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130
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO “ARQ. GUILLERMO CUBILLO RENELLA” TESIS DE PREGRADO PARA OBTENER EL TÍTULO DE ARQUITECTO Título de Tesis: “EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS RESPECTO A LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS EMBLEMÁTICOS DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL EN FUNCIÓN A LA PROTECCIÓN SOLAR Y FACTOR FORMA” AUTORES: ANTONELLA ALEJANDRA ZAMBRANO DELGADO RICARDO RAFAEL VIÑANSACA GONZÁLEZ TUTOR: ARQ. JUAN CARLOS TORRES ESPINOZA, MSc. GUAYAQUIL ECUADOR 2019

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

“ARQ. GUILLERMO CUBILLO RENELLA”

TESIS DE PREGRADO PARA OBTENER EL TÍTULO DE

ARQUITECTO

Título de Tesis:

“EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LAS CONDICIONES

CLIMÁTICAS RESPECTO A LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS

ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS EMBLEMÁTICOS DE LA CIUDAD

DE GUAYAQUIL EN FUNCIÓN A LA PROTECCIÓN SOLAR Y FACTOR

FORMA”

AUTORES:

ANTONELLA ALEJANDRA ZAMBRANO DELGADO

RICARDO RAFAEL VIÑANSACA GONZÁLEZ

TUTOR:

ARQ. JUAN CARLOS TORRES ESPINOZA, MSc.

GUAYAQUIL ECUADOR 2019

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REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE

GRADUACIÓN TÍTULO Y SUBTÍTULO: EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LAS

CONDICIONES CLIMÁTICAS RESPECTO A LA

DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS

ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS EMBLEMÁTICOS

DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL EN FUNCIÓN A LA

PROTECCIÓN SOLAR Y FACTOR FORMA.

AUTOR(ES)

(apellidos/nomb

res):

VIÑANSACA GONZÁLEZ RICARDO RAFAEL

DELGADO ZAMBRANO ANTONELLA ALEJANDRA

REVISOR(ES)/TUTOR(

ES)

(apellidos/nombres):

ARQ. JUAN CARLOS TORRES ESPINOZA, MSC

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

UNIDAD/FACULTAD: ARQUITECTURA Y URBANISMO

MAESTRÍA/ESPECIALIDA

D: ARQUITECTURA

GRADO OBTENIDO: ARQUITECTO

FECHA DE

PUBLICACIÓN: 2019 No. DE

PÁGINAS: 108

ÁREAS TEMÁTICAS: DISEÑO ARQUITECTONICO- DISEÑO URBANO

PALABRAS CLAVE; Eficiencia energética; protección solar; Factor de forma;

criterios bioclimáticos.

RESUMEN/ABSTRACT El presente trabajo de titulación tiene como objetivo principal desarrollar soluciones

que permitan mejorar el aprovechamiento de las condiciones climáticas en los

establecimientos educativos emblemáticos de la ciudad de Guayaquil, incorporando

criterios de eficiencia energética que promuevan el confort de los espacios. Por lo cual se

ha realizado este documento con seis capítulos: problema de la investigación,

metodología, marco teórico, marco Contextual, recolección de datos y conclusiones.

ADJUNTO PDF: SI NO

CONTACTO CON

AUTOR/ES: Teléfono:

0959638141 -

0985564001

E-mail:

[email protected]

[email protected] CONTACTO CON LA

INSTITUCIÓN: Nombre: SECRETARIA DE LA FACULTAD

Teléfono: (04)229-3096 / (04) 2294740 Ext. 111

E-mail: [email protected]

ANEXO 10

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA

Y URBANISMO

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL

USO NO COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES ACADÉMICOS

Yo, RICARDO RAFAEL VIÑANSACA GONZALEZ con C.I. No. 0952567147 y ANTONELLA

ALEJANDRA ZAMBRANO DELGADO con C.I. No. 0931544969, certificamos que los contenidos

desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es “EVALUACIÓN DEL

APROVECHAMIENTO DE LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS RESPECTO A LA

DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS

EMBLEMÁTICOS DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL EN FUNCIÓN A LA PROTECCIÓN

SOLAR Y FACTOR FORMA” son de nuestra

absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA

ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*,

autorizamos el uso de una licencia gratuita intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de

la presente obra con fines académicos, en favor de la Universidad de Guayaquil, para que haga uso del

mismo, como fuera pertinente

RICARDO RAFAEL VIÑANSACA GONZALEZ

C.I. No. 0952567147

ANTONELLA ALEJANDRA ZAMBRANO DELGADO

C.I. No. 0931544969

ANEXO 12

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro Oficial n. 899 - Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las

instituciones de educación superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación, artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.

I

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA

Y URBANISMO

CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD

Habiendo sido nombrado JUAN CARLOS TORRES ESPINOZA, tutor del trabajo de

titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por RICARDO RAFAEL

VIÑANSACA GONZALEZ con C.I. No. 0952567147 y ANTONELLA ALEJANDRA ZAMBRANO

DELGADO con

C.I. No. 0931544969, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la

obtención del título de ARQUITECTO.

Se informa que el trabajo de titulación: es "EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO

DE LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS RESPECTO A LA DISPOSICIÓN ESPACIAL

DE LOS ESTABLECIMIENTOS EDUCATIVOS EMBLEMÁTICOS DE LA CIUDAD

DE GUAYAQUIL

EN FUNCIÓN A LA PROTECCIÓN SOLAR Y FACTOR FORMA", ha sido orientado

durante todo el periodo de ejecución en el programa antiplagio (indicar el nombre del programa

antiplagio empleado) quedando el 1% de coincidencia.

https://secure.urkund.com/view/47022024-934599-

481944#q1bKLVayio7VUSrOTM/LTMtMTsxLTlWyMqgFAA==

JUAN CARLOS TORRES ESPINOZA

C.I. # 0907856819

ANEXO 6

II

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA

Y URBANISMO

Guayaquil, 25 de febrero del 2019

ARQ. ROSA MARIA PIN GUERRERO,

MSC. DIRECTORA DE LA CARRERA

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y

URBANISMO UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL

Ciudad. -

De mis consideraciones:

Envío a Ud. el Informe correspondiente a la tutoría realizada al Trabajo de Titulación es

"EVALUACIÓN DEL APROVECHAMIENTO DE LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS

RESPECTO A LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS ESTABLECIMIENTOS

EDUCATIVOS EMBLEMÁTICOS DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL EN FUNCIÓN A LA

PROTECCIÓN SOLAR Y FACTOR FORMA", de los estudiantes RICARDO RAFAEL

VIÑANSACA GONZALEZ y ANTONELLA ALEJANDRA

ZAMBRANO DELGADO, indicando han cumplido con todos los parámetros establecidos en la

normativa vigente:

• El trabajo es el resultado de una investigación.

• El estudiante demuestra conocimiento profesional integral.

• El trabajo presenta una propuesta en el área de conocimiento.

• El nivel de argumentación es coherente con el campo de conocimiento.

Adicionalmente, se adjunta el certificado de porcentaje de similitud y la valoración del trabajo de

titulación con la respectiva calificación.

Dando por concluida esta tutoría de trabajo de titulación, CERTIFICO, para los fines pertinentes,

que los estudiantes están aptos para continuar con el proceso de revisión final.

Atentamente,

ARQ.JUAN CARLOS TORRES

ESPINOZA, MSC. TUTOR DE TRABAJO DE

TITULACIÓN

C.I. # 0907856819

ANEXO 4

III

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-----------------------------------------------------------------------------------------------------

TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN

………………………………………..……...…

ARQ.

PRESIDENTE

..…………………………………………... ………………………………..………….

ARQ. ARQ.

MIEMBRO 1 (REVISOR) MIEMBRO 2

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO UNIDAD DE TITULACIÓN

CARRERA : ARQUITECTURA

IV

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ÍNDICE DE CONTENIDO

APROBACION DE TUTOR……………………………………………………….................

LICENCIA INTRANSFERIBLE…………………………………………………………..I

CERIFICADO ANTIPLAGIO…………………………………………………………..II

ANEXO 4 .......................................................................................................................... III

TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ................................................................................. IV

INDICE ............................................................................................................................... V

INDICE DE ILUSTRACIONES ..................................................................................... VI

INDICE DE TABLAS ..................................................................................................... VII

ABREVIATURAS.......................................................................................................... VIII

RESUMEN ....................................................................................................................... IX

ABSTRACT: ...................................................................................................................... X

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ XI

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 1

1. EL PROBLEMA .......................................................................................................... 3

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................... 3

1.2. ÁRBOL DEL PROBLEMA ........................................................................ 4

V

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1.3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................ 5

1.4. SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA ................................................. 5

1.5. OBJETIVOS................................................................................................ 6

1.5.1. OBJETIVOS GENERAL ............................................................................ 6

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 6

1.6. FORMULACIÓN DEL TEMA .................................................................. 6

1.7. JUSTIFICACIÓN........................................................................................ 7

1.8. DELIMITACIÓN ...................................................................................... 10

1.8.1. DELIMITACIÓN DEL ESPACIO ........................................................... 11

1.8.2. DELIMITACIÓN DEL TIEMPO ............................................................. 11

1.9. PREMISAS DE LA INVESTIGACIÓN................................................... 12

1.9.1. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIALES................................... 12

CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL ....................................................................... 13

2. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 14

2.1. IMPORTANCIA DEL APROVECHAMIENTO DE CONDICIONES

CLIMÁTICAS EN LA EDUCACIÓN. ................................................................................. 14

2.1.1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE CONDICIONES CLIMÁTICAS ...... 15

V

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2.1.1.1. Elementos y factores del clima ............................................................................ 15

2.1.2. SITUACIÓN GEOGRÁFICA DEL ECUADOR ..................................... 16

2.1.3. CLIMAS EN ECUADOR ......................................................................... 16

2.1.4. CLIMAS EN LA COSTA ......................................................................... 16

2.1.5. EFICIENCIA ENERGÈTICA................................................................... 17

2.1.6. PROTECCIÓN SOLAR ............................................................................ 17

2.1.6.1. Protección solar en edificaciones ......................................................................... 17

2.1.6.2. Doble piel en edificaciones .................................................................................. 20

2.1.6.3. Tenso estructuras de membrana para arquitectura. .............................................. 21

2.1.6.4. Protección natural a través de vegetación ............................................................ 22

2.1.6.5. Brise soleil recurso arquitectónico de control solar ............................................. 23

2.1.2.6. Estrategia de diseño bioclimático ......................................................................... 25

2.1.2.7. Estrategias de diseño para el clima cálido húmedo .............................................. 25

2.1.2.8. Ventilación Cruzada ............................................................................................. 25

2.1.2.9. Espejos de agua .................................................................................................... 27

2.1.7. HERRAMIENTAS PARA UN DISEÑO BIOCLIMÁTICO ................... 28

2.1.7.1Diagrama Bioclimático de Olgyay ......................................................................... 28

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2.1.7.1 Conductividad térmica de los materiales de construcción. ................................... 29

2.1.8. FORMA GENERAL DEL EDIFICIO ...................................................... 30

2.1.9. COMPACIDAD EN EDIFICIOS ............................................................. 30

2.1.10. FACTOR DE FORMA DE EDIFICIOS ................................................... 31

2.1.11. ILUMINACIÒN NATURAL .................................................................... 32

2.1.12. CÁLCULO DE PORCENTAJE DE VANOS EN UNA EDIFICACIÓN

SEGÚN SU ZONA, ORIENTACIÓN, Y MATERIAL ........................................................ 33

2.1.13. TUNEL DE VIENTO................................................................................ 34

2.1.14. ¿QUÉ ES EVALUACIÓN? ...................................................................... 34

2.1.15. ¿EXISTEN NORMAS PARA EVALUAR? ............................................. 35

2.2. MARCO CONTEXTUAL ........................................................................ 36

2.2.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA .................................................................. 36

2.2.2. ACCESIBILIDAD .................................................................................... 38

2.2.3. ASOLEAMIENTO.................................................................................... 42

2.2.4. VIENTOS .................................................................................................. 45

AFECTACIÓN DEL CLIMA EN LOS COLEGIOS DE ESTUDIO ............................... 45

2.2.5. TEMPERATURA ..................................................................................... 46

V

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2.2.6. PRECIPITACIONES ................................................................................ 47

2.2.7. HUMEDAD .............................................................................................. 47

2.2.8. VEGETACIÓN DEL LUGAR.................................................................. 48

2.2.9. INFRAESTRUCTURA ............................................................................. 48

2.2.10. MODELOS ANÁLOGOS......................................................................... 49

2.3. MARCO CONCEPTUAL ......................................................................... 60

2.3.1. GESTION AMBIENTAL ......................................................................... 60

2.3.2. CICLO DE VIDA EN LAS EDIFICACIONES ....................................... 60

2.3.3. AISLANTES TÉRMICOS ........................................................................ 61

2.3.4. BIOCLIMÁTICA ...................................................................................... 61

2.3.5. ENERGÍA ................................................................................................. 61

2.3.6. BIENESTAR TÉRMICO .......................................................................... 61

2.3.7. INDICADORES ........................................................................................ 62

2.3.8. CICLO DE VIDA DE LA EDIFICACIÓN .............................................. 62

2.3.9. CONFORT TÉRMICO ............................................................................. 62

2.3.10. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA .............................................................. 62

2.3.11. REFLECTANCÍA ..................................................................................... 62

V

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2.3.12. HUMEDAD RELATIVA ......................................................................... 63

2.3.13. ECODESING ............................................................................................ 63

2.4. MARCO LEGAL ...................................................................................... 64

2.4.1. Ordenanza sustitutiva de edificaciones del cantón de Guayaquil. ............ 64

2.4.2. Plan nacional del buen vivir ...................................................................... 65

2.4.3. Ecuatoriano de Normalización (INEN ...................................................... 65

2.4.4. Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC) ......................................... 65

2.4.5. Características exigibles en materiales de construcción. .......................... 67

2.4.6. Parlamento europeo y Consejo .................................................................. 68

CAPITULO III ................................................................................................................... 69

3. METODOLOGIA ....................................................................................................... 69

3.1. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 69

3.2. TIPOS DE INVESTIGACIÓN ................................................................. 69

3.3. MÉTODOS................................................................................................ 70

3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS ............................................................ 70

3.5. POBLACIÓN Y MUESTRA .................................................................... 70

CAPITULO IV .................................................................................................................. 72

V

II

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4. RESULTADOS .......................................................................................................... 72

4.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ......................... 72

4.1.1. Evaluación del confort térmico en los establecimientos de estudio .......... 73

4.1.2. Evaluación de los vientos predominantes mediante el software Flow Design

76

4.1.3. Evaluación de la incidencia solar en los establecimientos de estudio....... 80

4.1.4. Evaluación del factor de forma ................................................................. 83

4.1.4. Análisis de materiales respecto a su conductividad térmica ................................... 87

4.1.5. Encuesta dirigida a usuarios del plantel educativo.................................... 88

4.2. DISCUSIÓN.............................................................................................. 89

5. PROPUESTA ............................................................................................................. 90

5.1. OBJETIVOS.............................................................................................. 90

5.1.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................ 90

5.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 90

5.2. ANÁLISIS DE FUNCIÓN........................................................................ 91

5.3. PATRONES DE SOLUCIÓN ................................................................... 92

5.4. CONCLUSIONES .................................................................................... 97

V

II

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5.5. RECOMENDACIONES ........................................................................... 98

1. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS ........................................................ 99

Trabajos citados ................................................................................................................. 99

2. ANEXOS ................................................................................................. 102

Encuesta a los estudiantes y docentes del plantel..................................................

