arquitectura bioclimática para el caribe mexicano dr. anibal figueroz uam 2010
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planeación + diseño + construcción = sustentabilidadM A i R f T i I i i iMesoAmerican Reef Tourism Initiative
Arquitectura Bioclimática para el Caribe MexicanoArquitectura Bioclimática para el Caribe Mexicano
Dr. Aníbal Figueroa
Universidad Autónoma Metropolitana, Azcapotzalco
Laboratorio de Arquitectura Bioclimática (LAB)
Ri i M 2010Riviera Maya, 2010
HURACANESÑWILMA 2005 DAÑOS POR 30,000 MILLONES EN TRES DIAS
Fuente: NASA, Hurricane Control Center, 2005
DEFORESTACIONDEFORESTACION
DEFORESTACION EN MEXICO 20074º PAIS CON MAYOR DEFORESTACIÓNMUNDIAL4 . PAIS CON MAYOR DEFORESTACIÓN MUNDIAL
total deforestado 508,000 ha/añoFuente: Situación de los Bosques en el Mundo, FAO, ONU, 2007
189,000
180,000200,000
140,000160,000
ales
98,000 92,000
67 00080 000100,000
120,000
eas
anua
67,000 62,000
40,00060,00080,000
hect
are
020,000
,
sureste noroeste norteste centro occidente
CON FRECUENCIA LAS CONSTRUCCIONES TURÍSTICAS DESTRUYEN LA BELLEZA QUE DESEAN VENDER, YA QUE ALTERAN DE MANERA IRREVERSIBLE LA RIQUEZA NATURAL Y CULTURAL DEL SITIO EN QUE SE UBICANNATURAL Y CULTURAL DEL SITIO EN QUE SE UBICAN.
• LAS CIUDADES Y LOS
• LAS CIUDADES Y LOS EDIFICIOS ACTUALES FUNCIONAN EN CICLOS ABIERTOS. SOLO CONSUMEN ENERGIA Y SERVICIOS DESECHANDO CALOR Y BASURADESECHANDO CALOR Y BASURA.
• ES IMPERATIVO CAMBIAR A CICLOS CERRADOS DE• ES IMPERATIVO CAMBIAR A CICLOS CERRADOS DE CAPTACION O GENERACIÓN, CONSUMO, TRATAMIENTO Y RECICLADO.
DISEÑO DE UNA ENVOLVENTE
PARA CLIMATIZACION
PASIVA
COSECHA, REUSO Y
TRATAMIENTO DE AGUA
DISEÑO DE EXTERIORES
VEGETACION Y PAVIMENTOS
ARQUITECTURA SUSTENTABLE
ILUMINACION NATURAL Y
ARTIFICIAL DE ALTA EFICIENCIA
GENERACION Y MANEJO
EFICIENTE DE LA ENERGIA
MATERIALES DE CONSTRUCCION APROPIADOS LOCALEESLOCALEES,
RECICLABLES Y RECICLADOS
FASES DEL DISEÑO SUSTENTABLEFASES DEL DISEÑO SUSTENTABLE
ESTUDIOS PREELIMINARES Y PLANIFICACION DE USO DEL PREDIO (0 1%)(0.1%)
DISEÑO Y CONSTRUCCION (1%)
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (<20%)
IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS VULNERABLES, ASÍ COMO LOS RIESGOS Y OPORTUNIDADES DE CADA PREDIO EN LO PARTICULAR
ANALISIS DEL CLIMA
ACUIFEROSORIENTACION
ESTUDIOS PREELIMINARES ( C C O )
ACUIFEROSORIENTACION
(PLANIFICACION)
VEGETACIONDENSIDAD Y UBICACIÓN
ANTE TODO REDUCIR EL CONSUMO DE ENERGÍA Y AGUA AL MÁXIMO POSIBLE SIN SACRIFICAR LA EFICIENCIA DEL EDIFICIO NI LAPOSIBLE SIN SACRIFICAR LA EFICIENCIA DEL EDIFICIO, NI LA
