arq bioclimatica iv v

Humedad1) Humedad.a) Humedad absoluta. Es la cantidad de agua que contiene una masa de aire. Se mide en gramos de agua/kg de aire seco.b) Humedad absoluta de aire saturado. Es la cantidad máxima de agua en estado de vapor que es capaz de contener un kg. De aire a determinada temperatura.c) Humedad relativa. Es la relación entre la humedad absoluta del aire y la humedad absoluta del aire saturado para la misma temperatura. Se mide en un porcentaje que indica con qué facilidad el aire evapora al agua.d) Punto de rocío. Es la temperatura en que el aire llega a la saturación.

Presión atmosféricaLa presión atmosférica es el peso que ejerce el aire sobre la superficie terrestre y esuno de los principales actores de la meteorología y que tiene un gran poder de influenciasobre la vida en la tierra.

La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de lasuperficie del planeta. Este peso ejerce una presión sobre este punto de la superficie, yasea terrestre o marina.

Si el peso de la columna disminuye, también lo hace la presión, y viceversa. Si aumentael número de moléculas del aire en una superficie, habrá más moléculas para ejercerfuerza sobre esa superficie, con el consecuente aumento de la presión. Lo mismo pasa alcontrario, menos moléculas equivale a menos presión.

En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica elhectoPascal (hPa).

La presión normal sobre a nivel del mar son 1013,2 hPa.

Efectos de la presión atmosféricaDisminución de la presión atmosférica:

Aumenta la velocidad de la respiración y el volumen de aire inspirado produciéndose unahiperventilación.

- Se incrementa el ritmo cardíaco y el flujo de salida de la sangre.

- El organismo produce más glóbulos rojos y hemoglobina para mejorar la capacidaddel transporte de oxígeno de la sangre. El incremento del número de glóbulos rojosrequiere 38 semanas, y el aumento de hemoglobina se produce en 2 ó 3 meses.

- Algunos de esos síntomas se presentan como cefalea, síntomasgastrointestinales, debilidad o fatiga, inestabilidad o vértigos, transtornos delsueño, entre otros.

Presión de saturaciónSiempre hemos sabido que el aguaebulle, o se comienza a evaporar, a100ºC,pero lo hace a esa temperatura porquela presión a la que se encuentra es lapresión atmosférica que es 1atmósfera.

Conclusión: la temperatura a la cual unasustancia pura comienza a cambiar defase, bien sea comenzando atransformarse de agua a vapor (líquidosaturado) o de vapor a líquido (vaporsaturado), se llama temperatura desaturación, y esta temperatura desaturación siempre va a tener ligadauna presión que se llamará presión de

saturación.

la temperatura de saturación para el agua auna presión de 1 atm = 101.325 kPa, es de100ºC.Y su presión de saturación para unatemperatura de 100ºC es 1 atmósfera.

Temperatura de bulbo seco y húmedoTemperatura de bulbo seco o temperatura seca es lamedida con un termómetro convencional de mercurio osimilar cuyo bulbo se encuentra seco.

El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro demercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño dealgodón empapado de agua. Al proporcionarle unacorriente de aire, el agua se evapora más o menosrápidamente dependiendo de la humedad relativa delambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debidoal calor latente de evaporación del agua.

Esta temperatura junto a la temperatura de bulbohúmedo es utilizado en la valoración del conforthigrotérmico, en la determinación de la humedadrelativa, en la determinación del punto de rocío, enpsicrometría para el estudio y determinación delcomportamiento de mezclas de aire.

Humedad en los edificios:La humedad en los edificios se produce por:

*Infiltración del agua procedente del exterior: agua de lluvia o filtraciones de la humedad del terreno.

*Agua generada en el interior de la vivienda: ropa tendida, cocinas, baños y

*Vapor de agua expelido por las personas a través del sudor y la respiración.

Protección frente a la humedad:Para frenar la entrada de agua procedente del exterior:

*Trazar un drenaje alrededor del edificio en el lado situado ladera arriba ylaterales, por donde llega el agua.