Cálculo factor forma ......................................................................................... 103

Presupuesto...................................................................................................... 106

Registro fotográfico .......................................................................................... 108

Planos del proyecto ................................................................................................

V

II

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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración.1. Árbol del Problema ......................................................................................... 4

Ilustración 2 Objetivos del Plan Nacional de Desarrollo ...................................................... 8

Ilustración 3 Energía Disponible vs Demanda del SNI, Incluye Interconexiones .............. 10

Ilustración 4. Estrategias bioclimáticas ............................................................................... 14

Ilustración 5 Tipos de celosías para boquetes ..................................................................... 17

Ilustración 6. Protección solar en ventanas ......................................................................... 18

Ilustración 7. Tipos de protección solar .............................................................................. 19

Ilustración 8 Doble piel en edificaciones ............................................................................ 20

Ilustración 9. Proceso de creación de tenso membranas ..................................................... 21

Ilustración 10. Detalle estructural de Tensomebrana .......................................................... 22

Ilustración 11. Vegetación como protección solar .............................................................. 23

Ilustración 12. Torre de las Sombras en la Ciudad de Chandigarh, India ........................... 24

Ilustración 13 Fachada norte protegida con brise soleil. Ministerio de Educación y Salud

(actual Ministerio de Cultura), Río de Janeiro (22º 54´ sur), Brasil. .................................. 24

Ilustración 14. Ventilación cruzada ..................................................................................... 25

Ilustración 15. Clima Cálido Húmedo ................................................................................ 26

Ilustración 16.Villa Savoye ................................................................................................. 27

Ilustración 17. Espejos de agua ........................................................................................... 28

Ilustración 18. Diagrama Bioclimático de Olgyay .............................................................. 29

Ilustración 19 Conductividad en los materiales .................................................................. 30

Ilustración 20. Grados de compacidad de edificios ............................................................ 31

Ilustración 21 Accesibilidad Colegio José Pino Icaza ........................................................ 39

Ilustración 22. Asoleamiento de los colegios de estudio .................................................... 42

VI

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Ilustración 23 Vientos en los colegios de estudios .............................................................. 45

Ilustración 24. Precipitaciones en Guayaquil ...................................................................... 47

Ilustración 25 planta de escuela rural prototipo bioclimático ............................................. 49

Ilustración 26 Sección longitudinal de la escuela rural prototipo bioclimática .................. 50

Ilustración 27 Diagramas de Givoni y Olgyay .................................................................... 51

Ilustración 28 Planta de la escuela rural prototipo bioclimático ......................................... 52

Ilustración 29 Análisis de sombras en AutoCAD 3d escuela prototipo bioclimático ......... 52

Ilustración 30 Estudio de iluminación natural en escuela prototipo bioclimático .............. 53

Ilustración 31 Departamento de edificio EGDE ................................................................. 55

Ilustración 32 Edificio con certificación EDGE, Edwards ................................................. 56

Ilustración 33 Fachada de Suite Avenue Barcelona Toyo Ito ............................................. 56

Ilustración 34: Ciclo de vida en las edificaciones ............................................................... 60

Ilustración 35. Diseño de Investigación Cualicuantitativa .................................................. 69

Ilustración 36 Parámetros de medición del software flow desing ....................................... 76

Ilustración 37 Análisis vientos flow desing en modelo 3d ................................................. 76

Ilustración 38 Análisis de vientos en software flow desing en colegio José Pino Icaza ..... 77

Ilustración 39 Colegio Jaime Roldós analizado mediante el software flow desing ............ 78

Ilustración 40 Implantación de colegio Jaime Roldós en flow desing ................................ 78

Ilustración 41 Análisis de vientos en software flow desing en colegio Jaime Roldós ........ 79

Ilustración 42 Colores de la envolvente paleta de colores nude ......................................... 94

VI

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1 ................................................................................................................................. 11

Tabla2. Relación de superficie de ventana y superficie total de fachada con diferentes tipos

de vidrio según la zona de estudio ...................................................................................... 33

Tabla3 . Ubicación de colegio Jaime Roldós, Guayaquil ................................................... 36

Tabla4. Ubicación Colegio José Joaquín Pino Icaza. ........................................................ 37

Tabla 5 Datos de los Establecimientos de Estudio ............................................................. 37

Tabla 7. Temperatura en Guayaquil .................................................................................... 46

Tabla8. Vegetación en Los colegios Pino Icaza y Roldós Aguilera .................................. 48

Tabla9. Índices de reflexión de radiación solar en función del color de la superficie. ...... 67

VII

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ABREVIATURAS

GEI: gases de efecto invernadero

UPS-G: Universidad Politécnica Salesiana Sede Guayaquil

CO2: Dióxido de Carbono

CNEL EP: Corporación Nacional de Electricidad

MEER: Ministerio de Electricidad y Energías Renovables

INER: Instituto Nacional de Eficiencia energetica y Energías Renovables.

CONELEC: Consejo Nacional de Electrificación

GWH: Giga vatios hora

KWH: Kilo vatios hora

LED: Diodo emisor de luz

SEER: Relación estacional de eficiencia energética

EIA: Estudio de impacto ambiental

VIII

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RESUMEN

El presente trabajo de titulación tiene como objetivo principal desarrollar soluciones que

permitan mejorar el aprovechamiento de las condiciones climáticas en los establecimientos

educativos emblemáticos de la ciudad de Guayaquil, incorporando criterios de eficiencia

energética que promuevan el confort de los espacios. Por lo cual se ha realizado este documento

con seis capítulos: problema de la investigación, metodología, marco teórico, marco

Contextual, recolección de datos y conclusiones.

PALABRAS CLAVE:

Evaluación; establecimientos educativos; factor de forma; protección solar

IX

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ABSTRACT:

The main objective of this titling work is to develop solutions that allow improving the use of

climatic conditions in emblematic educational establishments in the city of Guayaquil.

Incorporating energy efficiency criteria that promote the comfort of spaces.

For this reason, this document has been prepared with six chapters: research problem,

methodology, theoretical framework, Contextual framework, data collection and conclusions.

KEY WORDS:

Evaluation; educational establishments; form factor; solar protection

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INTRODUCCIÓN

La falta de estudio del confort térmico en las edificaciones educativas ha generado grandes

problemáticas a nivel mundial. En el Ecuador el alto índice de problemas a nivel educativo se

debe a la ausencia de criterios del confort térmico en el diseño de los establecimientos

designados a la educación, ocasionando que las edificaciones educativas se conviertan en el

principal obstáculo para cumplir la función para la cual fueron diseñadas. Es por este motivo

que se realizó el estudio de dos instituciones educativas diseñadas específicamente para este

fin por parte del gobierno pertinente.

Los colegios JOSE JOAQUIN PINO YCAZA que debido a la distribución de los bloques

de aulas (juntos) puede estimarse como un colegio compacto y el colegio JAIME ROLDOS

AGUILERA por la disposición de los bloques de aulas y administrativos considerado disperso,

fueron los establecimientos seleccionados para realizar una evaluación del estado actual de las

edificaciones, a través del análisis de materiales de construcción empleados según sus

características térmicas, temperatura, revestimiento, emplazamiento, encuestas a los usuarios,

software para realizar simulaciones de confort térmico, con los que se obtuvo espacios o puntos

críticos que se necesitó intervenir usando conceptos puntuales sobre la protección solar.

Características esenciales planteadas por las normas NEC sobre eficiencia energética de la

edificación en base al aprovechamiento de las condiciones climáticas del entorno y un

mejoramiento de estas, considerando soluciones de bajo costo, que no utilicen tecnologías muy

sofisticadas y que no necesiten mano de obra especializada. En este caso de estudio se planteó

mejoramientos puntuales tratando de no generar un alto impacto social en los establecimientos,

ni cambios drásticos en materiales o espacios ya construidos más bien se utilizó lo existente en

el sitio para no encarecer las soluciones propuestas para mejorar el confort térmico.

XI

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CAPÍTULO I: EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN

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1. EL PROBLEMA

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El limitado estudio, investigación y planificación en los diseños arquitectónicos de los

establecimientos educativos, reflejan una gran deficiencia a nivel de confort térmico,

provocando a que en los establecimientos en los vanos de la edificación que están directamente

posicionados al sol utilicen cortinas, papeles, persianas u otros tipos de elementos en las

ventanas con la finalidad de impedir el ingreso de la radiación solar, en otros casos se ven en

la obligación de utilizar climatizaciones mecánicas las cuales son perjudiciales para la salud

de las personas, debido que la falta de conocimiento al pasar de un ambiente cálido y por el

clima en Guayaquil, es caluroso y al pasar a un ambiente climatizado (frio) existe un choque

de temperaturas internas en el organismo humano provocando enfermedades de tipo

respiratoria, además que representan un alto costo en consumo energético.

Debido a esta problemática se realizó un análisis mediante programas de simulaciones para

establecer las áreas más afectadas, también se realizó un análisis en base al porcentaje de vanos

en fachada que se encontraron en el establecimiento, con la finalidad de comparar y comprobar

si dichos resultados cumplen lo establecido en las Normas Ecuatorianas de la construcción

(NEC, 2011).

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1.2. ÁRBOL DEL PROBLEMA

Fuente: Elaboración propia

Ilustración.1. Árbol del Problema

EFECTOS

CAUSAS

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1.3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿De qué manera se puede mejorar el aprovechamiento de las condiciones climáticas en

los establecimientos educativos escogidos de la ciudad de Guayaquil?

1.4. SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cómo puedo evaluar el aprovechamiento

climático en los establecimientos?

¿Los materiales empleados en la construcción de los

establecimientos educativos cumplen con las normas de

confort térmico, respecto a su composición aislante?

¿El uso de sistemas de climatización son los más

indicados para contrarrestar las calurosas

temperaturas en los establecimientos?

¿Cuáles son las principales enfermedades

causadas a raíz del déficit de protección solar?

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1.5. OBJETIVOS

1.5.1. OBJETIVOS GENERAL

Establecer soluciones arquitectónicas que permitan mejorar el aprovechamiento de las

condiciones climáticas de las edificaciones educativas de estudio en base a la protección solar

y factor de forma.

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Establecer bibliografía a emplearse, en base a la protección solar y factor de forma.

2. Seleccionar dos Establecimientos educativos, uno compacto y otro disperso con respecto a

la disposición de sus bloques de aulas dentro de la edificación, en la ciudad de Guayaquil,

en base a su emplazamiento, para realizar los estudios pertinentes.

3. Analizar mediante software de modelaciones, los puntos más afectados por la incidencia

solar, y comparar el factor de forma entre los dos.

4. Brindar soluciones de protección solar de bajo impacto social en puntos críticos de los

colegios.

5. Plantear un amortiguamiento de árboles minimizando los impactos del entorno urbano en

que se encuentran las instituciones educativas.

1.6. FORMULACIÓN DEL TEMA

Evaluación del aprovechamiento de las condiciones climáticas respecto a la disposición

espacial de los establecimientos educativos emblemáticos de la ciudad de Guayaquil en función

a la protección solar y factor forma.

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1.7. JUSTIFICACIÓN

Según la Agencia Internacional de Energía (IEA, 2016) afirma que la eficiencia energética

cobra una elevada prioridad en la agenda política. De hecho, existen muy pocos países que no

tengan el objetivo de ser menos energo intensivos, consumir menos energía y disminuir sus

emisiones de dióxido de carbono. Para evitar un aumento de 5 o 6 grados centígrados en la

temperatura mundial hasta finales del siglo, será necesario implementar programas ambiciosos

de eficiencia energética en todo sector y en cada país. En la primera edición de su Energy

Efficiency Market Report, la Agencia Internacional de Energía (AIE) eleva el estatus de la

eficiencia energética de combustible oculto a nuestro primer combustible y con buena razón.

Este hecho se encuentra alineado con los análisis de los informes World Energy Outlook y

Energy Technology Perspectives, en los cuales se demuestran que de hecho un 40% de la

energía del mañana podrá provenir de los avances en la eficiencia energética. (p.3).

Fuente: Agencia Internacional de Energía (IEA, 2016)

Gráfico-1Participación de varios energéticos en el consumo mundial

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Las estrategias políticas actuales como es el PLAN NACIONAL DE DESARROLLO 2017-

2021 hacen referencia a “Garantizar los derechos de la naturaleza para las actuales y futuras

generaciones” en donde hace alusión a la protección y cuidado de las reservas naturales de los

ecosistemas frágiles y amenazados, es un tema de preocupación en las diferentes mesas. Se

destaca, incluso, que frente a aquellas consecuencias ambientales que son producto de la

intervención del ser humano, es necesario un marco de bioética, bioeconomía y

bioconocimiento para el desarrollo; es decir, la investigación y generación de conocimiento de

los recursos del Ecuador. En este sentido, se propone una gobernanza sostenible de los recursos

naturales no renovables, a través del establecimiento de prácticas responsables con el medio

ambiente y con la población, y el establecimiento de límites a las actividades extractivas cuando

amenacen áreas protegidas, territorios ancestrales sagrados, fuentes de agua, entre otros.

(Senplades, 2017, p.37).

Fuente: Plan Nacional de Desarrollo 2017-2021

Debido a que busca la equidad en el acceso y asequibilidad de los productos y servicios

energéticos, así como en el ahorro, el uso eficiente de la energía de consumo en los sectores

industrial y residencial en este caso sería en edificaciones destinadas a ser educativas. El

Ilustración 2 Objetivos del Plan Nacional de Desarrollo

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gobierno nacional de Ecuador mediante la construcción de instituciones educativas o

edificaciones escolares con fin de ser hitos representativos de cada ciudad en los cuales no se

ha considerado importante la implementación de prácticas de eficiencia energética y factor de

forma en este caso se busca la rehabilitación y reestructuración implementado estas nuevas

técnicas de arquitectura bioclimática o arquitectura pasiva es decir implementar soluciones de

bajo costo como ejemplo la mejor orientación de la edificación respecto a la orientación del

sol, utilizar material de baja inercia térmica que generen confort térmico dentro de las

edificaciones, además generen un ahorro energético y que esté al alcance de los costos que

podrían invertir dichas instituciones, a través de software o herramientas digitales que nos

permitan analizar el impacto de la incidencia solar en estas edificaciones o proyectos existentes

buscando soluciones que puedan aplicarse y obtener resultados desde su aplicación.

(CONELEC, 2012)

Fuente: Plan Maestro de Electrificación 2012-2021

Gráfico 2 Participación del sector residencial en el consumo final de energía

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Las entidades y organismos de la Administración Pública Central deben implementar

tecnologías de eficiencia energética, así como programas de capacitación sobre uso racional de

la energía dirigidos a todos sus funcionarios. (MEER, 2017, P.1)

Fuente: Plan Maestro de Electrificación 2012-2021

1.8.DELIMITACIÓN

El contenido del presente trabajo tiene como finalidad evaluar el aprovechamiento de las

condiciones climáticas en base a la protección solar y factor de forma. Para lo cual se realizarán

simulaciones mediante software, evaluaciones de los materiales respeto a la inercia térmica que

tienen estos, en base a las normas de eficiencia energética, encuestas, entrevistas entre otras.

Para mostrar como resultado una propuesta formal en la cual se evidencie los objetivos

planteados.

Ilustración 3 Energía Disponible vs Demanda del SNI, Incluye Interconexiones

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1.8.1. DELIMITACIÓN DEL ESPACIO

El trabajo investigativo se lo realizará en los establecimientos Unidad educativa mixta José

Joaquín Pino Icaza y Unidad Educativa Fiscal Jaime Roldós Aguilera descritos siguientemente.

