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TESIS DEL MASTER “ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIOAMBIENTE”

Autor: RENATO PERINI

Tutor: HELENA COCH

Septiembre 2009

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA

REHABILITACIÓN ENERGÉTICA Y AMBIENTAL DE EDIFICIOS DE OFICINAS

EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL

OBJETIVOS

Macro-objetivo:

TRAER A LA VISTA EL PROMISOR CAMPO DE LAS REHABILITACIONES AMBIENTALES Y ENERGÉTICAS

Objetivos Específicos:

ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS APLICABLES REHABILITACIÓN AMBIENTAL Y ENERGÉTICA

EDIFICIOS DE OFICINAS

CLIMA CÁLIDO HÚMEDOCLIMA CÁLIDO HÚMEDO

PROPUESTAS DE SOLUCIÓN AMBIENTAL Y ENERGÉTICA

RENATO PERINI OBJETIVOS




METODOLOGIA

ÁMBITO TEÓRICO

INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA Exposición de ConceptosEjemplos de Aplicación

TABLAS, IMÁGENES Y ESQUEMAS GRÁFICOS

A posteriori (Doctorado):

COMPROBACIÓN DE LOS RESULTADOSExperimentos en ambientes reales Aparatos de Medición y Simulaciones Informáticas

RENATO PERINI METODOLOGIA




ESTRUCTURA

1. EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDOCaracterísticas del Clima

Premisas del Confort Ambiental

Análisis Bioclimático

2. LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASILLa Arquitectura Modernista Brasileña

Los edificios de la Red Sara Kubitschek

El mercado de la construcción en Brasil

3. LA REHABILITACIÓNColección de datos, Análisis y Evaluación

Evaluación Ambiental de la Situación Existente

A t d M di ióAparatos de Medición

Simulaciones Informáticas

Parámetros Estratégicos de Control Ambiental y Energético

Estratégias de Rehabilitación Ambiental y Energética: el entorno, la forma, la piel, el interiorg y g , , p ,

Propuestas de Solución Ambiental y Energética: Soluciones Energéticas, Lumínico-visuales Y Climáticas

4. CONSIDERACIONES FINALES

RENATO PERINI INDICE




INTRODUCCIÓN

LOS EDIFICIOS

Construcción

U

60% RECURSOS EXTRAÍDOS

Uso

Mantenimiento

Demolición 40% ENERGÍA

EDIFICIOS PÚBLICOS Y COMERCIALES EN BRASIL 50% ENERGÍA CONSUMIDA

CONDICIONAMIENTO AMBIENTAL

POR MEDIOS ARTIFICIALESSATISFACIÓN DEL USUÁRIO

PRODUCTIVIDADREHABILITACIONES

CONSCIENCIA ECOLÓGICA

IMPACTOS AL MEDIO AMBIENTE

REHABILITACIONES

AMBIENTALES Y ENERGÉTICAS

DE EDIFICIOS EXISTENTES

RENATO PERINI INTRODUCCIÓN

IMPACTOS AL MEDIO AMBIENTE




1. EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO




Características del Clima

Temperaturas medias elevadas con pequeñas variaciones día-noche y estacionales;

Humedad relativa alta a lo largo del año

Nebulosidades frecuentes y precipitaciones irregulares, principalmente en veranog p p

Radiación solar intensa y predominantemente difusa

VENTILACIÓN NATURAL Y PROTECCIÓN SOLAR

DESEABLES

CONSTRUCCIONES TRADICIONALESEstrechas y alargadasPoco asentadas BalconadasCubiertas amplias y ventiladasElementos de protección solar

RENATO PERINI EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA TROPICAL CÁLIDO HÚMEDO




Premisas del Confort Ambiental




Factores de Confort: USUÁRIO

SOCIALES FISIOTEMPORALES FISIOLÓGICOS PSICOLÓGICOS

Parámetros Ambientales : ESPACIO

TEMPERATURA AMBIENTEVELOCIDAD DEL AIREEFECTO RADIANTEEFECTO RADIANTEHUMEDADLUMINANCIASetc.

TRANSMISIÓN DE CALOR

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS CERRAMIENTOS

ALTA HUMEDAD

Factores y Parámetros del CONFORT TÉRMICO

LOS CERRAMIENTOS

MASA Y COLOR DE LA SUPERFÍCIE EXTERNA

RADIACIÓN SOLAR INTENSA





1.3 Análisis Bioclimático




ESTRATÉGIAS DE CLIMATIZACIÓN:

1- Zona de Confort;2- Zona de Ventilación;3- Zona de Resfriamiento Evaporativo;4- Zona de Masa Térmica para Resfriamiento;5- Zona de Aire Condicionado;5 Zona de Aire Condicionado;6- Zona de Humidificación;7- Zona de Masa Térmica y Calentamiento Solar Pasivo;8- Zona de Calentamiento Solar Pasivo;9- Zona de Calentamiento Artificial.