*Diseñar en el proyecto un forjado sanitario (a medio metro sobre el suelo). Sino se desea esta solución, hacer una solera con piedras o piezas plásticas tipo “iglú” paraque el agua que pueda filtrarse, circule a través de ella y salga ladera abajo. Sobre la soleraimpermeabilizar y aislar de manera concienzuda.

*Asegurarse de que no habrá humedades ascendentes porcapilaridad, haciendo una barrera en los muros a unos 35 cm. sobre el suelo para evitarhumedades por salpicaduras de la lluvia.

*Diseñar adecuadamente las cubiertas evitando grietas o fisuras por dondepueda entrar el agua. No dejar espacios de cubierta cerrados para permitir ladilatación, salida y ventilación del aire interior colocando algunas tejas de ventilación.Hacer juntas de dilatación para evitar fisuras al permitir los movimientos naturalesde contracción y dilatación de la cubierta que se producen con los cambios de

temperatura. Instalar canalones.

Protección frente a la humedad:

Protección frente a la humedad:*Diseñar cornisas y voladizos en la fachada donde suelen incidir las lluvias

para evitar el choque directo de la lluvia en los muros. *Colocar goterones en voladizos, cornisas, vierteaguas, y en cualquier

superficie horizontal por la que pueda deslizarse el agua de lluvia.*Vigilar la hermeticidad de la carpintería de puertas y ventanas para que no

pueda filtrarse agua de lluvia a través de ella.:

Para eliminar el vapor de agua interior*Ventilar bien la casa para dejar salir el

vapor de agua que respiramos las personas y el quese produce en cocinas, baños, etc.

*Utilizar materiales de construcción que“respiren”, es decir, que dejen salir el vapor deagua que se genera en el interior de la vivienda.Esto implica la utilización de enfoscados, aislantes ypinturas de poro abierto.

*Emplear deshumidificadores. Tambiénpuede captarse la humedad mediante sales como elcloruro de calcio y evaporarse en el exterior enevaporadores solares, pero es necesario que luzca elsol.

*No generar vapor: no poner la ropa asecar en los radiadores.

Temperatura2) Temperaturaa) Temperatura radiante. Es la temperatura del interior de un local cerrado.b) Temperatura media radiante. Es el promedio de todas las temperaturas superficiales relacionadas con sus áreas.TMR= t1.Á1+t2.Á2+…+tn.Án/Á1+ Á2+…+ Án

Variables relacionadas con los cerramientos exteriores

1)Cerramientos transparentes – Efecto trampa.

Se produce cuando hay radiación solar directa sobre un vidrio que delimita un localcerrado. El sol emite rayos de onda corta que pueden atravesar los vidrios. Estos rayos alreflejarse en los objetos se hacen de onda larga, lo cual les impide volver a cruzar elvidrio y se quedan en el interior, produciéndose así el efecto trampa que produce unexcesivo calentamiento dentro de la habitación. El mismo es muy deseado en períodosfríos pero se vuelve insoportable en épocas de calor. Para evitarlo hay que evitar laradiación solar directa para lo cual se utilizan persianas, cortinas de enrollar, aleros,parasoles. Estos últimos deben colocarse horizontalmente en fachada norte yverticalmente en fachadas este y oeste pues los rayos llegan a estos máshorizontalmente.

2) Cerramientos opacos laterales y superiores.Por ejemplo incorporando cámaras de aire como es el ejemplo de los muros dobles, omateriales con aire dentro como puede ser un quinchado.

Variables relacionadas con los cerramientos exteriores

1)Cerramientos transparentes – Efecto trampa.