Tabla 1

Delimitación del espacio

Datos Colegio Jaime Roldós

Aguilera

Colegio José Joaquín Pino

Icaza

País Ecuador Ecuador

Provincia Guayas Guayas

Ciudad Guayaquil Guayaquil

Parroquia Ximena Tarqui

Coop. /cdla Pre-coop SANTIAGO

ROLDOS, Av don Bosco mz

002 y Álava Mestanza

Atarazana

Elaboración propia

1.8.2. DELIMITACIÓN DEL TIEMPO

La delimitación del tiempo está en función del presente semestre de titulación en el periodo

académico 2018-2019 ciclos II – I respectivamente. En el cual de llevaran a cabo dos etapas,

la primera etapa con lleva a la recopilación de datos y la segunda etapa consiste en la

presentación de la propuesta formal en base a los datos recopilados.

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1.9. PREMISAS DE LA INVESTIGACIÓN.

1.9.1. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIALES.

Tabla 2 Operacionalización de las variables

VARIABLES

DIMENSIONES

INDICADORES

ITEMS

Independiente

Mal

aprovechamiento de

condiciones

climáticas (1)

Causa (1)

Conducta

inadecuada (2)

Definición o

concepto de la causa

(2)

Lo que influye

Inconformidad de

los alumnos

Hogar

Institución

Poca atención

Efecto de

influencia

enfermedades

Deserciones

Depresión

Datos conocidos

Sexo

Edad

Alumnos

Dependiente

Cambio en

conducta (3)

Efecto (3)

Mejoramiento de

conducta (4)

Propuesta a

mejorar (4)

Cómo se debe

mejorar

Protección solar

Ventilación

cruzada

Factor de forma

Efectos

mejoramiento

ambientes

saludables

confort

ambiental

ambientes

iluminados y

ventilados

naturalmente

Que se necesita

Planes estrategias

Nuevos métodos

y/o procedimientos

Aspecto político

Aspecto social

Elaboración propia

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CAPÍTULO II: MARCO REFERENCIAL

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2. MARCO TEÓRICO

2.1. IMPORTANCIA DEL APROVECHAMIENTO DE CONDICIONES

CLIMÁTICAS EN LA EDUCACIÓN.

El aprovechamiento de las condiciones climáticas hoy en día juega un papel de mucha

importancia en todos los ámbitos de la vida, y mucho más en la parte educativa en donde las

personas que se están preparando para contribuir en el desarrollo del país realizan sus

actividades cotidianas la mayor parte del día.

-Según (Mera & Giraldo, 2000) afirman en una publicación que:

La salud y la educación son elementos que se relacionan con la calidad de vida de las

poblaciones, pues favorecen su estado de salud, su capacidad para aprender y para aplicar los

conocimientos adquiridos. Algunos estudios han demostrado que la salud es fundamental en el

desempeño escolar; cuando se presentan alteraciones tanto en su integridad física como

emocional puede generar ausentismo y deserción escolar, disminución en la capacidad de

concentración y, por tanto, influir en su nivel de autoestima y en la imagen que proyecta (p,23).

Fuente: ecoedification.weebly.com

Ilustración 4. Estrategias bioclimáticas

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2.1.1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE CONDICIONES CLIMÁTICAS

2.1.1.1. Elementos y factores del clima

Según (Pierre, 1983) los datos que arroja expresan que los elementos que caracterizan al

tiempo o al clima en general son variables y físicas-medibles en las cuales encontramos

• Insolación

• Nubosidad

• Precipitaciones

• Temperatura del ambiente

• Evaporación

• Humedad del aire

• Presión atmosférica

Los elementos mencionados variaran dependiendo de las circunstancias en los cuales

encontramos los siguientes factores.

Factor astronómico en esta clasificación entrarían lo que es la radiación solar y sus

variaciones, movimientos de tierra, rotación diurna y órbita alrededor del sol, movimientos

aparentes del sol.

Factores geográficos en los que encontramos lo siguiente latitud, distribución de mares y

tierra, naturaleza superficie terrestre, relieve, altitud, corrientes oceánicas.

Factores meteorológicos estos son la circulación atmosférica general.

El término clima hace referencia al régimen normal de los estados medios de la atmosfera,

esto quiere decir que es la sucesión habitual del conjunto de elementos durante un cierto

periodo a lo largo de un año. (Pierre, 1983).

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2.1.2. SITUACIÓN GEOGRÁFICA DEL ECUADOR

“La República del Ecuador se encuentra situada en la costa noroccidental de América del

Sur, en la zona tórrida del continente americano” (INOCAR, 2012, p.1).

2.1.3. CLIMAS EN ECUADOR

Según Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR, 2012) el Ecuador por su posición

geográfica se encuentra exclusivamente en la zona ecuatorial- tropical, pero debido a factores

como son la influencia del mar, con la presencia de la corriente fría de Humboldt y de la

corriente cálida de Panamá, que, combinado con la orientación perpendicular de los Andes a

los vientos Alisios, dan como resultado una climatología muy variada que contiene una

verdadera gama de subclimas, microclimas y topo climas. Las cuatro estaciones propias de las

regiones templadas no tienen significación en nuestro país, llamándose invierno a la estación

lluviosa y verano a la estación seca. En un invierno normal las lluvias se presentan en el mes

de diciembre y se prolongan hasta el mes de mayo y verano en los seis meses restantes (p.16).

2.1.4. CLIMAS EN LA COSTA

Según (INOCAR, 2012) Las condiciones climáticas de esta región son del tipo tropical, con

temperaturas superiores a 20°C, abundantes precipitaciones pluviométricas en los meses de

invierno y vegetación exuberante (p.17)

Se distingue por los veranos secos, los meses lluviosos son de enero a mayo, con

precipitaciones inferiores a 1000 mm, las máximas temperaturas absolutas fluctúan entre los

32°C a los 36°C y las mínimas de 13°C a 18°C.

La humedad relativa varía entre los 70% y 80%, este clima se localiza sobre todo en las

provincias de Manabí, Guayas, El Oro y Loja. (INOCAR, 2012, p.17)

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2.1.5. EFICIENCIA ENERGÈTICA

“La Eficiencia Energética es realizar un aprovechamiento óptimo de la energía y ello no implica

renunciar a la calidad de vida sino obtener los mismos bienes, servicios y realizar las mismas

actividades sin desperdiciarla. En Ecuador, la Eficiencia Energética se ha venido desarrollando

a través de diferentes programas y proyectos promovidos por el actual Gobierno a nivel de

sustitución tecnológica (tales como el proyecto de Focos Ahorradores, Plan Renova, entre

otras), de gestión y con la trasformación de los hábitos culturales de la población.” Todo esto

según el Ministerio de electricidad y energía renovable (MEER, 2017).

2.1.6. PROTECCIÓN SOLAR

2.1.6.1. Protección solar en edificaciones

En base a esta definición de clima en el área de estudio, conociendo que Guayaquil posee un

clima tropical (Pozo, 2011) indica que se deberá establecer una fuerte protección frente a la

radiación directa y difusa, mediante la implementación de persianas, celosías, voladizo, brise

soleil, quiebra soles, parte soles, cortasoles, celosías, lamas, toldos, tenso membranas, vidrios

reflectivos, el color, protecciones naturales vegetales (árboles, jardines verticales, cubiertas

verdes, o elementos verticales que sirvan de protección solar, de manera que se puedan diseñar

estrategias en este tipo de climas.

Fuente: (Pozo, 2011)

Ilustración 5 Tipos de celosías para boquetes

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El apantallamiento utilizado como método de conservación de energía durante el invierno,

puede generalmente utilizarse también en verano como pantalla contra la radiación solar no

deseada. Una solución interesante es la representada por un tipo de persiana veneciana este tipo

de ventana se encuentra situada entre dos vidrios, y regulable desde el interior del edificio a un

ángulo de 45° aproximadamente. (Pozo, 2011)

Por otro lado, las normas ecuatorianas de la construcción (NEC, 2011) hace referencia en:

“Controlar la radiación directa mediante elementos constructivos de protección solar (aleros,

persianas, pérgolas, batientes), superficies acristaladas con coeficientes de transmisión bajos

para limitar los aportes energéticos externos. Se puede complementar con uso de textiles o

protección vegetal” (p.13).

La protección solar de los cierres exteriores de los edificios es un requisito esencial para la

eficiencia energética en casi todos los climas. Evitar la entrada del sol en los espacios interiores

es deseable en los meses de verano en los climas templados e incluso fríos, pero en los climas

cálidos resulta imprescindible. En los climas cálido–secos es posible aprovechar la radiación

solar diurna para calentar los cierres exteriores (paredes y cubiertas) y almacenar en ellos ese

calor para desprenderlo al espacio interior durante la noche, momento en que las temperaturas

bajan, incluso por debajo de la zona de confort (López, 2003).

Fuente: (López, 2003)

Ilustración 6. Protección solar en ventanas

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SISTEMAS PASIVOS DE PROTECCIÓN SOLAR

TOLDOS

ALERO

LAMAS Y PERSIANAS

REGULABLES

COLOR

Los toldos son

constituidos de

distintos materiales

principalmente textil o

lona este no siempre es

utilizado de una

manera correcta

debido a que solo los

despliegan al momento

de mayor incidencia

solar, para que

cumplan

correctamente su

función deben estar

desplegados durante

todo el día incluso la

noche para que esto

genere una barrera

frente a la radiación

solar, así hará que los

materiales de nuestro

edificio se calienten

menos y lograr en

confort en los

ambientes que se

desea.

Los aleros son

sistemas de

protección fijos y

horizontales y

horizontales que,

bien calculados,

según su

orientación podrían

reducir

aproximadamente

un 40% la

incidencia de la

radiación solar

Los sistemas exteriores

de lamas regulables,

verticales u horizontales son

sistemas móviles que, bien

ajustados y utilizados,

resultan muy eficaces como

barrera contra la radiación

solar. Estos sistemas se

suelen colocar verticalmente

(aunque también los hay

horizontales) y por tanto

están especialmente para

aquellas orientaciones donde

la radiación solar incide con

un ángulo menor u principal

ventaja es que, aun evitando

la entrada de radiación solar

directa, permiten la entrada

de luz indirecta, logrando

una correcta iluminación de

los interiores

Muchas veces no le

damos importancia o

no se cree importante

que el color de una

fachada pude afectar a

su calentamiento o

enfriamiento sin

embargo el color

blanco puede suponer

un ahorro considerable

en los que son sistemas

de refrigeración, este

fenómeno se da debido

a que el color blanco es

muy reflectante,

Fuente: Elaboración propia

Ilustración 7. Tipos de protección solar

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2.1.6.2. Doble piel en edificaciones

Las dobles pieles o Doble Fachada son como la ropa del edificio y tienen como función

resguardar de los agentes exteriores el interior del edifico. El trabajo de la Doble Fachada es

generar un espacio intermedio entre la fachada original y esta, generando así un ingreso del

aire fresco y salida del aire caliente. Sabemos que cuando la radiación solar da directamente a

una superficie de la edificación, absorbe y la otra la refleja. Parte de la energía ingresa al interior

de la edificación, esta es una de las razones por la cuales se utiliza la doble piel o fachada para

minimizar la incidencia de un clima cálido. (Pilco, 2015)

Motivos de la utilización:

✓ Reducción de consumo energético de hasta el 65%

✓ Reducción de emisiones de co2 del 50%

✓ Reducción adicional de niveles de ruido hasta 20dB

Fuente (Pilco, 2015)

Ilustración 8 Doble piel en edificaciones

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2.1.6.3. Tenso estructuras de membrana para arquitectura.

“Son superficies estructurales en las cuales se generan esfuerzos de tracción pura en todos

sus puntos, están definidas de preferencia con dos tipos de curvatura una cóncava y otra conexa,

organizadas de modo que mantienen la superficie en equilibrio y con capacidad de carga”. Las

cuales son ideales en proyectos en los que se busca destacar el aspecto formal de alguna

edificación debido a su maleabilidad. Fuente. (José, 2009)

Fuente. (José, 2009)

Las Tenso estructuras ofrecen amplias posibilidades estéticas y de composición con el lugar

de su instalación, tanto sea con diseños estándar o proyectos especiales, posibilitando

soluciones irrealizables utilizando técnicas tradicionales. Fuente. (José, 2009)

“Las tenso estructuras trabajan en un régimen de tracción pura, estando absolutamente

relacionadas la forma con la tensión, con el proceso de montaje, y con los materiales

constructivos, planteando de esa manera un nuevo problema de diseño en la arquitectura, que

muchas veces se asemeja a los procesos que se encuentran en la misma naturaleza.” El

desarrollo reciente de las tensas estructuras es espectacular. Lo atestiguan, no solamente sus

aplicaciones como elementos de cubierta, fachada o revestimiento, sino también las obras que

las utilizan como sistema constructivo principal. Fuente. (José, 2009)

Ilustración 9. Proceso de creación de tenso membranas

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Fuente. (José, 2009)

2.1.6.4. Protección natural a través de vegetación

Tradicionalmente la vegetación en arquitectura se ha utilizado como elemento decorativo o para

recrear fragmentos de naturaleza de una manera controlada, La vegetación produce un efecto de

ralentización de la convección del aire que mejora el comportamiento térmico de los edificios de

la misma manera que el pelo en los animales, las plantas evaporan agua para disminuir su

temperatura y hacer frente al calor, en este proceso no sólo se refrigeran a sí misma, sino que

también enfrían su entorno. La vegetación posee una gran capacidad para refrigerar el ambiente:

un haya adulta (fagus silvatica) tiene una potencia de refrigeración de 1000 mega julios/día, cada

litro de agua evaporada por la vegetación produce 2300 kj (0.64kWh) de enfriamiento. La

capacidad del hombre para aprovechar esta energía ha sido limitada dado que la mayor parte de la

Ilustración 10. Detalle estructural de Tensomebrana

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23

refrigeración producida por la vegetación no repercute en la climatización de la arquitectura y se

pierde. Se trata de trabajar con distintos sistemas que permiten canalizar esta energía para que

repercuta en el confort de los usuarios de los edificios. El aire al pasar a través el sustrato entra en

contacto con las raíces de las plantas, las especies de la fachada han sido seleccionadas para que

absorban los contaminantes producidos por los distintos elementos de mobiliario y construcción

del inmueble. (Urbanarbolismo, 2018)

Ilustración 11. Vegetación como protección solar

Fuente (Urbanarbolismo, 2018)

2.1.6.5. Brise soleil recurso arquitectónico de control solar

La principal estrategia de refrescamiento en climas cálidos, como el de Guayaquil, es el

control solar, sin embargo, el brise-soleil quedó en desuso y aumentó la carpintería de vidrio

sin protección solar ignorándose los costos de sus afectaciones. (Msc Pérez, 2012)

Le Corbusier, fue el brise-soleil, el recurso de control solar, que más influyó (en el

movimiento moderno) y del cual se le atribuye su creación. Su estética basada en el sombreado

del sol fue el resultado de lecciones obtenidas a partir de varios errores y análisis que incluyeron

la modelación a escala real, por ejemplo: El edificio La Cité de refuge de l´Armée du Salut

(París, 1933), diseñado [en 1930] con una fachada sur toda de vidrio, en junio se convertía en

intolerablemente caliente. Como resultado de este error, inventó el quitasol estructural fijo,

conocido como brise-soléis (Msc Pérez, 2012)

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24

Ilustración 12. Torre de las Sombras en la Ciudad de Chandigarh, India

Fuente (Msc Pérez, 2012)

Estos criterios de sombreado, con brise-soleil, llegaron a América Latina, gracias al propio

arquitecto franco-suizo, donde el edificio del Ministerio de Educación y Salud (MES) de Río

de Janeiro (Costa, Reidy, Niemeyer) se convirtió en paradigma. Además de esta emblemática

obra, Lucio Costa y Oscar Niemeyer diseñaron el Pabellón de Brasil para la Expo New York

1939 y su fachada principal exhibía un casetonadoJH formado por elementos verticales y

horizontales.

