones que dimos anteriormente, para la ciudad, esta ventana con la implementación de elementos verticales de control solar, no permitirán el paso del sol a lo largo del año. Ahora tenemos la fachada orientada hacia el sureste en donde encontramos la recamara 2, aquí implementamos un elemento horizontal (alero), el cual permita el paso del sol durante las mañanas lo cual nos permite que la recamara reciba el calor del sol de la mañana el cual ayuda a que el espacio tenga una temperatura de confort, y por las tardes

bloquea el paso del sol dentro de la recamara, ya que como sabemos el sol de las tardes es molesto, y provoca que los espacio incrementen su temperatura. (Fig. 19)

Fig. 19. Fachada Sureste de la vivienda

Otro factor que ayuda a la captación de la radiación solar, es el color de las fachadas, de acuerdo a las recomendaciones emitidas anteriormente, las

fachadas orientadas hacia el este-sur-oeste, deben tener un color obscuro que de baja reflectancia solar, y con una textura rugosa, como podemos ver en la figura 19. Otros elementos que ayudan mucho al confort de la vivienda si son colocados de manera estratégica es la vegetación, podemos utilizarlos como elemento de control solar, ya que estos si son de hoja perenne van a bloquear el paso del sol en el verano, y en invierno al no tener hojas, permitirán el paso de este, como podemos ver en la figura 20.

Fig. 20. Uso de vegetación como elementos de control solar. Conclusiones. La vivienda es un elemento fundamental que caracteriza la calidad de vida, la accesibilidad, el entorno ambiental y el carácter único de una comunidad, contribuyendo a dar sentido al lugar. La forma en que las casas son diseñadas y construidas, el conjunto planeado y edificado y las áreas verdes y espacios abiertos localizados y conservados, son factores que determinan entre otros, si la comunidad será confortable para sus usuarios. Una vivienda bioclimática considera la interacción entre energía, ambiente y construcción, a fin de que este regule los intercambios de calor con el ambiente y propicie las condiciones de comodidad o

confort que requiere el ser humano, y todo esto, no solo para ahorrar recursos financieros, sino también para salvaguardar la salud, hacer una casa más confortable y proteger el medio ambiente y los recursos naturales, por lo que es muy importante que sea tomado en cuenta por los arquitectos. La electricidad es el tipo de energía que más se relaciona con el consumo energético en la vivienda, debido al uso de los electrodomésticos y a los equipos de iluminación y de climatización, por lo que si nosotros como diseñadores tenemos en nuestras manos ayudar a reducir aunque sea un

Elementos verticales de control solar que no permiten el paso del sol durante todo el año

Muros obscuros de baja reflectancia, con orientación este-sur-oeste y textura rugosa.




poco este consumo de energía es importante que diseñemos con conciencia en estos aspectos. En este contexto y con el afán de promover la aplicación de la arquitectura bioclimática, con el fin de que la vivienda utilice en forma más eficiente la energía eléctrica, se elaboró este documento. El propósito es contribuir a que los arquitectos aprovechen al máximo los beneficios que les brinda la tecnología aplicable al uso eficiente de energía eléctrica, para ser utilizada en la vivienda. Vale la pena considerar como ejemplo, que una vivienda mal diseñada puede llegar a registrar al menos un consumo adicional de 1,000 kWh al año, lo que representa cerca de 600 kg de CO2 liberados innecesariamente a la atmósfera, por lo que si nosotros como arquitectos seguimos omitiendo criterios de diseño bioclimático, se generará un consumo en exceso de 500 millones de kWh, equivalentes a 300 mil toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera de manera ineficiente.

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