Se produce cuando hay radiación solar directa sobre un vidrio que delimita un localcerrado. El sol emite rayos de onda corta que pueden atravesar los vidrios. Estos rayos alreflejarse en los objetos se hacen de onda larga, lo cual les impide volver a cruzar elvidrio y se quedan en el interior, produciéndose así el efecto trampa que produce unexcesivo calentamiento dentro de la habitación. El mismo es muy deseado en períodosfríos pero se vuelve insoportable en épocas de calor. Para evitarlo hay que evitar laradiación solar directa para lo cual se utilizan persianas, cortinas deenrollar, aleros, parasoles. Estos últimos deben colocarse horizontalmente en fachadanorte y verticalmente en fachadas este y oeste pues los rayos llegan a estos máshorizontalmente.

2) Cerramientos opacos laterales y superiores.Por ejemplo incorporando cámaras de aire como es el ejemplo de los muros dobles, omateriales con aire dentro como puede ser un quinchado.

Cartas Bioclimáticas

Son sistemas de representación gráfica de lasrelaciones entre las diferentes variables térmicasque influyen en la sensación del confort térmico.

Son diagramas psicométricos: relacionantemperatura y humedad, sobre los que seestablecen las condiciones de confort en funciónde los índices térmicos.

Cada zona dispone de una carta bioclimáticaespecífica, dependiendo de las condicionesparticulares de temperatura yhumedad, representativa del clima. Sobre dichacarta se pueden estudiar las desviacionesrespecto a la zona de confort y cómo actuar paravolver a la misma

Carta Bioclimática de Olgyay

Consiste en un diagrama de condiciones básicas donde el eje de las abscisas representa lahumedad relativa y el de las coordenadas la temperatura.

Dentro del diagrama se localiza una zona denominada de confort en la que los valores detemperatura-humedad infieren al cuerpo humano una sensación térmica agradable.

Se basa en unas condiciones muy concretas, para una persona con actividad ligera(paseando), vestida con ropa de entretiempo sin viento y a la sombra.


En la figura aparece en gris la zona que corresponde al confort. Esta zona está limitada por la temperatura del aire entre los 21ºC y los 27ºC y la humedad relativa entre 20% y 75%, con una zona de exclusión para el aire demasiado cálido y húmedo (sudor).

Además, el gráfico muestra:

las sensaciones fisiológicas de las zonas periféricas los límites de la actividad

o el riesgo en función de las condiciones de calor y humedad

la tolerancia a las bajas temperaturas cuando aumenta el arropamiento.


En la figura se muestra el desplazamiento de la zona de confort cuando se aplican medidas correctoras del ambiente:

Aumento de radiación incidente o soleamiento contra el frío. Aumento de la velocidad del viento (m/s) contra el exceso de calor y humedad. Evaporación adiabática (g agua/Kg aire) contra el exceso de calor y sequedad. Es interesante para el estudio del ambiente exterior oclima, ya que se le puede incorporar los datos detemperatura y humedad del clima de unalocalidad, en diferentes meses y horas del día.También es un indicativo de las medidas demodificiación microclimáticas para corregirsituaciones de incomodidad térmica al exterior.

Carta Vegetación México

Carta Clima México

Carta Bioclimática México

Tipos de Clima México

Determinación de aleros

Aleros, en la fachada sur.También son útiles en las orientaciones este y oeste.

Aletas en las orientaciones este y oeste y también útiles en el norte, para bloquear el sol en las primeras y últimas horas del día.

Priorizar la sombra en el oeste y el sur, ya que en la mañana el sol no constituye un problema crítico desde el punto de vista de la ganancia de calor.

Determinación de alerosEmplear elementos de sombra exteriores de color claro que transmiten luz difusa al interior y en dependencia de su forma pueden ayudar a elevar el nivel de iluminación en el interior. Estos elementos cuando son de color oscuro reducen la iluminación interior y contribuyen a la captación del calor solar.

Seleccionar los elementos de sombra exteriores fijos si se tiene un presupuesto bajo, ya que los ajustables son más eficientes desde el punto de vista de la iluminación pero sus costos iniciales y de mantenimiento son más altos. Es posible controlar automáticamente por medio de sensores lumínicos para lograr ahorros de energía.