Ilustración 13 Fachada norte protegida con brise soleil. Ministerio de Educación y Salud

(actual Ministerio de Cultura), Río de Janeiro (22º 54´ sur), Brasil.

Fuente (Msc Pérez, 2012)

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25

2.1.2.6. Estrategia de diseño bioclimático

Al momento de plantear una estrategia de diseño que mejore el aprovechamiento actual de

las condiciones climáticas, se debe tener en cuenta una serie de parámetros en función del clima

en el que se encuentra emplazado el edificio. (huellas de arquitectura, 2013)

2.1.2.7. Estrategias de diseño para el clima cálido húmedo

Según (huellas de arquitectura, 2013) en una publicación indica que el clima cálido húmedo

“se caracteriza por las altas temperaturas diurnas y nocturnas en verano y por su elevada

humedad ambiental” (p.7).

2.1.2.8. Ventilación Cruzada

Se denomina ventilación cruzada según (Pozo, 2011) “al intercambio de calor entre el

edificio y el aire que lo rodea”. La eficacia de esta teoría dependerá de la velocidad con la que

llegue el aire y de la orientación en la que se encuentre emplazado la edificación, de modo que

mientras mayor sea la velocidad del aire mayor será el intercambio de calor. (p.26)

Fuente: blog.planreforma.com

Ilustración 14. Ventilación cruzada

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26

En consecuencia, cuando queramos eliminar calor de un edificio, debemos facilitar la

penetración del viento, mientras que tendremos que protegerlo de los vientos cuando queramos

contener la dispersión del calor. (Pozo, 2011)

El movimiento del aire facilita los intercambios por convección en función de la superficie

de la envoltura, y también los intercambios debidos a la infiltración y a la ventilación.

Cuando el viento golpea la fachada de un edificio produce un incremento de la presión del

aire, mientras que en la fachada situada a sotavento (la cual está protegida del viento) se

produce una reducción de la presión. Por ello se ocasiona un movimiento de aire de un lado del

edificio a otro a través de las aberturas y grietas.

Según (Pozo, 2011) Es importante mantener una buena ventilación para garantizar un buen

confort térmico dentro de cualquier espacio.

Para aumentar el confort de verano en estos climas se ha de aumentar la velocidad del aire

que incide sobre los ocupantes, por su efecto refrigerante directo y por el enfriamiento derivado

de una evaporación más rápida del sudor. La disposición de los edificios, alargados y estrechos,

con un factor de forma elevada y con aberturas importantes, no debe crear barreras al paso de

los vientos suaves (López, 2003).

Fuente: huellasdearquitectura.wordpress.com

Ilustración 15. Clima Cálido Húmedo

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27

Según (huellas de arquitectura, 2013) Las edificaciones construidas a partir de una altura

mayor del nivel de su terreno favorecen en gran manera a la circulación de aire y con ello se

mejorará el confort térmico del ambiente, debido a que la humedad estaría disminuyendo por

las fuertes corrientes de aire que se captarían. Por este motivo es que en climas muy húmedos

se recomienda emplear emplazamientos elevados y separados del terreno, tipo palafito, con la

finalidad de proporcionar una ventilación mayor dentro de cada espacio del edificio.

Fuente: http://velez-brandon.blogspot.com

2.1.2.9. Espejos de agua

Continuando con las estrategias propuestas según (López, 2003) indican que como

estrategia bioclimática no es bueno diseñar proyectos cerca de bosque en zonas muy húmedas,

debido a que la vegetación por su proceso natural se encuentra liberando vapor de agua, la

misma que hace aumentar la humedad del lugar. Por otro lado, tenemos que tomar en cuenta el

tamaño de la vegetación en los bosques aledaños, ya que podrían obstaculizar el paso de las

corrientes de viento. Por el contrario, las ubicaciones próximas al mar son aconsejables,

mientras que las cercanas a ríos o lagos deben garantizar las corrientes de aire que eviten el

estancamiento de la humedad.

Ilustración 16.Villa Savoye

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28

Fuente: http://noticias.arq.com

Otras de las estrategias propuestas según (huellas de arquitectura, 2013) Las formas

dispersas (poco compactas) facilitan las posibilidades de ventilación, al mismo tiempo que

aumentan la refrigeración nocturna por la mayor superficie de radiación a la bóveda celeste

durante la noche.

Los retranqueos en fachada pueden ser convenientes, pero si son excesivos y no están

convenientemente diseñados, pueden provocar el estancamiento del aire en algunas áreas,

impidiendo el control del calor y la humedad.

Las cubiertas y fachadas sobrepuestas y ventiladas ayudan a refrigerar el edificio la inercia

térmica no supone siempre una ventaja, ya que son muy reducidas las variaciones de

temperatura día-noche y entre estaciones.

2.1.7. HERRAMIENTAS PARA UN DISEÑO BIOCLIMÁTICO

2.1.7.1Diagrama Bioclimático de Olgyay

Según (Hernández, 2014) Los hermanos Olgyay desarrollaron en una de sus obras “The

Bioclimática Chart”, una carta bioclimática en la que se integran dos variables fundamentales

para el bienestar, la humedad y la temperatura. Además, se añaden otras como la velocidad del

viento, la radiación y la evaporación que son medidas correctoras (p.1).

Ilustración 17. Espejos de agua

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29

Olgyay, 1963 citado en (Hernández, 2014) El procedimiento deseable será trabajar con y

no contra las fuerzas naturales y hacer uso de sus potencialidades para crear mejores

condiciones de vida…El procedimiento para construir una casa climáticamente balanceada se

divide en cuatro pasos, de los cuales el último es la expresión arquitectónica. La expresión debe

estar precedida por el estudio de las variables climáticas, biológicas y tecnológicas (p.2).

Fuente:

pedrojhernandez.com

2.1.7.1 Conductividad térmica de los materiales de construcción.

La conductividad térmica es una propiedad de transporte, es esencial para los cálculos de

balance de energía en aplicaciones de transferencia de calor, así como la selección de materiales

en estrategias de diseño bioclimático, debido a que el saber la conductividad térmica del

material a emplearse en las construcciones que se diseñan se podrá llevar un equilibrio en el

confort térmico de los ambientes interiores, de acuerdo con el tipo de clima en que se implante

cualquier tipo de edificaciones

Ilustración 18. Diagrama Bioclimático de Olgyay

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30

Fuente: (González, 2014)

2.1.8. FORMA GENERAL DEL EDIFICIO

Según (Serra & Coch, 1995), Se denomina forma general, al conjunto de características

geométricas y volumétricas exterior de un edificio el cual lo define, es decir tratamiento,

proporción, etc. de sus volúmenes lo que se puede apreciar a simple vista el exterior el cual

marca la tendencia o estilo de este.

Existen algunas características que se consideran como las que definen la forma en las cuales

encontramos

• La compacidad del edificio

• La porosidad del edificio

• La esbeltez del edificio

2.1.9. COMPACIDAD EN EDIFICIOS

“El concepto de compacidad establece una relación entre la superficie que rodea al edificio

y su volumen, o sea que se refiere al grado de concentración de las masas que lo componen”

(Serra & Coch, 1995, pág. 240)

Ilustración 19 Conductividad en los materiales

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31

Fuente (Serra & Coch, 1995)

Para poder establecer el coeficiente de compacidad de un edificio se debe definir una

relación entre la superficie equivalente con la superficie global que tiene el edificio, en el cual

lo primero, es la superficie que tiene el volumen del edificio, mientras que la otra es toda la

superficie tanto la superficie libre como la que está entre vecinos o interior, en el cual como

resultado tendremos la forma geométrica del edificio. (Serra & Coch, 1995) .

Según el libro arquitectura y energía natural dice que “las formas iguales tienen siempre el

mismo grado de compacidad, aunque sus volúmenes sean diferentes” (Serra & Coch, 1995,

pág. 240).

2.1.10. FACTOR DE FORMA DE EDIFICIOS

Según (Serra & Coch, 1995) la compacidad y factor de forma son distintos, aunque muchas

otras teorías expresen que es el mismo. Este autor realiza un análisis comparativo entre estas

dos teorías en las cuales el factor de forma es f=s/v una superficie dividida por un volumen y

el resultado es dimensional expresado en metros es decir, diferente a la teoría de compacidad

que todas formas iguales tienen el mismo grado de compacidad, en el factor de forma si es un

edificio compacto y que por si tienen un volumen más grande podrá obtener un factor de forma

más pequeño según este autor, esto conceptualmente es ilógico, al igual que dos edificios de

forma similar pero diferentes tamaños tendrán factores de forma totalmente distintos, los cuales

serán necesarios para determinar el confort térmico interior.

Ilustración 20. Grados de compacidad de edificios

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32

2.1.11. ILUMINACIÒN NATURAL

La iluminación natural ha sido parte integrante de la arquitectura hasta la aparición de

la luz artificial, que provocó en cierta medida que fuera relegada como elemento del proyecto.

Sin embargo, la riqueza que aporta la luz natural a la arquitectura, unida a la necesidad de

racionalizar el gasto energético de los edificios, la ha situado de nuevo en un lugar preferente

a la hora de concebir el proyecto arquitectónico.

Diseñar de forma que prevalezcan los colores claros en interior de edificaciones aberturas

de los espacios en los cuales permitan aprovechar estos lugares, mejorando la calidad de

distribución de luz, sin afectar el confort térmico del interior evitando la incidencia solar directa

y así poder disminuir el consumo de energía eléctrica, disminuyendo el abuso de climatización

artificial. (Garzon, 2015)

“Desde siempre se ha empleado la luz natural para iluminar interiores, y cada vez está más

extendido el uso de grandes superficies de vidrio en arquitectura. Pero la radiación solar,

además de la agradable luz visible, aporta una gran cantidad de calor radiante en forma de

infrarrojo. En países soleados como el nuestro, la radiación solar entrante conlleva una gran

carga de calor que incrementa notablemente el consumo de electricidad para enfriar los

interiores. El tratamiento de la radiación solar entrante mediante vidrios con recubrimientos

especiales que seleccionan la parte visible de la luz solar puede reducir considerablemente el

consumo de energía. También se investigan los vidrios electrocrómicos, cuya transmisividad

se puede regular a voluntad mediante un voltaje aplicado. Con estos vidrios se lograría realizar

“ventanas inteligentes” que permiten el control dinámico de la entrada de radiación solar,

adaptando las características ópticas de la ventana al cambio de las condiciones ambientales.”

(Bisquert, 2006)

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33

2.1.12. CÁLCULO DE PORCENTAJE DE VANOS EN UNA EDIFICACIÓN

SEGÚN SU ZONA, ORIENTACIÓN, Y MATERIAL

La importancia de la protección solar, debido al clima tropical-cálido que posee

Guayaquil en el cual se sitúan las edificaciones de estudio con el fin de minimizar necesidades

exagerada de climatización artificial, en edificios, dependerá del cálculo que se realice para el

dimensionamiento de vanos, en los cuales determinaran las protección apropiada para cada

fachada del edificio, coordinando con la orientación en que se encuentre, y el tipo de zona

según la clasificación establecida por las entidades encargadas (NEC, 2011).

La ganancia solar depende de la dirección de las superficies receptoras es decir los muros

que tendrán los vanos, dependerá del porcentaje de las superficies opacas, la relación entre la

superficie de ventanas respecto a la superficie de la fachada no debe superar el porcentaje que

se presenta en las siguientes tablas según las zonas climáticas y su orientación, pero para el

clima en que se sitúa el estudio realizado no se busca una ganancia solar, más bien que se

reduzca este factor, lo que se busca es una protección solar adecuada y pertinente para las

edificaciones.

RELACIÓN DE SUPERFICIE DE VENTANA Y SUPERFICIE TOTAL DE FACHADA CON VIDRIO

TIPOS DE VIDRIO

ZONA

CLIMATICA

N-S

NO-SO-NE-SE

E-O

MONOLITICO

(SGCH<0,85;

U<5,4)

ZT5 – ZT6

40

30

20

REFLECTIVO

(SGCH<0,4; U<5,4)

ZT5

75

55

40

Tabla3.

Relación de superficie de ventana y superficie total de fachada con diferentes tipos de vidrio

según la zona de estudio

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34

Fuente: (NEC, 2011) y elaboración propia

Zonas climáticas ZT4, ZT5 y ZT6 se puede aumentar este porcentaje según la Tabla

siempre y cuando el vidrio usado tenga un coeficiente de ganancia solar menor a 0,4. Sin

embargo, es fuertemente recomendable utilizar en estas zonas climáticas al menos un 30% de

sombras arquitectónicas en las direcciones N-S y NO-SO-NE-SE, y de al menos 50% en las

direcciones E-O para evitar el sobrecalentamiento de la edificación. (NEC, 2011)

2.1.13. TUNEL DE VIENTO

Esta teoría de túnel de viento y brisas hace referencia a los movimientos de los vientos y

brisas en espacios interiores y exteriores en lo que existe como lo indica su nombre una especie

de túnel creado a través de la agrupación de edificios o bloques con forma de embudo

permitiendo el ingreso del aire forma este efecto, estos fenómenos normalmente son invisible

debido que es producido por el viento, por lo cual se analiza las posibilidades de mejorar su

aprovechamiento o lograr protección por ejemplo.

2.1.14. ¿QUÉ ES EVALUACIÓN?

La evaluación puede entenderse de distintas formas de acuerdo al propósito en la que se

emplea, en los cuales serían el control y la medición, el enjuiciamiento de la validez del

objetivo, la rendición de cuentas o demás criterios al evaluar alguna situación u objeto de

estudio, en el caso de estudio se evaluar si al diseñar estos establecimientos educativos se

aprovechan las condiciones climáticas. (Mora, 2018)

REFLECTIVO

(SGCH<0,4; U<5,4)

ZT6

65

50

35

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35

2.1.15. ¿EXISTEN NORMAS PARA EVALUAR?

El Joint Committee on Standards for Educational Evaluation y la Evaluation Research

Society han formulado dos conjuntos de normas para la evaluación o criterios de evaluación.

En general, las normas del Joint Committee "aconsejan que los evaluadores y las personas

involucradas en este proceso cooperen entre sí para que las evaluaciones puedan cumplir cuatro

condiciones principales" (Evaluation, 1995)

ÚTIL

Al facilitar informaciones acerca de

virtudes y defectos, así como

soluciones para mejorar.

FACTIBLE

Al emplear procedimientos evaluativos

que se puedan utilizar sin mucho

problema.

ÉTICA

Al basarse en compromisos explícitos

que aseguren la necesaria de

cooperación, la protección de los

derechos de las partes implicadas y la

honradez de los resultados.

EXACTA

Al describir el objeto en su evolución y

contexto, al revelar virtudes y defectos,

al estar libre de influencias y al

proporcionar conclusiones

SER

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36

2.2.MARCO CONTEXTUAL

2.2.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA

Datos de la ubicación geográfica para el análisis hemos escogido dos colegios de la ciudad

con diferentes tipologías, los colegios Jaime Roldós Aguilera y José Pino Icaza.

Colegio Jaime Roldós Aguilera.