ÁBACO PSICROMÉTRICO: Datos referentes a la ciudad de Río de Janeiro (UFSC/LABEEE)





1.3 Análisis Bioclimático




ÁBACO PSICROMÉTRICO: Datos referentes a la ciudad de Río de Janeiro (UFSC/LABEEE)





2. LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASIL




EL EDIFICIO

EL CLIMA

ARQUITECTURA VERNACULAR BIOCLIMÁTICA

EL USUARIO

ARQUITECTURA DE ESTILO (modismos) INDIFERENTE AL REGIONALISMO Y A LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS LOCALESCONDICIONES CLIMÁTICAS LOCALES

RECHAZO A LOS CONDICIONANTES BIOCLIMÁTICOS

ÍCONSUMIDORA DE MUCHA ENERGÍAEDIFICIOS DE OFICINAS

CONCENTRADORA DE MASAS DE CALOR

GRANDE EMISORA DE CO2G SO CO

RENATO PERINI LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASIL







La Arquitectura Modernista Brasileña

SOLUCIONES ARQUITETÓNICAS MODERNISTAS

ASPECTOS FORMALES DE CARÁCTER BIOCLIMÁTICOEj: Lamas tipo Brise-Soleil y celosias j p y

PARA ALGUNOS CRÍTICOS, LA INTENCIÓN DE ESTA ARQUITECTURA ERA SIMPLEMENTE ESTÉTICA

Antigo Ministerio de Educación, en Río de Janeiro

BRISES-SOLEIL

Protección solar


Conforto Térmico y Visual




Los edificios de la Red Sara Kubitschek




CONFORT AMBIENTALCULTURA LOCAL SENTIDO HUMANO DE LA ARQUITECTURA

ESPACIOS CON PERMANENTE CONTACTO CON EL EXTERIOR

VENTILACIÓN VERTICAL:Galerías subterraneasRenovación de aireTérmica y higienica

ILUMINACIÓN NATURALILUMINACIÓN NATURAL

ESTRATÉGIAS DE CONTROL AMBIENTAL:ShedsCerramientos praticablesColores clarosColores claros





2.3 El mercado de la construcción en Brasil




MERCADO DE LA CONSTRUCCIÓN

Arquitecturas de estilo

Transparencia excesivaAusencia de elementos de protección solarRechazo de la ventilación naturalArquitecturas de estilo

Soluciones pobres en valor ambiental y energéticoEspeculación imobiliariaFalta de normativas reguladoras más eficazes

Rechazo de la ventilación naturalGanancias térmicasPrioridad a los sistemas artificiales de iluminación y condicionamiento térmico





2.3 El mercado de la construcción en Brasil




GASTOS ENERGÉTICOS

MERCADO DE LA CONSTRUCCIÓN

Arquitecturas de estilo

Transparencia excesivaAusencia de elementos de protección solarRechazo de la ventilación natural

INNECESARIOS

Arquitecturas de estiloSoluciones pobres en valor ambiental y energéticoEspeculación imobiliaria Falta de normativas reguladoras más eficazes

Rechazo de la ventilación naturalGanancias térmicasPrioridad a los sistemas artificiales de iluminación y condicionamiento térmico





3. LA REHABILITACIÓN




REHABILITAR EDIFICIOS EXISTENTES Niveles de intervención ambiental y energética

ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS Nuevas construcciones + Edificaciones existentes

É

Evaluación Ambiental de la situación existente Colección de datos, Análisis y Evaluación

REHABILITAR EDIFICIOS EXISTENTES

Familiarización con los proyectos y mapas del sítio

Visitas ao local

ASPECTOS TÉRMICOS

ASPECTOS LUMÍNICOS

ASPECTOS ACÚSTICOS Tomada de datos:mediciones y encuestas

Aparatos de Medición

ASPECTOS ACÚSTICOS

Aparatos de Medición

RENATO PERINI LA REHABILITACIÓN







Simulaciones Informáticas

Ecotect Radiance Dialux

Archisun Radit





Parámetros Estratégicos de Control Ambiental y Energético




DISEÑO BIOCLIMÁTICO ADECUADO

COMPORTAMIENTO AMBIENTAL Y ENERGÉTICO DE UN EDIFÍCIOENERGÉTICO DE UN EDIFÍCIO

ÓUBICACIÓN

ORIENTACIÓN

EL ENTORNO Y EL MICROCLIMAO O C OC

LA FORMA

EL TRATAMIENTO DE SU ENVOLVENTE

LOS ACABADOS DEL INTERIOR, ETC.








LES

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Estratégias de Rehabilitación Ambiental y Energética: el entorno, la forma, la piel, el interior





Propuestas de Solución Ambiental y Energética




Soluciones Energéticas

Sistemas automatizados de t l bi t lcontrole ambiental:

Aire condicionado

Alumbrado artificial

Fuentes alternativas de energía:

Reduce la dependencia energética de la edificación al s ministro públicosuministro público

Integración de los sistemas

Ahorro de energía

teg ac ó de os s ste asartificiales a los sistemas pasivos








Soluciones Lumínico-VisualesSoluciones Lumínico Visuales

P t ió l di t

Repisas de Luz (light shelf)

Protección solar directa

Incremento de la iluminación natural de las zonas más interiores

Niveles de luminancia de una oficina (cd/m²)