Elementos de sombra interiores.

Son menos efectivos que los sistemas exteriores porque permiten que el calor entre al interior del edificio. El mejor tipo es la cortina de persianas ajustables, preferiblemente de color claro o de material translúcido.

En climas fríos, cada día adquiere más importancia la captación solar para el calentamiento pasivo de los espacios interiores, lo cual exige también del arquitecto el dominio de todo lo relativo a la trayectoria e incidencia solar

InsolaciónLa Insolación es la cantidad de energía en forma de radiación solar que llega a un lugarde la Tierra en un día concreto (insolación diurna) o en un año (insolación anual).

Puede calcularse asumiendo que no hay atmósfera o que se mide en la parte alta de laatmósfera y se denomina insolación diurna o anual no atenuada o que se mide en lasuperficie de la Tierra para lo cual hay que tener presente la atmósfera y que en este casose denomina atenuada siendo su cálculo mucho más complejo.

El langley (Ly) es una unidad utilizada para medir la radiación solar o insolación que llegaa la parte superior de la atmósfera de la Tierra o a la superficie de la Tierra en un día o enun mes:

Radiación globalEl motor que determina la dinámica de los procesos atmosféricos y el clima es la energíasolar.El sol emite energía principalmente en forma de radiación de onda corta. Después depasar por la atmósfera, donde sufre un proceso de debilitamiento (por la difusión yreflexión en las nubes) y de absorción (por las moléculas de gases y por partículas ensuspensión), la radiación solar alcanza la superficie terrestre (océano o continente) que larefleja o la absorbe. La cantidad de radiación absorbida por la superficie es devuelta endirección al espacio exterior en forma de radiación de onda larga, con lo cual setransmite calor a la atmósfera. El clima de la Tierra depende del balance radiativo.

Zonas ClimáticasEn la tierra existen dos zonas frías (en los Polos), dos templadas y una cálida.Las regiones que están en la zona cálida, tienen temperaturas muy altas durante todo el año. En ella abundan los desiertos.

Las regiones que están en las zonas frías, tienen temperaturas muy bajas durante todo el año y casi no existe vegetación.

En las zonas templadas, las temperaturas son moderadas, suben un poco en verano y bajan en invierno..

Trayectoria solar

Determinación de aleros

Para proteger la ventana totalmente, hacer (h) igual a la altura de la ventana y hallar laprofundidad requerida de alero D. Para un sombreamiento parcial de la ventana (h) puedeconsiderarse 2/3 de la altura de la ventana. Cuando se requiere conocer la sombraproyectada por un elemento de dimensiones dadas, hallar (h) la sombra que proyectará parael mes/hora seleccionada

h=D*tan (altitud solar)/ cos (AZ solar - AZ ventana)

h=D*tan (altitud solar)/ cos (AZ ventana - AZ solar)

Determinación de aletas

Resolver para (w), ancho de la sombra o D, profundidad de la aleta, igual que en el caso anterior del alero. Asegurarse de que el signo de las ecuaciones sea el correcto, si los dos ángulos de acimut están en diferentes lados del Norte o están a ambos lados del Norte. Los métodos gráficos y con modelos físicos tridimensionales son los mas prácticos para los diseñadores y le proporcionan suficiente precisión.

w= D*tan (AZ solar - AZ ventana)

w= D*tan (AZ ventana - AZ solar)

Método de proyección gnomónica o reloj de sol.

Se construye un modelo simple a la escala conveniente. Puede estudiarse el edificio completo o una parte de él, por ejemplo una de las fachadas. Se utilizará el indicador solar universal, el cual se colocará en la maqueta haciendo coincidir el norte de la gráfica con el norte del proyecto.