Tabla4

. Ubicación de colegio Jaime Roldós, Guayaquil

Ubicado en el país de Ecuador

En la provincia del Guayas,

ciudad Guayaquil

En el sector sur de la ciudad, FERTISA cerca de la Oficina

del gobierno federal Aduana y el mercado Las Esclusas

Fotografía de fachada principal del Colegio Jaime Roldós

Linderos y mensuras según título de propiedad NORTE CJON. 54 S.O. Y

CALLE 54 S.O.

CON

123.05m

SUR TERRENOS

PARTICULARES

CON

107.95m

Forma de

solar

IRREGULAR

ESTE 2DO PASAJE 1ª

S.O. Y CALLE

54ª S.O.

CON

117.15m

OESTE 1ER. PASAJE 2

S.O. Y SOLAR 7

CON

90.95m

Área de solar

10860.68m2

MERCADO LAS ESCLUSAS

Oficina del gobierno federal- aduana

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37

Colegio José Joaquín Pino Icaza.

Tabla5.

Ubicación Colegio José Joaquín Pino Icaza.

Ubicado en el país de Ecuador

En la provincia del Guayas,

ciudad Guayaquil

En el sector Atarazana al este de la ciudad como

referencia el hospital del niño Roberto Gilbert o

Alejandro Man

Fuente: (Propia)

Fotografía de fachada principal

del José Pino Icaza

Linderos y mensuras según título de

propiedad NORTE PEAT.

MZ. L3

CON

75.46m

SUR VEHICULAR

CON

75.40m

Forma de

solar

IRREGULAR

ESTE A.C.

CIVICO

CON

72.60m

OESTE PEAT.MZ

N1-N2

CON

77.50m

Área de solar

5000.00m2

HOSPITAL ROBERTO GILBERT

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38

Tabla 5

Datos de los Establecimientos de Estudio

Datos Colegio Jaime Roldós

Aguilera

Colegio José Joaquín Pino

Icaza

País Ecuador Ecuador

Provincia Guayas Guayas

Ciudad Guayaquil Guayaquil

Parroquia Ximena Tarqui

Coop. /cdla Pre-coop SANTIAGO

ROLDOS, Av don Bosco mz

002 y Álava Mestanza

Atarazana

Área del solar 10860,68m2 5000,00m2

Tipo de educación regular regular

Nivel educativo que ofrece Inicial, Educación Básica y

Bachillerato EGB y Bachillerato

Tipo de Unidad Educativo Fiscal Educativo Fiscal

Modalidad Presencial Presencial

Jornada Matutina-Vespertina Matutina-Vespertina

Número de Docentes 82 53

Número de estudiantes 1807 1242

Forma de Acceso Terrestre Terrestre

Fuente: (Elaboración propia)

2.2.2. ACCESIBILIDAD

Análisis de accesibilidad de los colegios de estudio según diferentes medios como:

• Vehículos (particulares)

• Peatonal

• Transporte Público Urbano (transporte Masivo- metro vía)

• Colectivos

• Taxi

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39

Las vías Principales que rodean al colegio José Pino Icaza son:

• Av. Dr. Carlos Luis Plaza Dañin

• Av. Nicasio Safadi Reyes

• 4 paseo NE

Además, cuenta con callejones peatonales en los cuales la circulación Peatonal es segura

atendiendo una accesibilidad ergonómica para los estudiantes que asisten a estas instrucciones

educativas, estos accesos son los siguientes:

• Pasaje 3NE

• 6 callejón 11ANE

Debido a que el colegio se encuentra rodeado de viviendas, en una zona residencial se

encuentran delimitados los accesos peatonales, adoquinados en buen estado, pero las vías

Acceso vehicular calle Safadi

Acceso vehicular calle Plaza Dañin

Acceso Peatonal Pasaje 6 NE Acceso vehicular 4 paseo

Ilustración 21 Accesibilidad Colegio José Pino Icaza

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40

principales que delimitan la ciudadela Atarazana son vías vehiculares en los que se realiza un

fácil acceso hasta el colegio, también encontramos una parada de metro vía a más de 500 m,

en los que se facilita la accesibilidad a las personas que no cuentan con vehículo particular.

SECCIÓN DE VÍAS DE COLEGIO JOSÉ PINO ICAZÓ

Elaboración propia

V3

V2

V1

V1

Calle

vehicular

V3

V3

V2

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41

Estudio de entorno del colegio José Pino Icaza

Elaboración propia

Altura 3m Altura 3m

Altura 3m Altura 3m

Altura 1.80m

Altura 3m

Altura 6m

LINDERO NORTE

LINDERO SUR

LIN

DE

RO

OE

ST

E

LIN

DE

RO

ES

TE

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42

Lugar y entorno de colegio Jaime Roldós Aguilera

Ubicación

Provincia: Guayas

Cantón: Guayaquil

Parroquia: Ximena

Dirección: Coop. Santiaguito de Roldós

Área: 10860.68m2

2.2.3. ASOLEAMIENTO

Fuente: Elaboración propia

El asoleamiento es un determinante al momento de realizar la forma arquitectónica de

cualquier proyecto, debido a que la disposición espacial en que se implante el proyecto deberá

considerar como factor principal, la incidencia de los rayos solares, es decir el asoleamiento,

en diferentes horas del día y estaciones del año, para así también obtener un estudio adecuado

Ilustración 22. Asoleamiento de los colegios de estudio

Coop. Santiaguito de Roldos, sur Guayaquil Terreno de colegio Jaime Aguilera

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43

sobre la ganancia o reducción térmica para que los espacios sean confortables de acuerdo al

tipo de clima. (GUAYCHA, 2014)

SECCIONES DE VIAS DEL COLEGIO JAIME ROLDOS

Elaboración propia

V1

V2

V1

V2

V3

V4

V4

V3

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44

Estudio de entorno del colegio Jaime Roldós

Elaboración propia

Altura 3m

Altura 6m

Altura 3m Altura 3m

Altura 3m Altura 3m

Altura 6m

Altura 3m

Altura 6m

LINDERO NORTE

LINDERO SUR

LIN

DE

RO

OE

ST

E

LIN

DE

RO

ES

TE

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45

2.2.4. VIENTOS

Fuente (flow desing- propia)

Dichos vientos van a la misma dirección, pero con algo particular, es que va con mayor

velocidad sobre ese punto o superficie de la tierra, por esa misma razón se lo denomina vientos

predominantes. Lo recomendable en los proyectos es usar sistemas captadores de vientos para

así lograr usar esa ventilación natural para el beneficio del edificio y no usar energía para la

climatización.

2.2.5. AFECTACIÓN DEL CLIMA EN LOS COLEGIOS DE ESTUDIO

En la ciudad de Guayaquil, existe un clima cálido, debido a la ubicación que se encuentra

en plena zona ecuatorial, motivo por que la temperatura cálida la encontramos durante todo el

año, sin embargo la cercanía al océano pacifico hace que las corrientes de Humboldt que es la

fría y la corriente de El Niño que es la cálida, determinen dos estaciones climáticas diferentes,

en los que uno de estos es húmedo-lluvioso con calor que va desde diciembre-abril mientras

que la otra estación es más fresco en lo que es marcado por que es seco y más fresco que va

desde mayo a diciembre(invierno y verano en ese orden). (GUAYCHA, 2014)

Ilustración 23 Vientos en los colegios de estudios

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2.2.6. TEMPERATURA

La temporada calurosa dura 2,1 meses, del 7 de marzo al 10 de mayo, y la temperatura

máxima promedio diaria es más de 30 °C. El día más caluroso del año es el 4 de abril, con una

temperatura máxima promedio de 31 °C y una temperatura mínima promedio de 24 °C. La

temporada fresca dura 2,2 meses, del 19 de junio al 26 de agosto, y la temperatura máxima

promedio diaria es menos de 29 °C. El día más frío del año es el 24 de agosto, con una

temperatura mínima promedio de 21 °C y máxima promedio de 29 °C

Fuente: Information, National Centers for Environmental

Tabla 6. Temperatura en Guayaquil

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2.2.7. PRECIPITACIONES

“El mes más seco es agosto, con 0 mm. La mayor cantidad de precipitación ocurre en marzo,

con un promedio de 199 mm.” (Climate-data.org, 2017).

Fuente: (Climate-data.org, 2017)

2.2.8. HUMEDAD

“El 100% de humedad relativa indica un aire de comportamiento saturado. En la ciudad

de Guayaquil la humedad media mensual varía entre el 70% y 80%, lo cual significa que la

atmósfera es demasiado húmeda y alcanza en ciertas horas del día, especialmente por la mañana

un 100% de humedad relativa.” (GUAYCHA, 2014)

Ilustración 24. Precipitaciones en Guayaquil

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2.2.9. VEGETACIÓN DEL LUGAR

Tabla7.

Vegetación en Los colegios Pino Icaza y Roldós Aguilera

Fuente elaboración propia

2.2.10. INFRAESTRUCTURA

La infraestructura en las dos unidades educativas aparentemente cumple con los parámetros

que necesitan para este tipo de edificación en los cuales cuentan con los servicios básicos en lo

que es luz, agua potable, alcantarillado sanitario y pluvial, alumbrado público, teléfono y hasta

internet, para el área administrativa (GUAYCHA, 2014)

Colegio Jaime Roldós Aguilera

La vegetación en esta edificación no está presente, existe

solo hierva mala, sin embargo, existen zonas permeables

en las cuales se pueden implementar áreas verdes

Colegio José Pino Icaza

En el colegio Pino Icaza, dentro del colegio existe unas

jardineras, con árboles, los cuales no influyen mucho tener

este tipo de vegetación mínima, sin embargo, alrededor del

colegio, este colegio colinda con un área verde (parque) en

el cual genera microclimas en los espacios que dan hacia el

este.

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2.2.11. MODELOS ANÁLOGOS

Escuela rural en la Estancia “La Dulce”, Suipacha, Provincia de Buenos Aires, 1943-44.

Arq. Eduardo Sacriste

El programa responde a una escuela compuesta por dos aulas con sus depósitos, dos

dormitorios para maestros y una cocina-comedor que conforman la parte cerrada del edificio,

más un salón de usos múltiples (SUM), semicubierto.

La escuela rural en la estancia llamada LA DULCE provincia de buenos aires, su partido

arquitectónico y lo referente a lo energético, responde correctamente a su forma bioclimática

para el tipo de clima que es templado cálido y a las condiciones mínimas de confort. Para el

periodo invernal el requerimiento de lo que actualmente se denomina sistemas pasivos como

estrategias de climatización, se origina su forma tipo T generando un patio principal con dos

aulas y otro patio de servicios múltiples.

Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Características en zonificación

Debido a que es una escuela en un área rural su zonificación esta de la siguiente manera,

Ilustración 25 planta de escuela rural prototipo bioclimático

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compuesta por dos aulas con sus depósitos, dos dormitorios para maestros y una cocina-

comedor que conforman la parte cerrada del edificio, más un salón de uso múltiples

semicubierto.

En la envolvente en las aulas se encuentran unas generosas aberturas hacia el este, la fachada

oeste está protegida por una profunda galería, las aberturas al sur son mínimas, también se

encuentra abierta generosamente al norte, protegido del sol de verano por un trillage o

enjaretado de madera.

Materiales utilizados como aislantes térmicos

La cubierta es una losa de hormigón con ceniza volcánica en una relación de 1.8 y los muros

de la parte cerrada son muros dobles de quince centímetro con una cámara de aire intermedia

mejorando el comportamiento térmico del edificio. En este proyecto se empleó criterios de

arquitectura pasiva moderna.

Ilustración 26 Sección longitudinal de la escuela rural prototipo bioclimática

Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Herramientas o métodos de evaluación

Se consideró fundamental el análisis de la zona bioambiental a través de diagramas o clima

gramas como son el de Givoni y Olgyay en el cual determina que durante un buen periodo de

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año se está en confort y el resto solo se requiere sistemas pasivos, por lo que puede deducirse

que las estrategias directas de protección solar, ventilación cruzada, sombreo y materiales con

aislamientos térmicos.

Ilustración 27 Diagramas de Givoni y Olgyay

Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Análisis de asoleamiento

Para realizar este análisis de utilizo el heliodón con una maqueta a escala para determinar la

proyección del sol además que también se implementó lo que es una maqueta modelada en

AutoCAD 3d en el cual se comparó los dos tipos de análisis

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Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Ilustración 29 Análisis de sombras en AutoCAD 3d escuela prototipo bioclimático

Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Análisis de iluminación

Según el análisis de iluminación natural interior, muestra niveles muy buenos, siendo los

más desfavorecidos los espacios residuales alejados de las ventanas, pero que igualmente

cumplen con los estándares aceptados entre el 2 y 5 por ciento para iluminación en aulas según

normas, a partir de este análisis se observa que existen importantes gradientes lumínicas

generando problema de contraste y deslumbramiento, situaciones que pueden solucionarse por

la aplicación de difusión de la iluminación natural exterior.

Ilustración 28 Planta de la escuela rural prototipo bioclimático

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Ilustración 30 Estudio de iluminación natural en escuela prototipo bioclimático

Fuente (Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, 2007)

Conclusión

Como conclusión de este modelo análogo los sistemas pasivos de protección solar y

disposición del bloque cumple aparentemente con los estándares mínimos de confort de

acuerdo a su aislamiento en materiales como se colocó muros con una cámara de ventilación,

además En cuanto a la iluminación natural las orientaciones previstas han permitido mantener

buenos niveles lumínicos dentro de los parámetros estándares permitidos, encontrando algunos

desajustes de homogeneidad en los diferentes sectores de los locales debido a la inclusión de

un único vano.

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2DO MODELO ANÁLOGO

Apartamentos, General Roca N33-120 y Bosmediano, Quito – Ecuador

Este edificio de suites y departamentos es el primer edificio en ecuador que cuenta una

certificación EDGE el cual es un sistema de certificación para construcción sostenible para

edificios nuevos residenciales y comerciales. EDGE permite a los equipos de diseño y

propietarios de proyectos evaluar los costos para incorporar opciones de ahorro en energía y

agua en sus edificios. Esta certificación está disponible en casi 120 países del mundo.

Ahora los equipos de diseño pueden adoptar un enfoque cuantitativo, ya que el software

EDGE revela costos y datos sobre el clima de la localidad para obtener resultados de eficiencia

específicos al lugar, permite un fácil modelado del rendimiento futuro sin sacrificar la

integridad del diseño. EDGE es útil para todas las etapas del ciclo de vida del proyecto, desde

su concepción, diseño, y construcción.

Los materiales empleados en el proceso constructivo de la edificación son materiales

tradicionales, se utilizó estructura metálica, hormigón armado y mampostería de bloques de

cemento.

Por qué es mejor un hogar o una edificación verde

• Menores costos de servicios públicos (agua y luz)

• Mayor Precio de reventa

• Estilo de vida más confortable

• Mayor orgullo que se deriva de poseer una propiedad sostenible

• Protege el planeta

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Fuente página oficial del edificio Edwards

Porque es importante certificar un edificio a través de EDGE

• Acceso a financiamiento especial mediante créditos verdes ofrecidos por la banca

local.

• Envía una señal positiva a los inversionistas.

• Genera rentabilidad que permite la expansión.

• Aumenta el valor de la propiedad.

• Asegura el control de costos y la consistencia entre propiedades.

• Complementa eficiencias en construcción y mano de obra.

• Contribuye a forjar una marca corporativa consistente con la sostenibilidad.

