El viento y la arquitectura

CLASE II

la Ventilacin

ARQ. ALBERTO BARBACHANAntecedentes del vientoDesde sus orgenes, el hombre se vale de la energa en sus diversas formas. El viento es una forma de energa solar que este utiliza desde entonces para satisfacer mltiples necesidades. El viento es aire en movimiento producido por las diferencias de temperatura y la presin atmosfrica, causadas a u vez por el calentamiento no uniforme de la superficie terrestre; por lo tanto, la accin calorfica del sol y la rotacin terrestre originan el fenmeno elico.

Existen cuatro sistemas naturales de energa en nuestro planeta:

* El sol

* El viento

* El agua

* La tierra

Antecedentes del vientoDe estos cuatro el ms importante es el sol, ya que gracias a su accin es posible la manifestacin de los tres restantes.

- El viento, es una forma de energa solar, es de gran importancia para el hombre. Todos los seres vivos necesitamos de aire para subsistir. La naturaleza lo ha proporcionado limpio, puro y gratuito durante miles de aos. El aire limpio, rico en oxigeno para respirar, es la necesidad ambiental mas urgente para la vida humana.

El viento si se utiliza adecuadamente, puede proporcionar una amplia gama de satisfacciones, entre los que se puede sealar:

a) Aire fresco y puro

b) Confort ambiental, climatizacin natural en diferentes climas

c) Ahorro de energa es de vital importancia en la actualidad, pues favorece la preservacin de los recursos energticos naturales y del medio ambiente.

Antecedentes del vientoEl movimiento continuo del aire es una necesidad vital para la sobrevivencia del hombre. Es una necesidad primaria para el bienestar trmico o confort ambiental de los usuarios de un espacio, para disipar por conveccin el calor excesivo del cuerpo y para evaporar la transpiracin. Por lo tanto, el viento es uno de los elementos climticos ms importantes, pues la dispersin del aire contaminado y el confort humano dependen enormemente de su manejo adecuado.

En la arquitectura el control adecuado del viento tiene una gran importancia, ya que determina los niveles de bienestar higrotermico de los usuarios en su hbitat, y sobre todo la salud de los mismos.

Antecedentes del vientoSe puede resumir la accin de la ventilacin en distintas funciones: La primera, es la de mantener la calidad del aire sobre niveles aceptables, remplazando el aire interior, viciado por aire exterior fresco. La segunda es la de proporcionar confort natural biotermico, al incrementar las perdidas del calor del cuerpo y prevenir la falta de confort por la acumulacin de humedad en la piel.

EL VIENTOVientos generalesLa accin del sol y el movimiento de rotacin terrestre dan lugar a la presencia del viento en la tierra. El viento es aire en movimiento que se genera por las diferencias de presin y de temperatura atmosfricas, causadas por un calentamiento no uniforme de la superficie terrestre, ya que mientras el sol calienta aire, agua y tierra de un lado del planeta, el otro lado se enfra a causa de la radiacin nocturna hacia el espacio. Este calentamiento desigual de la atmsfera origina movimientos de aire compensatorios que tienden a reducir la diferencia horizontal de temperatura.

El confort El confort es un estado de completo bienestar fsico, mental y social. Pretendemos que las personas se encuentren bien, no que estn menos mal. El confort, depende de multitud de factores personales y parmetros fsicos.VENTILACION NATURALConfort.

El confort es el parmetro mas importante dentro del diseo arquitectnico bioclimtico. Lograr bienestar fsico y psicolgico es el objetivo primordial al disear y construir cualquier espacio.

VENTILACION NATURALLas caractersticas de la ventilacin deben considerar:

El sitio preciso de diseo, tomando en cuenta sus cambios diarios (horarios) y estacinales (mensuales) ya que los vientos predominantes, generales y regionales, comnmente se alteran a causa de las caractersticas locales, de topografa, vegetacin y construcciones cercanas al terreno. En segundo lugar se debe considerar todas las variables arquitectnicas y constructivas.

Forma y dimensin del edificio

Orientacin con respecto al viento

Localizacin y tamao de las aberturas de entrada y salida de aire

Tipo de ventanas y sus accesorios

Elementos arquitectnicos exteriores e interiores.

Cada una de ellas causa un efecto en el flujo el aire alrededor del edificio, pero principalmente enfocndose a las caractersticas resultantes del movimiento de aire en el interior del espacio.

Variables del vientoLas primeras variables que se deben considerar son:

* Velocidad

* Direccin

* Frecuencia

* Turbulencia

Ventilacin naturalVientos convectivos

Son fuertes gradientes de presin, la circulacin general de los vientos es frecuentemente dominada por vientos resultantes de pequea escala de gradientes de presin producidas por diferencias de temperatura dentro de la localidad.

El aire que se aligera por el calentamiento de las superficies es forzado a subir, mientras que el aire que es enfriado tiende a hundirse, creando de esa forma un pequeo sistema de circulacin convectiva en el cual tanto el flujo vertical como el flujo horizontal tienen la misma importancia, por tanto, los vientos convectivos se refieren a todos los vientos ascendentes, descendentes y horizontales que tienen su origen principal en las diferencias locales de temperatura.