El gnomon o estilete debe tener la altura señalada . El estudio puede hacerse con el sol o con una lámpara de rayos paralelos. Se hace inclinar y rotar la maqueta hasta que la punta del estilete coincida con la fecha seleccionada, mes/hora. Pueden tomarse fotos de cada fecha estudiada para dejar constancia gráfica

Gráfica SolarLas gráficas se elaboraron para las latitudes que abarca la República Mexicana desde 16° al Sur hasta los 32° al Norte. Están tabuladas las latitudes a cada 2 gradosEn el primer renglón tenemos las 4 estaciones:Se unificaron otoño y primavera porque en éstas 2 estaciones equinocciales los ángulos de los rayos son iguales. En el segundo renglón se tienen ángulos de la altura o rayos verticales y sus respectivas representaciones de manera gráfica. En el tercer renglón se encuentran plantas o ángulos horizontales y su representación gráfica. En dichas gráficas se representa el recorrido del sol por medio de rayos en lo 2 planos y están numeradas las horas de cada inclinación.

Gráfica Solar

El paso del sol durante el curso del día está representado por las líneas curvas que corren desde el horizonte Este al Oeste; donde cada una corresponde a dos meses del año, excepto las extremas al Norte y al Sur. La línea más al Norte representa el mes de junio, cuando ocurre el solsticio de verano. En este mes se recibe la mayor radiación y los días son más largos que las noches. La línea más al sur representa el mes de diciembre cuando ocurre el solsticio de invierno, cuando se recibe la menor radiación y los días son más cortos que las noches. La línea intermedia que tiene la salida y puesta del sol coincidiendo con los puntos cardinales Este (90°) y Oeste (270°), corresponde a los meses de marzo y septiembre cuando ocurren los equinoccios, durante los cuales los días y las noches tienen igual duración. Estas líneas están

cruzadas por las líneas horarias. De modo que el punto donde una línea horaria cruza la línea de paso del sol corresponde a la proyección en planta del sol para ese mes y hora.

Gráfica Solar

En la graduación angular marcada alrededor del círculo puede leerse, para cualquier dirección a través de la posición del observador, la distancia angular a partir del Norte (ángulo de acimut). Una línea que una el centro de la carta y el punto correspondiente a una fecha (mes y hora) cualquiera, permite leer en el círculo graduado el ángulo de acimut. En los círculos concéntricos puede determinarse, para cualquier fecha, el ángulo de altura del sol sobre el horizonte, o sea los ángulos de altura del sol que van desde 0° en el horizonte hasta 90° en el cenit. El Diagrama de Angulos de Sombra es una gráfica auxiliar que se emplea para determinar el comportamiento de los elementos de sombra. Se define por dos ángulos : el ángulo de sombra vertical (se representa en corte) y el ángulo de sombra horizontal (se representa en planta).

Gráfica Solar

Ángulo de sombra horizontal

El ángulo de sombra horizontal (ASH) caracteriza a un elemento de sombra vertical y es la diferencia entre el ángulo de acimut solar y el acimut de la pared. .En los dos diagramas superpuestos se muestra una selección de ángulo de sombra horizontal para una fachada orientada al NE con un acimut de 30° ó para proteger del sol a partir de las 7:00 a.m. que da un ángulo de sombra horizontal de 40°.

Ángulo de sombra vertical

El ángulo de sombra vertical (ASV) caracteriza a un elemento de sombra horizontal, se mide en un plano vertical normal a la fachada considerada. La diferencia entre el ángulo de altitud solar y el ángulo de sombra vertical es la siguiente: el primero describe la posición del sol en relación con el horizonte, el segundo describe la acción de un elemento de sombra. Tienen igual valor sólo cuando el acimut solar y el acimut de la pared son iguales ASH=0.

Empleo del métodoestereográfico

Este método consta del Diagrama Solar y el Diagrama de Angulos de Sombra. El Diagrama Solar es una representación estereográfica de la trayectoria solar, generalmente los libros traen los Diagramas Solares para varias latitudes norte y sur. En el Diagrama Solar, el centro de la circunferencia y el plano del papel en que está dibujado representan respectivamente la posición del observador y el plano horizontal a través de esta posición. El círculo con su punto medio como centro define el horizonte del observador.

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