Ahorro en consumo energético, materiales, ahorro de H2O

Ilustración 31 Departamento de edificio EGDE

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Ahorro en consumo energético, materiales, ahorro de H2O

Ilustración 32 Edificio con certificación EDGE, Edwards

3ER MODELO ANÁLOGO

FACHADA DE SUITE AVENUE EN BARCELONA ESPAÑA POR TOYO ITO

El arquitecto reconocido da a conocer, una intervención en la fachada de un edificio frente

a La Pedrera ha mostrado su esperanza en que la arquitectura evolucione hacia formas de la

Naturaleza, optó por realizar formas ondulantes en consonancia con la arquitectura de Gaudí y

a su vez imitando el movimiento de las olas. Se tardó bastante en conceder la licencia de obras

precisamente por la proximidad con la Casa Milá. Debido a que su intervención no es copiar

los modelos de Gaudí más bien darle un homenaje al distinguido arquitecto a quien Toyo

admira, los materiales de esta obra de arte son chapa de hierro de 8mm y dado a su forma

ondulante permite el fácil acceso a la iluminación, pero no a la radiación solar directa

contribuyendo a la protección solar en edificaciones convirtiéndose en uno de los referentes de

arquitectura que se conecta con el contexto.

Ilustración 33 Fachada de Suite Avenue Barcelona Toyo Ito

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MODELOS ANÁLOGOS DE EDIFICACIONES CONSIDERANDO LA

PROTECCIÓN SOLAR

Escuela rural en la Estancia “La

Dulce”, Suipacha, Provincia de Buenos

Aires, 1943-44. Arq. Eduardo Sacriste

Apartamentos, General Roca N33-120

y Bosmediano, Quito - Ecuador

Fachada principal de la institución

MATERIALES EMPLEADOS

Utilizado como aislante térmico

1.Cubierta de losa de hormigón con

ceniza volcánica en una relación 1:8

2.Muros de la parte cerrada son dobles

de 0.15m de espesor con una cámara de

aire intermedia mejorando el

comportamiento térmico del edificio

MATERIALES EMPLEADOS

1. Estructura metálica

2. Planchas de Steel Deck

3. Hormigón armado

4. Bloques de cemento

ÁREA DE CONSTRUCCIÓN

Aproximadamente

ÁREA DE CONSTRUCCIÓN

Aproximadamente 1470m2

CRITERIOS O HERRAMIENTAS

QUE UTILIZAR

1. Asoleamiento y control solar. -

heliodón

2. Modelos a escala 1:50 y 1:20

3. Estudio de sombras AutoCAD 3d

maquetas virtuales, Iluminación

natural

4. Análisis de características

climatológicas del lugar lo que es

CRITERIOS O HERRAMIENTAS

QUE UTILIZAR

1. Software EDGE (Excellence in

Design for Greater Efficiencies)

2. Excelencia en Diseño para Mayores

Eficiencias.

3. Ahorro de agua y energía eléctrica

según el software de certificación

ambiental

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la geometría solar y la situación de

confort se empleó herramientas

como diagrama bioclimático de

Givoni y climograma de Olgyay.

4. En el cual se introducen datos de

ubicación, materiales, número de

pisos etc.

ZONIFICACIÓN

ZONIFICACIÓN

Piso N° 8

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MODELOS ANÁLOGOS DE EDIFICACIONES CONSIDERANDO LA

PROTECCIÓN SOLAR

Hotel Suites Avenue en Barcelona, España by Toyo Ito

Fachada principal de SUITE AVENUE de Arq. TOYO ITO

MATERIALES EMPLEADOS

1. Paneles de chapa de hierro de 8mm de espesor cortados de manera

irregular, con los que se consigue imitar el movimiento característico y

ondulante de las olas del mar

2. Permite el acceso de la transparencia y luminosidad

3. Color nacarado de las piezas de irregulares

4. Estructura metálica ligera

ÁREA DE CONSTRUCCIÓN

Aproximadamente 960M2

CRITERIOS O HERRAMIENTAS QUE UTILIZAR

Se utilizó criterios de arquitectura pasiva moderna de configurar el edificio con

el contexto, los materiales aprovechando las condiciones climáticas del sitio.

ZONIFICACIÓN

No cuenta con datos de zonificación

CONCLUSIÓN Los estudios realizados en estos modelos análogos son eficientes de acuerdo con lo que busca cada estudio,

en la escuela sobre aprovechar las condiciones climáticas del lugar y juntamente enlazar la edificación con el

entorno es lo más optimo en edificaciones de tipo educativo y demás principalmente porque en estos edificios

es fundamental el confort térmico para que haya un mejor aprendizaje

En el segundo modelo analizado debido a que es uno de los principales hitos ecuatorianos del

aprovechamiento de eficiencia energética y conciencia ambiental, servirá como detonante en el ahorro de

energía, materiales y consumo de h2o en demás edificaciones. Y el ultimo modelo analizado a pesar de ser solo

análisis en fachada es la mejor manera de convertir algo tan sencillo en algo extraordinario y el arquitecto Toyo

Ito lo logro enlazando la naturaleza o las formas de esta en una edificación que no solo juega con la forma sino

también brinda una protección solar eficiente, es decir que protege de los rayos del sol pero también permite el

ingreso de luz optimo, fundamental para el ahorro de climatización e iluminación

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2.3. MARCO CONCEPTUAL

En base a la presente investigación, se definirán palabras técnicas utilizadas para mejorar la

comprensión de la temática abordada.

2.3.1. GESTION AMBIENTAL

La gestión ambiental se define como el conjunto de actividades o estrategias que podemos

desarrollar para cuidar los recursos del medio ambiente y así evitar los problemas ambientales.

En la actualidad, contar con Manual de Gestión Ambiental brinda un valor agregado a la

organización, sea este un producto o un servicio, entregando un indicador en el mercado y al

mismo tiempo reduciendo la contaminación ambiental (Cáceres, 2017).

2.3.2. CICLO DE VIDA EN LAS EDIFICACIONES

Es el proceso edificatorio que analiza ordenando y clasificando todos los factores dentro de

la construcción con implicaciones energéticas y medioambientales. Podemos dividir al ciclo de

vida del edificio en tres grandes fases: diseño y construcción, utilización y demolición (NEC,

2011, p.5).

Fuente: blog.deltoroantunez.com (Antúnez, 2017)

Ilustración 34: Ciclo de vida en las edificaciones

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2.3.3. AISLANTES TÉRMICOS

Según el capítulo 13 de las normas ecuatorianas de construcción de la eficiencia energética

(NEC, 2011) afirma que:

Aislamiento térmico es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por

conducción. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia térmica

o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente, se expresa, en el Sistema

Internacional de Unidades (SI) en m².K/W (metro cuadrado y kelvin por vatio) (p.6).

2.3.4. BIOCLIMÁTICA

-Según (López, 2003) afirma que la bioclimática es:

“Una composición de soluciones arquitectónicas a partir del conjunto de técnicas y los

materiales disponibles, con miras a conseguir el resultado del confort deseado, conforme con

las exigencias del usuario y a partir del clima local” (p.1).

2.3.5. ENERGÍA

-Según (Pozo, 2011)

“La energía es una magnitud física que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos

para producir trabajo mecánico, emitir luz, generar calor, frío, etc. En todas estas

manifestaciones hay un sustrato común, al que llamamos energía, que es propio de cada cuerpo

(o sistema material) según su estado fisicoquímico, y cuyo contenido varía cuando este estado

se modifica” (p.12)

2.3.6. BIENESTAR TÉRMICO

Bienestar térmico. Implica una ausencia de cualquier sensación de incomodidad o malestar

térmico producido por exceso de frio o calor (NEC, 2011, p.5).

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2.3.7. INDICADORES

Según la Agencia Internacional de energia (IEA, 2016) se define como algo que nos da

algún indicio. En sentido más sofisticado, un indicador podría ser uno o varios valores

estadísticos que en su conjunto constituyen un indicio.(P.17)

2.3.8. CICLO DE VIDA DE LA EDIFICACIÓN

Es el tiempo de duración edificatorio de un edificio en el que tengan implicaciones

energéticas y medioambientales, se puede decir que se divide en tres grandes fases que son

diseño y construcción, utilización y demolición. (Miduvi, 2011)

2.3.9. CONFORT TÉRMICO

Se denomina confort térmico a la sensación neutral y cómoda de una persona ante

cualquier estimulo causado en un ambiente, según la norma ISO 7730 el confort térmico, es

una condición mental que expresa la satisfacción que se siente en un ambiente , el cual

dependerá de varios parámetros externos. (Miduvi, 2011)

2.3.10. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

La conductividad térmica es una propiedad esencial para los cálculos de energía en

aplicaciones de transferencia de calor.

2.3.11. REFLECTANCÍA

Es la capacidad que tienen unas superficie para reflejar la luz o radiación solar sea esta por

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luminarias o por el sol.

2.3.12. HUMEDAD RELATIVA

La conductividad térmica es una propiedad esencial para los cálculos de energía en

aplicaciones de transferencia de calor. (Inamhi, 2017)

2.3.13. ECODESING

Herramienta del programa de diseño y dibujo Achicad, es una herramienta de simulación

para evaluación de confort térmico en espacios interiores de las diferentes edificaciones, muy

utilizada debido a que su evaluación que realiza de acuerdo con los materiales, vanos y

concentración de cada espacio permite una evaluación muy cerca de la realidad.

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2.4.MARCO LEGAL

2.4.1. Ordenanza sustitutiva de edificaciones del cantón de Guayaquil.

Actividad con que consta el colegio

Observaciones: Se encuentra un registro de

construcción en 1997 y otro en 2010-registro

catastral-pero no cuenta con inspección final y

se encuentra registradas 9 edificaciones

Educación primaria

Uso de Suelo de

COLEGIO JOSE PINO

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2.4.2. Plan nacional del buen vivir

Una de las metas del plan nacional del buen vivir encontramos en el punto número ocho:

“Incrementar el ahorro de combustible por la optimización en generación eléctrica y eficiencia

energética en el sector hidrocarburos de 9,09 a 26,6 millones de Barriles Equivalentes de

Petróleo a 202” (Senplades, 2017).

2.4.3. Ecuatoriano de Normalización (INEN

Uno de los principales objetivo de esta normativa vigente en el Ecuador es garantizar el

cumplimiento de los derechos de los ciudadanos con la seguridad, la salud y protección de la

vida humana, vegetal y animal, la preservación del medio en que vivimos es decir el medio

ambiente, la protección del consumidor y la protección de la cultura de la calidad de la

productividad y competitividad en la sociedad ecuatoriana.

En esta normativa establece los requisitos necesarios que debe cumplir una edificación para

reducir su consumo de energía según su ubicación geográfica, y conseguir que una parte de esa

energía utilizada provenga de fuentes renovables, lo cual deberá funcionar en nuevas

construcciones.

2.4.4. Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC)

La (Norma Ecuatoriana de la Construcción - NEC) (2011), en el Capítulo 13, describe sobre la

eficiencia energética en la construcción, con la finalidad de reducir el consumo de energía en

distintas edificaciones en estas normativas se encuentran establecidas las especificaciones y

características técnicas mínimas a ser tomadas en cuenta en el diseño, construcción, uso y

mantenimiento de las edificaciones en el país. Con respecto a consideraciones constructivas de

diseño, se establecen criterios de protección solar, debido a que el nivel de asoleamiento a

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través de las superficies vidriadas y la envoltura de la edificación determina la protección solar

y como se debe utilizar la protección solar para confortar los ambientes interiores así, en las

zonas climáticas cálidas se debe “controlar la radiación directa mediante elementos

constructivos de protección solar (aleros, persianas, pérgolas, batientes), superficies

acristaladas con coeficientes de transmisión bajos para limitar los aportes energéticos externos.

Se puede complementar con uso de textiles o protección vegetal” (Norma Ecuatoriana de la

Construcción - (NEC, 2011)

Según normas las normas ecuatoriana (NEC, 2011) de la construcción en el diseño de una

edificación se debe considerar lo siguiente.

• El efecto del viento, la insolación y la humedad sobre la edificación según se

encuentre en una zona llana, valle o cima. (NEC, 2011)

• La orientación de la fachada principal con la dirección predominante del viento. Se

aconseja que los ejes longitudinales se encuentren en esa dirección.

• Mantener las alturas de los edificios uniformes evitando cambios bruscos de altura,

ya que generan vientos fuertes a nivel del suelo. (NEC, 2011)

• Evitar las disposiciones de edificios que ocasionen efectos de embudo sobre los

vientos predominantes. (NEC, 2011)

• Utilizar técnicas paisajistas o de jardinería que mantengan una cierta rugosidad en el

terreno, mediante pendientes, árboles, arbustos, etc. que protejan al usuario del

edificio de vientos fuertes.

El proyecto de edificación deberá contener una evaluación de los recursos básicos

municipales disponibles y asequibles de acuerdo con la práctica usual. Estos según. (NEC,

2011)

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• Agua potable y alcantarillado

• Electricidad

• Abastecimiento de combustibles (gas, diésel, etc.)

• Recolección de residuos sólidos urbano

2.4.5. Características exigibles en materiales de construcción.

Se debe justificar que un 20% de los materiales de construcción usados en las edificaciones

cumplen al menos un parámetro de los enunciados a continuación. (NEC, 2011)

Uso de materiales reciclados. Se debe garantizar la calidad del producto según normas INEN

u otras normas internacionales.

Uso de materiales locales. Se debe usar materiales cuyo lugar de fabricación no sea mayor

a 100 km. Se debe tomar en consideración su valor material y cultural.

Se debe considerar la calidad de la luz (natural o artificial) y la reflexión que esta tiene sobre

las superficies coloreadas evitando así los efectos de deslumbramiento. Se recomienda que en

las zonas térmicas ZT4, ZT5 y ZT6 que es la zona de estudio sean ser inferiores al 40%. En la

Tabla 13.4 se muestran los porcentajes de reflexión de colores usuales en edificios (NEC,

2011).

Fuente (NEC, 2011).

Tabla6.

Índices de reflexión de radiación solar en función del color de la superficie.

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2.4.6. Parlamento europeo y Consejo

La eficiencia energética en edificaciones actualmente se encuentra normado bajo la Unión

Europea, se encuentra redactada en la Directiva 2010/31/UE (Parlamento Europeo y Consejo)

(2010), como objetivos principales está la reducción del consumo energético en las

edificaciones (40% de consumo de energía en la UE), la reducción de emisiones de gases de

efecto invernadero que afectan al medio ambiente y la reducción del consumo energético en un

20% para el 2020.

El Parlamento Europeo en su Directiva 2010/31/UE establece un método de cálculo de la

eficiencia energética de los edificios teniendo en cuenta aspectos como las características

térmicas del edificio, instalaciones de calefacción y de agua caliente, instalaciones de aire

acondicionado, instalaciones de iluminación incorporada y condiciones ambientales interiores.

(Parlamento Europeo y Consejo, 2010).

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CAPITULO III

3. METODOLOGIA

3.1. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN

Se podría describir el problema en las unidades educativas, se realizara un análisis y estudio

mediante un tipo de enfoque cualicuantitativo es decir, de forma cualitativa obtendremos datos

medibles, como resultados de las encuestas, y muestra a manera de tener clara la idea de la

población a servir con este proyecto y como vamos, y de manera cualitativo por que se

verificaran si las teorías que se están planteando de manera física en el sitio. (Alva, 2017)

3.2. TIPOS DE INVESTIGACIÓN

El diseño de la presente investigación se basa en un método de investigación científica en

el cual encontramos los siguientes parámetros. (Alva, 2017)

Fuente: (Propia)

Enfoque

cualicuanti

tativo

Estudio de los

colegios

Ilustración 35. Diseño de Investigación Cualicuantitativa

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70

3.3. MÉTODOS

Se establece el método deductivo, “El método deductivo permite determinar las

características de una realidad particular que se estudia por derivación o resultado de los

atributos o enunciados contenidos en proposiciones o leyes científicas de carácter general

formuladas con anterioridad.” (Abreu, 2014).