La naturaleza y fuerza de los vientos convectivos depende de muchos otros factores, todos ellos relacionados con la temperatura y, en general, de todas las caractersticas del ambiente que afectan el calentamiento y enfriamiento.

Los principales sistemas convectivos son:

* Brisas de tierra y mar

* Vientos de ladera

* Vientos de valle

Efecto de los vientosEL VIENTO: EL CLIMA EXTERIOR EL VIENTO Y SUS EFECTOS EN LA ARQUITECTURA1.- ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS BAJO LOS EFECTOS MECNICOS DEL VIENTO2.- POLUCIN ATMOSFRICA Y PLANIFICACIN URBANA3.- VENTILACIN NATURAL DE LAS VIVIENDAS4.- CONFORT DE LOS ESPACIOS EXTERIORES CON RESPECTO A LOS EFECTOS MECNICOS DEL VIENTO

EL VIENTO: EL CLIMA EXTERIOR EL VIENTO Y SUS EFECTOS EN LA ARQUITECTURAEL VIENTO: Es un desplazamiento de aire generado por las diferencias de presin entre las masas de aire: el aire se mueve en las zonas de altas presiones (anticicln) a las zonas de bajas presiones (depresin).Su movimiento no es rectilneo o laminar, sino que es en forma de S o turbulento, curvndose y divergiendo del anticicln (en el sentido de las agujas del reloj) y convergiendo hacia la depresin (en el sentido inverso)

ANTICICLONDEPRESIONMOVIMIENTO LAMINAR(caso terico)MOVIMIENTO TURBULENTO(caso real)15Para una misma altitud, la velocidad disminuye cuando la rugosidad del suelo aumenta. Por ltimo, las turbulencias disminuyen con la altitud.

CAMPO

AFUERAS

CENTRO CIUDAD

CAPA LIMITE

La ventilacin se puede provocar explotando las diferencias de temperatura de presin entre dos puntos del edificio o utilizando el viento y los campos de presin que se establecen en torno al edificio.Estas diferencias pueden establecerse in situ bajo el efecto de la radiacin solar (entre zona soleada y zona a la sombra).

Reparticin del campo de presiones en torno a un edificio bajo el efecto del viento al nivel del suelo.

1 Aire a velocidad2 Zona en depresin3 El aire es atrado adems del efecto normal de termosifn, por la depresin provocada.

1 Presin Normal2 Zona en depresin3 Aire Velocidad4 Lminas tiende a juntarse

EFECTO BERNOULLI o VENTURI:A mayor velocidad del aire, disminuye la presin en su entorno

Cuando dos edificios o paramentos se hallan implantados de manera que formen un colector, se crea una aceleracin al nivel del suelo.

Al estrecharse, el pasadizo entre los dos edificios provoca una aceleracin del flujo.EFECTO ESQUINA: En el ngulo de un edificio de gran altura, las aceleraciones pueden ser elevadas. La arista vertical del edificio provoca perturbaciones.EFECTO DE PILOTES: El viento rodea el obstculo y es guiado por los pilotes, luego vuelve a salir ms abajo en forma de chorro de aire.EFECTO RODILLO: Sobre la fachada expuesta al viento de un edificio, este efecto repercute en la parte descendiente del flujo que se organiza en rodillo remolinante de eje horizontal.

Existen por lo menos tres razones para ventilar los recintos habitados:1. MANTENIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE HIGIENE2. CONFORT TERMICO3. ENFRIAR LAS ESTRUCTURAS INTERNAS DE EDIFICIO, POR INTERCAMBIO TERMICO ENTRE EL AIRE Y LAS PAREDES.

La Circulacin:

Misma del aire a travs del recinto se va a producir en la medida que la diferencia de presiones tienda a mantenerse y tambin, en la medida, que el diseo de entradas y salidas lo propicie. Es importante consignar que si falta alguna de stas el aire no se mover.

VENTILACIN:El movimiento del aire a la temperatura de la habitacin, o incluso a una temperatura ligeramente superior, a lo largo de nuestra piel nos da una sensacin de frescor.

Esto se debe a la eliminacin de calor del cuerpo a causa de corrientes convectivas, as como a causa de la evaporacin del sudor

suelo, las brisas naturales no debern ser bloqueadas por medio de rboles, arbustos u otros edificios. Los rboles de sombra se elegirn de forma que las ramas y hojas queden lo ms altas posibles por encima de la casa, permitiendo que las brisas pasen por debajo de stas.

23ALGUNOS RECURSOS PASIVOS LA EVAPORACIN

REFRIGERACIN MEDIANTE EL SUELO:

CONDUCTOS SUBTERRNEOS:.

Efectos de la topografa en el vientoComo la tierra es un slido y el aire un fluido, cualquier choque entre ambos resultar en una modificacin del movimiento del aire.

Turbulencia

Efectos de la vegetacin sobre el vientoLa velocidad del viento se reducir debido a la friccin con la vegetacin

Instrumentos para medir el viento...RadiosondaAnemmetros