COMODIDAD DE LOS USUARIOS
VENTILACIÓN
DISEÑO DE LOS
ASOLEAMIENTOSISTEMAS ENERGÉTICOS
DISEÑO DE LOS EDIFICIOS EN EL
CARIBE ILUMINACIÓN MATERIALESMEXICANO
ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL
MATERIALES CONSTRUCTIVOS
SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN
USO Y RECICLADO DE
AGUA
EL MEJOR WATT ES EL QUE NO SE GASTA Y EL MEJOR LITRO DE AGUA EL QUE SE RECOLECTA Y RECICLA
CAPACITACION DE PERSONAL
CERTIFICACIONES LEED, NOM, FIDE
CORRECCIÓN DE SITUACIONES ANORMALES
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
MANUALES DE OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO
PROCEDIMIENTOS Y ESTRATEGIAS DE
DISEÑO Y OPERACIÓN
EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO
OPERACIÓN
DISPOSITIVOS DE SOMBREADO Y CONTROL
DE ASOLEAMIENTOINERCIA TERMICA
Ó
MANEJO DE EXTERIORES (PAVIMENTOSHUMIDIFICACIÓN (PAVIMENTOS, CUBRESUELOS Y ARBOLADO)
ENFRIAMIENTO PASIVO Y/O DEVENTILACION NATURAL
EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN DE ALTA
( O SPASIVO Y/O DE ALTA
EFICIENCIA
VENTILACION NATURAL Y/O MECÁNICA CONTROLADA
EFICIENCIA (BOMBAS DE CALOR,
HUMIDIFICADORES, INTERCAMBIADORES D E
CALOR,
CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA ENLLUVIA EN AZOTEAS Y TERRAZAS
TRATAMIENTO PRIMARIO
EVAPORACION E
INFILTRACIONINFILTRACION
LAVADO DE ROPA,
REGADERA
RIEGO DE JARDIN
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO TERCIARIO
INODORO, MIGITORIO, LAVADO DE EXTERIORES.
TUNEL DETUNEL DE VIENTO
LABORATORIO DE
ARQUITECTURA HELIODONHERRAMIENTAS
DIGITALES
BIOCLIMATICA
CIELO ARTIFICIAL
TUNEL DE VIENTOTUNEL DE VIENTO
HELIODONHELIODON
CIELO ARTIFICIALCIELO ARTIFICIAL
PARA LOGRAR UNA ARQUITECTURA SUSTENTABLE EN EL CARIBE MEXICANO, EL PRIMER PASO ES LIMITAR EL DESPERDICIO Y EFICIENTAR EL CONSUMOEL PRIMER PASO ES LIMITAR EL DESPERDICIO Y EFICIENTAR EL CONSUMO.
LAS PRINCIPALES MEDIDAS SON:
• DISEÑAR DE ACUERDO AL CLIMA Y AL SITIO• TOMAR EN CUENTA EL ASOLEAMIENTO EN VENTANAS• SOMBREAR E INSTALAR AISLANTES EN CUBIERTAS• PROMOVER EL ENFRIAMIENTO PASIVO• CUANDO SEA POSIBLE, EMPLEAR LA VENTILACION NATURAL• DISEÑAR CON ILUMINACION NATURAL PARA TENER APAGADAS TODAS LAS
LAMPARAS DURANTE EL DIA.• EN ESPACIOS CON AIRE ACONDICIONADO, SE REQUIERE HERMETICIDAD DE LAS
VENTANAS Y DOBLE ACRISTALAMIENTO.• RECUPERAR Y EMPLEAR EL AGUA DE LLUVIA, ASI COMO RECICLAR EL AGUA
JABONOSA• INSTALACIONES ELECTRICAS EFICIENTES CON LAMPARAS AHORRADORAS,
SENSORES DE DIA Y DE PRESENCIA• INSTALAR COLECTORES SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA Y/O SISTEMAS
FOTOVOLTAICOSFOTOVOLTAICOS.