Se define este método, porque no se ha diseñado los establecimientos educativos de la

ciudad de Guayaquil, que respete las normas de eficiencia energética, protección solar y factor

de forma (NEC, 2011), por lo tanto en los establecimientos estudiados según encuesta y por

observación no se encuentran bajo parámetros descritos, existiendo deficiencia en confort

térmico de los espacios interiores.

3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS

“Los Instrumentos de la Investigación, son aquellos elementos usados en las Encuestas y

Entrevistas. Por lo general para Encuestas, se lo desarrolla máximo en una sola hoja.” (Gallo,

2012, actualizado 2018)

Para realizar este estudio se tomará como instrumento la encuesta, para poder obtener datos

lo más aproximado a las necesidades que se pretende dar una solución.

3.5. POBLACIÓN Y MUESTRA

Para obtener la población del Colegio “JOSE JOAQUIN PINO YCAZA” se realizó una

consulta a las autoridades encargadas de llevar el control de la lista de estudiantes inscritos con

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una base de 900 y 40 los profesores que trabajan en el plantel, luego de conocer la población,

se procedió a utilizar la siguiente fórmula para calcular el tamaño de la muestra.

n: es el tamaño de la muestra

Z: es el nivel de confianza

p: es la probabilidad de éxito

q: es la probabilidad de fracaso

E: es el nivel de error aceptado

El valor z asociado con un nivel de confianza del 95% es d 1.96. La probabilidad de éxito y

fracaso (p y q) será del 0.50 debido a que no se cuenta con un estudio realizado con

anticipación. El error máximo permisible es de 6%. Entonces, calculando el tamaño de la

muestra:

N = ((1.966) 2(0.50) (0.50))/((6%) 2)

n = 384.16

n = 400

Debido a que se representa a una población objetivo desagregado en conjuntos, se utilizará

un muestreo aleatorio estratificado. El número de encuestas teniendo como muestra un mínimo

de 400 será distribuido de la siguiente manera:

• 350 encuestas para estudiantes 49

• 40 encuestas para docentes

• 10 encuestas para autoridades

La ciencia está presente en todo proceso metodológico, se deben plantear en todo proceso

metodológico. (Gallo, 2012, actualizado 2018)

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72

CAPITULO IV

4. RESULTADOS

4.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

En este capítulo se darán a conocer todos los análisis y evaluaciones del aprovechamiento

de las condiciones climáticas respecto a la protección solar y factor de Forma, realizadas en las

unidades de educativas de estudio, con la finalidad de interpretar los resultados obtenidos de

una manera clara y concisa para tener conocimiento de las condiciones en las cuales se

encuentran las instituciones de estudio.

La finalidad de todo este procedimiento es para establecer los puntos más críticos de cada

caso de estudio y para brindar soluciones pertinentes.

Para objeto de estudio se seleccionaron dos unidades educativas emblemáticas, es decir

establecimientos de una larga trayectoria y prestigio ganado con el tiempo. Un establecimiento

compacto y otro disperso fueron las características por las cuales se seleccionaron cada

establecimiento, con la finalidad de hacer una comparación entre ambas y determinar en cuál

de los dos casos se aprovecha de mejor manera las condiciones climáticas.

Por medio de la implantación de cada establecimiento, se puede apreciar dichas

características.

En el colegio Jaime Roldós Aguilera debido a la distancia que existe entre todos sus bloques

cumple con las características de un establecimiento disperso, y el colegio José Joaquín Pino

Ycaza como se lo puede apreciar en la implantación, cumple con las características de un

colegio compacto debido las mínimas distancia que existen entre los bloques.

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Instituciones educativas de estudio.

Colegio Jaime Roldós Aguilera Colegio José Joaquín Pino Icaza

COLEGIO DISPERSO

COLEGIO COMPACTO

4.1.1. Evaluación del confort térmico en los establecimientos de estudio

A través de un dispositivo electrónico que registra datos en el tiempo con la ubicación por

medio de instrumentos y sensores propios o conectados externamente se logró realizar esta

evaluación.

En el caso de ambos colegios de estudio se tomaron las muestras en distintas zonas y a

distintas horas del día para poder comparar la variación de los datos. Con esta toma de datos se

logró determinar cuáles con las temperaturas máximas y mínimas.

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Colegio Jaime Roldós Aguilera. Muestras

Colegio Disperso

Una vez tomados los datos con el datalogger se procede a

ubicarlos en la carta bioclimática de Olgyay, para verificar la

estrategia pertinente a utilizar para este caso de estudio o si

se encuentra dentro de los parámetros establecidos de

confort. Se procede a ubicar los valores de humedad relativa

en el eje de las “x” y el valor de la temperatura en el eje de

las “Y” con una línea que se pueda identificar con facilidad

para verificar el punto que se forma en la intersección de

ambas líneas.

Datos

T= 29 °C

H=81%

Una vez graficado los datos en la

carta bioclimática, se puede apreciar

que el punto resultante en la gráfica de

los datos está fuera de la zona de

confort por encima de la línea de

sombra y la zona de ventilación o

zona de vientos.

Interpretación de la estrategia resultante de la carta bioclimática:

La carta bioclimática indica que la estrategia a usarse para contrarrestar este inconfort deberá

basarse en la protección solar y el aprovechamiento de la ventilación natural.

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Colegio José Pino Icaza Muestras

Colegio Compacto

Una vez tomados los datos con el datalogger se procede a

ubicarlos en la carta bioclimática de Olgyay, para verificar la

estrategia pertinente a utilizar para este caso de estudio o si

se encuentra dentro de los parámetros establecidos de

confort. Se procede a ubicar los valores de humedad relativa

en el eje de las “x” y el valor de la temperatura en el eje de

las “Y” con una línea que se pueda identificar con facilidad

para verificar el punto que se forma en la intersección de

ambas líneas.

Datos

T= 37,5 °C

H=51%

Una vez graficado los datos en la

carta bioclimática, se puede apreciar

que el punto resultante en la gráfica de

los datos está fuera de la zona de

confort por encima de la línea de

sombra y sobrepasa aun los limites la

zona de ventilación y de

humidificación.

Interpretación:

Aun no se podrá llegar a la zona de confort requerida, debido a que sobrepaso los límites de

la zona de ventilación y de humidificación, por este motivo se deberá amortiguar esta

temperatura, mediante elementos arquitectónicos o vegetación, que arrojen sombra y por

medio de la ventilación. La finalidad de esta estrategia es aproximarse a la zona de confort

requerida, mas no llegar a la misma.

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76

4.1.2. Evaluación de los vientos predominantes mediante el software Flow Design

Mediante la implementación del software Flow Desing, se localizará las zonas con mayor

influencia directa de los vientos predominantes y las zonas que carecen de la misma.

En los siguientes gráficos se podrán apreciar las zonas mayormente ventiladas con el color

naranja y las de menor ventilación con color azul.

Excelente

Muy buena

Buena

Regular

Pésima

Fuente: (Propia)

Los vientos predominantes provienen del sureste hacia el noroeste, tal como se puede

apreciar en la siguiente gráfica.

Fuente: (Propia)

Ilustración 36 Parámetros de medición del software flow desing

Ilustración 37 Análisis vientos flow desing en modelo 3d

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Zona poco ventilada.

Zona con Óptima

Ventilación. Zona poco ventilada.

Zona con Óptima

Ventilación.

Ilustración 38 Análisis de vientos en software flow desing en colegio José Pino Icaza

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78

Colegio Jaime Roldós Aguilera.

Mediante la simulación que permite realizar este programa, se realizará los respectivos

estudios de los vientos predominantes del colegio disperso, con la finalidad de comparar estos

resultados con los del colegio compacto y con ello establecer en la conclusión, cuál de las dos

distribuciones (compacto y disperso), son las óptimas a implementar.

Fuente elaboración propia

Fuente elaboración propia

Ilustración 39 Colegio Jaime Roldós analizado mediante el software flow desing

Ilustración 40 Implantación de colegio Jaime Roldós en flow desing

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79

Fuente elaboración propia

Zona con óptima

ventilación.

Zona poco

ventilada.

Zona con óptima

ventilación.

Ilustración 41 Análisis de vientos en software flow desing en colegio Jaime Roldós

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80

4.1.3. Evaluación de la incidencia solar en los establecimientos de estudio.

Se utilizó el software sunearthtool, para determinar el recorrido solar y con ello, las áreas

más afectadas. Las fachadas sureste y suroeste son las que reciben mayor radiación en base a

esta trayectoria solar arrojada por este software.

Asoleamiento del colegio Jaime Roldós Aguilera.

Poner titulo

Fuente: Propia

Asoleamiento del colegio José Joaquín Pino Ycaza

Poner titulo

Fuente: Propia

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Colegio Jaime Roldós Aguilera- Análisis de sombras

Por medio de este análisis se determinó que las fachadas afectadas por la radiación

solar son mínimas, ya que, en su gran mayoría de las fachadas con mayor superficie,

se encuentran orientadas en sentido norte – sur. También se logró visualizar que

existen grandes espacios abiertos sin protección solar.

Análisis de sombra

Hora 7:00am

Análisis de sombra

Hora 12:00pm

Análisis de sombra

Hora 15:00pm

Análisis de sombra

Hora 17:00pm

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Colegio José Joaquín Pino Icaza- Análisis de sombras

Por medio de este análisis se determinó que las fachadas afectadas por la radiación solar

son mínimas, ya que, en su gran mayoría de las fachadas con mayor superficie, se

encuentran orientadas en sentido norte – sur. También se logró visualizar que existen

grandes espacios abiertos sin protección solar.

Análisis de sombra

Hora 7:00am

Análisis de sombra

Hora 12:00pm

Análisis de sombra

Hora 15:00pm

Análisis de sombra

Hora 17:00pm

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4.1.4. Evaluación del factor de forma

La forma de un edificio interviene de manera directa en el aprovechamiento climático del

entorno. La superficie de la envolvente representa el límite físico de intercambio de calor entre

el interior y el exterior, mientras que el volumen del edificio nos da una idea de su capacidad

para almacenar energía. El factor de forma cuantifica esa relación entre forma y volumen a

través del cociente entre la superficie de la envolvente del edificio y el volumen que alberga.

Factor de forma del colegio José Joaquín Pino Icaza

El establecimiento compacto fue seleccionado para iniciar con el cálculo del factor de forma

real, como primer paso se procedió a enumerar cada uno de los bloques para saber sus

dimensiones y con ello empezar a calcular el factor de forma.

#1

#2

#3

#6

#4

#5

#7

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84

Posterior al cálculo del factor de forma, se procedió a realizar las respectivas comparaciones

para ver cuál es la manera óptima en que nos favorece tomar el factor de forma en este

establecimiento. En la siguiente tabla se ubicarán los valores correspondientes al factor de

forma por cada bloque, para con eso calcular el valor general del factor de forma de todo el

establecimiento.

Tabla 7 Resumen de análisis de factor de forma colegio Pino Icaza

Factor de forma bloque #1 0.241

Factor de forma bloque #2 0.249

Factor de forma bloque #3 0.417

Factor de forma bloque #4 1.06

Factor de forma bloque #5 0.473

Factor de forma bloque #6 0.244

Factor de forma bloque #7 0.431

Fuente elaboración propia

Como se puede apreciar en los cálculos realizados, el bloque #6 es el que más se aproxima al

f.f = 1,2 indicado en las normas ecuatorianas de construcción, para tener el f.f óptimo para este

clima.

Tabla 8 Factor de forma de todo el colegio Pino unido

ESTABLECIMIENTO COMPLETO f. forma: 0,234

perímetro: 470,59

área: 2013,83

altura: 6,2

volumen: 12485,746

Envolvente: 2917,658

Fuente elaboración propia

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85

Se calculó el f.f general a toda la edificación como si fuera un solo bloque, en la cual se

determinó según los datos arrojados que el factor de forma obtenido es muy bajo, llegando a la

conclusión que resulta mejor la intervención de los bloques de manera individual.

Factor de Forma en el colegio Jaime Roldós Aguilera.

Fuente elaboración propia

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86

Factor de forma colegio Jaime Roldós

Bloque # 1 f. forma: 0,258

perímetro: 109,2

área: 423,48

altura: 4,8

volumen: 2032,704

Envolvente: 524,16

Bloque # 2 f. forma: 0,654

perímetro: 34

área: 52

altura: 3

volumen: 156

Envolvente: 102

Bloque # 3 f. forma: 0,359

perímetro: 77,5

área: 216

altura: 6,2

volumen: 1339,2

Envolvente: 480,5

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Bloque # 4 f. forma: 0,359

perímetro: 77,5

área: 216

altura: 6,2

volumen: 1339,2

Envolvente: 480,5

Elaboración propia

4.1.4. Análisis de materiales respecto a su conductividad térmica

Los materiales empleados en la construcción de estos centros educacionales son

básicamente hormigón armado y bloque victoria e.9cm en los cuales a mayor conductividad

Térmica mayor calor especifico y por la tanto mayor densidad, siendo el acero uno de los

materiales de mayor conductividad Térmica, así como tiene un valor intermedio en difusividad

térmica. El Hormigón es un material que tiene menor densidad que el acero, en este Como

conclusión obtenemos lo siguiente: su calor específico es mayor a la del acero, mientras que su

conductividad térmica es mucho menor, al igual que la difusividad. Es decir, el acero no es un

material recomendable para trabajar en una edificación como fachada, sino como estructura,

sin embargo, el Hormigón si es un material factible para ello.

Análisis en programa on line Energy Tool

Debido a que este programa on line puede arrojar resultados de temperatura interior y los

requerimientos energéticos de un recinto para mantener la temperatura a nivel de confort. Para

ver estos resultados dos situaciones son estudiadas: Cálculo referencial: se realiza excluyendo

productos de control solar Cálculo actual: se realiza incluyendo productos de control solar.

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Ambos casos son comparados para obtener como resultado el ahorro energético final anual. Y

verificar que la propuesta que se esta planteando es la más óptima para realizar el proyecto

4.1.5. Encuesta dirigida a usuarios del plantel educativo

18%17%

30%

35%

¿Cree que las aulas del plantel están debidamente adecuadas en cuento a

iluminación y ventilación ?

Muy Deacuerdo De acuerdo

En desacuerdo Muy en desacuerdo

18%17%

30%

35%

¿Cree que las aulas del plantel están debidamente adecuadas en cuento a iluminación y ventilación ?

Muy Deacuerdo De acuerdo

En desacuerdo Muy en desacuerdo

26%

27%40%

7%

1.¿Que uso hace el plantel, fuera del ambito

educativo?

Respuesta 1 Respuesta 2

Respuesta 3 Respuesta 4

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4.2. DISCUSIÓN

Como conclusión de las encuestas realizadas a alumnos en gran mayoría y algunos docentes

se puede determinar que las aulas y algunos de los espacios de los planteles no están adecuados

para que los usuarios puedan realizar sus actividades de manera confortable debido a que no

respeta criterios de eficiencia energética, y no son aprovechada las condiciones climáticas del

lugar, por estos instrumentos se puede verificar la autenticidad y pertinencia de este estudio

con el fin de mejorar el diseño y construcción de las próximas edificaciones destinadas con el

fin de educacionales

Según los datos recopilados mediante la encuesta realizada, se pudo apreciar que la falta de

confort térmico es la principal problemática, como resultado del primer instrumento de

investigación que es la encuesta se determina que actualmente los colegios de estudios, no

cuenta con los espacios adecuados para llevar a cabo las actividades educativas, siendo estos

4%1%

25%

19%

1%

2%

40%

8%

Del siguiente listado, selecciones uno o mas

sintomas que haya padecido en los ultimos 5

años.