Simulación lumínica creada con


el Radiance (SOSA,2004)







Soluciones Lumínico-Visuales

Protección contra ganancias

Brises-Soleil Praticables

gtérmicas por la radiación solar directa

Reguladores lumínicos

Evitan el deslumbramientoEvitan el deslumbramiento

Distribución de luz natural hacia las zonas más profundas

Lamas praticables permitenLamas praticables permiten flexibilidad y adaptación a las condiciones exteriores

Conductos de luz natural

Proporcionan luz difusa o conducen rayos solares atenuado a zonas internas








Soluciones Lumínico-VisualesSoluciones Lumínico Visuales

E it l d l b i t

Persianas Automatizadas

Evitar el deslumbramiento

Logra niveles de comodidad visual satisfatorios

Promueven la uniformidad

Controla la luz natural que penetra en el ambiente interior

Promueven la uniformidad lumínica del espacio

Superfícies claras de las superficies de los acabados y elementos transparentes de separación interior

Lámparas de uso individual








Soluciones ClimáticasSoluciones Climáticas

Plantas poco profundas privilegiando la iluminación natural y la ventilación cruzada. y

Elementos sombreadores para control de la radiación

Persianas Fijas Reflectantes

Cuando aplicadas en cojunto con una repisa de luz evitan ganancias térmicas por radiación directa sin comprometer la iluminación pnatural. Pueden ser facilmente instaladas sobre fachadas existenes.









Pueden ser autoportantes o

Galerías ventiladas en fachadas

Pueden ser autoportantes o conectadas a la fachada existente

Proporcionan una zona intermedia sombreada revestidas por vegetación, persianas o doble acristalamiento

Vegetación en fachadas

Pueden ser autoportantes oPueden ser autoportantes o conectadas a la fachada existente

Modifica el microclima

Proporciona sombra y aire fresco en el interior

Hay que tener cuidados con el incremento de la humedad


incremento de la humedad








Permite al usuario mayor control de las

Lamas o persianas practicables

Permite al usuario mayor control de las condiciones interiores de confort

La practicabilidad de estos dispositivos posibilita modificaciones, de acuerdo con las condiciones exteriores

Vidrio reflectante de baja emisividad

El vidrio con caracteristicas fl t t t ibreflectantes contribuye para

la reducción de la transmisión de calor hacia el interior.

Refleja grande parte de la radiación incidente


radiación incidente








Aberturas opuestas, Patios y Conductos de Extracción de Aire

Double-glazed skin: piel ventilada con doble vidrio

Ventilación cruzada y La entrada y el movimiento de aire fresco en el interior de una oficina son imprescindibles para la salubilidad y el confort térmico del espacio laboral.

Ventilación cruzada y refrigeración nocturna: promovidas por diferencia de temperaturas y de presión

- Ventilación cruzada: condicionada por la presencia de aberturas en lados opuestos

- Efecto chimenea: promovido por la presencia


de patios o conductos de extracción aire.








P d

Pantallas

Ad á d f lPueden actuar como:-Dispositivo de retardo térmico, de uso interior.

-Elemento de fachada que promueve

Además de favorecer la comodidad visual, también pueden ayudar a disminuir las ganancias de calor por las fachadas

regulación, difusión o detención lumínica;

-Elemento opaco exterior que actúa como barrera contra las acciones

Crea una capa de aire aislante que retarda el flujo de energía térmica hacia el interior de lacomo barrera contra las acciones

energéticas;térmica hacia el interior de la edificación.

El t b difi i á b l t


Elemento-barrera: un edificio, un muro, árboles, etc




4. CONSIDERACIONES FINALES

SITUACIÓN AMBIENTAL Y ENERGÉTICA MUNDIAL

REHABILITACIONES DE EDIFICIOS

REDUCCIÓN DE LOS C OS C S OS S

UN CAMPO EXTENSO DE OS S

SATISFACIÓN DEL USUARIO

CALIDAD DE LAS EDIFICACIONESIMPACTOS CAUSADOS PELAS

ACTIVIDADES DEL HOMBREPOSIBILIDADES DE

INTERVENCIÓNEDIFICACIONES

CONFORT AMBIENTAL INTERIOR

EFICIENCIA ENERGÉTICA

ESTABLECIMIENTO DE NORMATIVAS MÁS RÍGIDAS, PRINCIPALMENTE SOBRE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN

ESTRATÉGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO

+EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LAS CONSTRUCCIONES

+

SOLUCIONES NATURALES DE CONTROL AMBIENTAL Y DE

EFICIENCIA ENERGÉTICA APLICADAS A EDIFÍCIOS

CLIMAS CÁLIDOS HÚMEDOS:

ENFOQUE PRINCIPAL EN LA PROTECCIÓN SOLAR Y EN EL

MOVIMIENTO DEL AIREINCORPORACIÓN DE LOS

CONCEPTOS DEL BLIOCLIMATISMO Y DE LA

SOSTENIBILIDAD EN LA ARQUITECTURA

C S C OSEXISTENTES

MOVIMIENTO DEL AIRE

RENATO PERINI CONSIDERACIONES FINALES

ARQUITECTURA

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