HOTEL CAMINO REAL IXTAPAHOTEL CAMINO REAL IXTAPA
• IXTAPA‐ZIHUATANEJO, MEXICO
• 1984
• ARQUITECTO RICARDO LEGORRETAARQUITECTO RICARDO LEGORRETA
• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR
CASA “MI OJO”CASA MI OJO
• CAREYES MEXICOCAREYES, MEXICO
• ARQUITECTO MARCO ALDACO
• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR
CASA TALECCASA TALEC
• CAREYES MEXICOCAREYES, MEXICO
• ARQUITECTO DIEGO VILLASEÑOR
• ESTRATEGIAS PASIVAS: VENTILACION CRUZADA, CONTROL SOLAR, MAXIMA ALTURA Y VOLUMEN INTERIOR
PROYECTO GAMMA HERMOSILLO (2007‐2010)Diseño: Arq. Fernando Ituarte y D.I. Octavio LópezDesarrollo de Proyecto: Arq Francisco Plata OrtegaDesarrollo de Proyecto: Arq. Francisco Plata Ortega
Bioclimática: Arq. Aníbal FigueroaIngeniería de Sistemas: Ing. David Esparza Aguilera
• ILUMINACION NATURAL• MASIVIDAD• PROTECCION SOLAR• CLIMATIZACIÓN DE ALTA EFICIENCIA• GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
T tTemperatura
50 0
60.0°C
Tmax > Confort
40.0
50.0
20.0
30.0
0.0
10.0
-10.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
Máxima ZCmax Máx. Extrema Tn
Media ZCmin Min Extrema MínimaMedia ZCmin Min. Extrema Mínima
Radiación SolarRadiación Solar
1200.02Rad > 700 W/m2
800 0
1000.0W/m
600.0
800.0
Rad > 500 W/m2
200.0
400.0Rad 500 W/m2
0.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meses
Máxima Directa Difusa Máxima Total Límite total Límite directaMáxima Directa Difusa Máxima Total Límite total Límite directa
Estrategias para el ahorro de energía en el edificioEstrategias para el ahorro de energía en el edificio
• Orientar el edificio al norte sur astronómico
• Ventanas solo al sur y al norte• Ventanas solo al sur y al norte
• Sombrear al 100% las ventanas
• Iluminación cenital en Planta Alta para apagar la iluminación eléctrica en el día
• Masa en los muros Este y Oeste con terraplén en Planta Baja
• Aislante en todos los muros y losas• Aislante en todos los muros y losas
Carga Térmica con Aire Acondicionado en Juliosin douvent, sin aislante y 50% sombra
desglose base 21 26C
350,000.00
250,000.00
300,000.00
150,000.00
200,000.00
50,000.00
100,000.00
-50,000.00
0.001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Ganancia Solar Ganancias Internas Conducción Infiltración Total
Carga Térmica con Aire Acondicionado en Juliocon douvent, aislante y sombra
Carga Térmica Desglosada Julio
350,000.00
200 000 00
250,000.00
300,000.00
100,000.00
150,000.00
200,000.00
Wat
ts
0.00
50,000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24-50,000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
horas
Solar Interna Conducción Infiltración Total
Análisis de Iluminación Natural
• Se uso el método de factor de día para el calculo de
mix a 43,000 lux
a b c d generald a pa a e ca cu o deluminancia
• La iluminancia externa de referencia fue de 43 000 lux
a b c d general
1 763 636 1018 382
referencia fue de 43,000 lux.2 1654 1272 1399 891
3 2290 2544 3180 1527
4 2417 2544 2544 1527
5 2163 2036 1781 1145
6 1527 1018 1018 636
prom 1802 1675 1823 1018 1580prom 1802 1675 1823 1018 1580
Análisis de AsoleamientoAnálisis de Asoleamiento
L t di d l i t• Los estudios de asoleamiento se han realizado para complementar la información, aumentando el volado en las ventanas de 90 cmvolado en las ventanas de 90 cm. a 120 cm.
• Esta es una consideración i t t dimportante, ya que no se desea que el sol incida en las ventanas en la fachada sur.
Estrategias para el Ahorro de Energía en EquiposEstrategias para el Ahorro de Energía en Equipos
Ahorro de energia en computadoras y lamparasAhorro de energia en computadoras y lamparas
7000080000
40000500006000070000
W
200003000040000W
010000
onal
ptop
line
leds
ional
ativo dif
f
80 pc
conv
encio
n
80 la
pt70
0 slim
l
700 l
eco
nven
cio
altern
at
80
Desempeño EnergéticoDesempeño Energético
• El proyecto Gamma es energéticamente• El proyecto Gamma es energéticamente eficiente y se apoya en primera instancia en un diseño pasivo más que en el consumo de combustibles fósiles. En un clima que se caracteriza por veranosclima que se caracteriza por veranos extremadamente calurosos, el edificio consumirá solamente un 30% de la electricidad de un edificio similar convencional en la región. Esto se logra
l h bi d l d i lcon los ahorros combinados al reducir el consumo eléctrico de los sistemas de iluminación, climatización y equipos de oficina, aunados a la generación eléctrica fotovoltáica y térmica que aprovecha lafotovoltáica y térmica que aprovecha la intensa radiación solar de la región. Estos sistemas de energía no convencional producirán electricidad suficiente para satisfacer al menos el 85% del consumo eléctrico anualizado para aire acondicionado.
fca@correo azc uam [email protected]