Alergias matutinas sinusitis

Dolor de cabeza Migraña

Asma Broquitis

Estrés Perturbacion del sueño

15%

85%

¿Considera ud que el color de pntura en

paredes interiores de las aulas son apropiadas?

si

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90

espacios laboratorios, y aulas de clases. En un 90% por parte de los encuestados, siendo estos

estudiantes y profesores da como resultado de NO confortable la edificación actual, por lo que

la propuesta a plantear es factible y pertinente para solucionar los problemas de confort que se

presenta. Las aulas de clases no cuentan con el mantenimiento adecuado para la enseñanza, se

encuentran en un deterioro arquitectónico y no cuentan con ventilación e iluminación indicada

para que el espacio sea confortable. No existen laboratorios completamente equipados y

diseñados para actividades de investigación educativa diaria.

5. PROPUESTA

5.1. OBJETIVOS

5.1.1. OBJETIVO GENERAL

Definir los puntos o espacios críticos de las instituciones educativas, ofreciendo una

solución de bajo impacto, aprovechando las condiciones climáticas del sector en que se ha

emplazado, en los que se utilicen materiales de costo accesible.

5.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Proponer un sistema de Cubiertas que permitan la conexión de los bloques educativos, para

mejorar el factor de forma.

Plantear una protección de cubierta a través de arquitectura tensada para el

acondicionamiento de las áreas libres o deportivas de la institución.

Diseñar elementos verticales como brise soleil etc., los cuales produzcan sombras en las

fachadas en las que es mayor la incidencia solar y así aumentar el factor de forma

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91

5.2. ANÁLISIS DE FUNCIÓN

PROGRAMACIÓN ARQUITECTONICA EXISTENTE

ESPACIOS

Hall de ingreso

Áreas administrativas

Aulas de clase

Laboratorios

Servicios Higiénicos

Área deportiva

Espacios Recreativos

Áreas verdes

Circulación

Servicios de atención

FUNCIONAL

Circulación

Zonas correctamente iluminadas y ventiladas

Mobiliario fijo y móvil

Distribución adecuada en las áreas

Accesos ergonómicos

Aulas espaciosas

ASPECTO FORMAL

Materiales de peso de fácil mantenimiento

como hormigón y cerámica

Manejo de colores neutros reflectantes color

blanco predominante

Tumbado enlucido

Uso de la iluminación natural de ventanas

altas en aulas

Factor de forma rectangular bajo factor de

forma

Texturas principales en acabados mate de

hormigón

CONSTRUCTIVO

Estructura de hormigón armado

Paredes perimetrales de mampostería de

bloque, enlucido

Predominan ventanas altas

Debido a que el tema de estudio no es diseñar una edificación nueva se realiza un análisis

de función superfluo en cuanto a lo que ya existe en ambos colegios de estudio

Propuesta

Una vez identificadas las ineficiencias y falencias que presentan las aulas de clases en lo

que respecta a eficiencia energética, podemos dar el siguiente paso que es la solución

arquitectónica en puntos críticos partiendo desde la evaluación. Partiendo desde la

investigación y sus respectivos resultados fue lo que permitió establecer las necesidades tanto

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92

en el diseño arquitectónico, protección solar, como en la envolvente para ayudar a satisfacer el

confort del área y espacios requeridos en materiales en la envolvente, sistema constructivo,

colores, etc.

5.3. PATRONES DE SOLUCIÓN

Colegio Jaime Roldós Aguilera-Mejoramiento de la protección solar

De acuerdo con el análisis realizado en el capítulo anterior, se determinó esta

fachada como punto crítico respecto a la incidencia solar, para lo cual se implementó

un apantallamiento estilo celosía en las ventanas de planta alta, con a la finalidad de

impedir el paso de la radiación directa y para evitar el paso de la radiación en planta

baja se propuso un alero que proporcione sombra en fachada y al mismo tiempo

sirva como protección para la caminería.

Estructura de la cubierta

Punto Critico

Punto Critico

Propuesta

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93

Antes de la propuesta

Después de la propuesta

Incidencia solar a las

9am con la propuesta

realizada en base a los

análisis.

La propuesta del apantallamiento tipo

celosía consiste en crear un bloqueo para

los rayos solares, permitiendo el paso de

una mínima cantidad a través de sus

perforaciones.

La propuesta para proteger las

ventanas de planta baja consiste una

cubierta de policarbonato de 3,00mts de

ancho, sujeta mediante estructura

metálica, la misma que permitirá arrojar

sombra en fachada y al mismo tiempo,

sirve como protección solar para las

personas que transiten por esa caminería

Incidencia solar a las

9am sin protección solar.

Incidencia solar directa

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94

Conclusión:

Como se puede apreciar en las imágenes comparativas, se puede concluir que,

mediante la propuesta realizada, se mejora en gran manera la protección solar del

punto crítico del establecimiento.

Doble fachada con tenso membranas perforadas

Para doble fachada se plantea una distancia de la fachada original de 60cm, permitiendo una

circulación de aire entre estas, también aportara a evitar la incidencia solar con mayor

intensidad dentro de la edificación. La doble facha está conformada por placas de fibrocemento.

El Objetivo de la doble fachada es brindar confort térmico en el interior de la

Edificación.

De acuerdo con la conclusión de factor de forma que para aumentar su factor de forma no

necesariamente se necesita implementar más volúmenes sino superficies se plantea volados

con materiales de policarbonato que se plantean volados para generar sombra en las fachadas

expuestas directamente a la incidencia solar

Colores en la envolvente de los colegios

Para fachada se plantea tonalidades claras siendo el predominante el color blanco y como un

color complementario el beige, con colores acompañantes derivados de estos.

Ilustración 42 Colores de la envolvente paleta de colores nude

colores optimo para envolvente en zonas cálidas

Fuente bajada internet paleta de colores claros

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95

Colegio José Joaquín Pino Icaza-Mejoramiento de la protección solar

En base al análisis previo realizado a esta unidad educativa, se determinaron los puntos

críticos, en los cuales se implementó, un sistema de cortasoles regulables de aluminio, en

planta alta, y en planta baja se diseñaron aleros que bloqueen la radiación directa en

ventanas. En base a los resultados que arrojó la carta bioclimática, se diseñaron

protecciones solares en caminerías, mediante pérgolas y áreas verdes que crearan

microclimas ayudando con esta a las altas temperaturas.

Punto Critico

#1

#

##6

##

#

Punto Critico

Punto Critico

Propuesta

Cortasoles

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96

Los paneles de relleno proporcionan

una tenue luz veteada y son efectivos

para controlar el calor y el resplandor.

Patrones de relleno Perforado

La propuesta consiste un sistema de

cortasoles que permiten un control solar

efectivo debido a que se puede regular su

posición, al mismo tiempo que ofrece

efectos visuales sorprendentes al permitir

el ingreso de los rayos solares a través de

sus microperforaciones de la lámina de

relleno de cada panel.

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5.4. CONCLUSIONES

La propuesta de solución mediante un sistema de protección solar pasivo en las áreas

identificadas como críticas, los cuales ayudan a la eficiencia energética; elementos como la

iluminación y ventilación natural, en su diseño arquitectónico y en su envolvente en donde los

beneficiarios principales serán los docentes, estudiantes y público en general. El proyecto está

destinado para el estudio de materiales y condiciones climáticas y confort térmico en los

espacios interiores durante la etapa de diseño y posterior aplicación, haciendo de los proyectos

a futuro que estén destinados a ser educativos, estén inclinados a lo que son las edificaciones

energéticamente eficientes.

Se pudieron cumplir con gran mayoría de los objetivos debido a que se realizó el estudio de

confort térmico a través de software de modelación y de teorías como la teoría de olgay en los

cuales una vez identificados puntos críticos de las edificaciones se intervino en cada punto

crítico proponiendo una solución a la incidencia solar directa y poco confort térmico dentro de

los ambientes, hubieron objetivos que no se cumplieron debido que en proceso de análisis e

interpretación como fue el caso de factor de forma que se planteó al principio que conectar los

bloques a través de cubierta para mejorar el factor de forma no se cumplió este objetivo luego

que el análisis arroje como resultado que es más eficaz proponer una solución de factor de

forma por bloques independientes que juntos.

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5.5. RECOMENDACIONES

Se recomienda que en edificaciones destinado su uso educación se analice durante el proceso

de diseño arquitectónico antes de construir , las condiciones climáticas como factor

fundamental, diseñar en cuanto a la disposición espacial y asoleamientos sugiriendo los más

óptimos respecto a la ubicación de cada espacio para que estos espacios en el interior puedan

ser confortables y a la vez su envolvente funcione una barrera de protección solar debido que

por el clima de Guayaquil y su radiación solar se utilicen criterios de protección solar pasiva

para abaratar costos, y la actividades que se impartan en dichas edificaciones satisfagan las

necesidades de los usuarios

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1. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS

Trabajos citados

Abreu, J. L. (2014). El Método de la Investigación.

Agency, I. E. (2016). Obtenido de https://www.iea.org

Alva, A. G. (2017). DISEÑO ARQUITECTÓNICO MODULAR DE UN CENTRO DE

DESARROLLO. Guayaquil.

Antúnez, D. T. (2017). La economía en la sostenibilidad arquitectónica. Articulo cientifico .

Blog.

Bisquert, J. (2006). Eficiencia y ahorro energético en. España.

Cáceres, C. (2017). Diseño de estrategias de gestión ambiental para mejorar la eficiencia

energética en la. (Tesis de maestria). Universidad de Guayaquil, Guayaquil.

Climate-data.org. (2017). Climograma en Guayaquil. Guayaquil.

CONELEC. (2012). Plan Maestro de electrificación. Boletín Estadístico. CONELEC, Quito,

Ecuador.

Edificios proto bioclimaticos en la Argentina, e. r. (2007). researchgate.net. Obtenido de

researchgate.net.

Evaluation, J. C. (1995). Normas del Joint Committee.

Gallo, X. (2012, actualizado 2018). Metodologia y diseño de la investigacion. Universidad de

Guayaquil, Guayaquil.

Garzon, B. L. (2015). Iluminacion Natural.

González, A. E. (2014). Arquitectura Y diseño.

GUAYCHA, G. A. (2014). APLICACIÓN DE TECNOLOGÍAS Y ARQUITECTURA

BIOCLIMÁTICA AL DISEÑO DE UN CENTRO CULTURAL UBICADO EN LA

PARROQUIA TARQUI DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL. REPOSITORIO UG,

FAU.

Page 122: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL - repositorio.ug.edu.ecrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/39823/2/TESIS ZAMBRANO-VI… · UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

100

Hernández, P. J. (2014). Diagrama Bioclimático de Olgyay. (ARTICULO). Obtenido de

https://pedrojhernandez.com/2014/03/03/diagrama-bioclimatico-de-olgyay/

huellas de arquitectura, h. d. (2013). Recomendaciones de Diseño Según el clima. Universidad

de Sevilla, Sevilla.

IEA, I. E. (Julio de 2016). Indicadores de eficiencia energética . (Publicacion). International

Energy Agency, Paris. Obtenido de https://www.iea.org:

https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/IndicadoresdeEficiencia

Energ%C3%A9tica_FundamentosEstad%C3%ADsticos.pdf

Inamhi. (2017). Anuario metereologico. Quito.

INOCAR. (2012). Información General de la República del Ecuador. (informe). Instituto

Oceanográfico de la Armada, Ecuador.

José, R. Q. (2009). Revaloracion espacial del complejo ferial de la ciudad de Loja. Loja.

López, M. A. (2003). Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura. (Tesis doctoral).

Universidad Politecnica de Cataluña.

MEER. (2017). Eficiencia Energética en el Sector Público. Publicación. Ministerio de

Electricidad y Energía Renovable, Quito. Obtenido de http://www.energia.gob.ec/plan-

de-normalizacion-y-etiquetado/

Mera, L. d., & Giraldo. (2000). Clima social escolar. Revista. Colombia Médica. Recuperado

el 12 de agosto de 2018, de http://www.redalyc.org/html/283/28331106/

Miduvi. (2011). Nec 11 eficiencia energetica.

Mora, V. (2018). EVALUACIÓN.

Msc Pérez, G. d. (2012). Brise-soleil, recurso arquitectónico de control solar. Evolución y

propuesta de diseño optimizado para Camagüey. Cuba.

NEC, C. E. (2011). NEC. Eficiencia energética en la construcción en el Ecuador. Convenio

MIDUVI-Cámara de la Construcción de Quito, Quito.

Page 123: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL - repositorio.ug.edu.ecrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/39823/2/TESIS ZAMBRANO-VI… · UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

101

Pierre, P. (1983). LOS CLIMAS DEL ECUADOR FUNDAMENTOS EXPLICATIVOS.

INFORME. ORSTOM, QUITO.

Pilco, C. F. (2015). Estudio y Diseño de un Prototipo de Bloque de Aulas para la Facultad de

Ciencias Médicas. Guayaquil .

PND, D. P. (2017). Plan Nacional de desarrollo 2017-2021. Consejo Nacional de

Planificacion, Quito.

Pozo, C. T. (2011). Determinación de Estrategias de Diseño Boiclimatico para la Ciudad de

Sucre (Bolivia). (Tesis). Universidad Internacional de Andalucía, Andalucia.

Senplades. (22 de Septiembre de 2017). Plan Nacional de Desarrollo 2017-2021-Toda una

Vida. (Informe). Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo, Quito. Obtenido de

http://www.planificacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2017/10/PNBV-26-

OCT-FINAL_0K.compressed1.pdf

Serra, R. F., & Coch, R. H. (1995). Arquitectura y energia natural. (Libro). Barcelona.

tools, s. e. (2018).

Urbanarbolismo. (2018). Urbanarbolismo . Obtenido de

https://www.urbanarbolismo.es/blog/10-formas-de-integrar-la-vegetacion-en-

arquitectura/

Page 124: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL - repositorio.ug.edu.ecrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/39823/2/TESIS ZAMBRANO-VI… · UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

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2. ANEXOS

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Anexo 2

Factor de forma

CÁLCULO DE FACTOR DE FORMA

JOSÉ PINO ICAZA

Bloque # 1 f. forma: 0,241

perímetro: 157,59

área: 652,89

altura: 6,2

volumen: 4047,918

Envolvente: 977,058

Bloque # 2 f. forma: 0,249

perímetro: 118,07

área de

piso: 475,1

altura: 6,2

volumen: 2945,62

Envolvente: 732,03

Bloque # 3 f. forma: 0,417

perímetro: 38,4

área: 92,16

altura: 3

volumen: 276,48

Envolvente: 115,2

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104

Bloque # 4 f. forma: 1,069

perímetro: 15,1

área: 14,13

altura: 3

volumen: 42,39

Envolvente: 45,3

Bloque # 5 f. forma: 0,473

perímetro: 34,55

área: 73,1

altura: 3

volumen: 219,3

Envolvente: 103,65

Bloque # 6

f. forma: 0,244

perímetro: 151,24

área: 621,04

altura: 6,2

volumen: 3850,448

Envolvente: 937,688

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Bloque # 7 f. forma: 0,431

perímetro: 37,3

área: 86,5

altura: 3,2

volumen: 276,8

Envolvente: 119,36

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Anexo 3

PRESUPUESTO DE PROPUESTA

Elaboración propia

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Anexo 4

Fotos evidencias

COLEGIO JAIME ROLDÓS

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COLEGIO PINO ICAZA