11/6/2019

1

2019

TALLER VERTICAL DE PROCESOS CONSTRUCTIVOSCREMASCHI • SAENZ

EL CLIMA

EL SUELO

LAS FUNDACIONES

LA ENVOLVENTE

LA ESTRUCTURA

ENVOLVENTES ENERGÍA LA MATRIZ ENERGÉTICA

GAS

PETROLEO

HIDRAULICA

BIOMASA

NUCLEAR

CARBON

OTROS

LA MATRIZ ENERGÉTICA ARGENTINA

FOSILES NO FOSILES POBLACION

GAS Y PETRÓLEO EÓLICA HIDRÁULICA SOLAR ATÓMICA POBLACIÓN

LA ENERGÍA Y LOS CENTROS DE DEMANDA

1 2

3 4

5 6

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2

ASOLEAMIENTO

VIENTO

EL SOL Y EL VIENTO EL SOL Y EL VIENTO EN ARGENTINA

12,5

12

11,5

11

10,5

10

9,5

9

8,5

8

7,5

7

6,5

6

5,5

5

4,5

4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

VELOCIDAD DEL VIENTO

RADIACIÓN SOLAR ARGENTINA

HORASDIARIAS

VARIACIÓN VERANO

INVIERNO

A 2,44 40%

B 3,14 30%

C 3,95 25%

D 4,19 20%

E 4,42 15%

F 4,65 10%

RADIACION SOLAR ENERO DICIEMBRE HELIOFANIA ENERO DICIEMBRE

FASE DE CONSTRUCCION

Desde la extracción de los metales hasta la

edificación.

FASE DE USO

Años durante los cuales el edificio

se mantiene operativo.

FASE DE REMODELACION

Mantenimiento estructural y los

procesos operativos.

FASE DE DEMOLICION

Procesos implicados en el

derrumbe, traslado y

tratamiento de los escombros

CIC

LO D

E V

IDA

DE

UN

ED

IFIC

IO

CO

NSU

MO

EN

ERG

ETIC

OEM

ISIO

NES

D

E C

O2

GEN

ERA

CIO

N

DE

RES

IDU

OS

Empezaremos a hacerlo si mejoramos las fachadas y cubiertas de nuestros edificios y los dotamos del aislamiento óptimo; si conseguimos garantizar la máxima estanqueidad de los cerramientos y la mejor calidad del aire interior sin pérdidas innecesarias de energía.

Una vez reducida al máximo la demanda de energía de nuestro edificio, podremos utilizar siempre que sea posible, energías renovables que provengan de fuentes limpias

Utilicemos equipos eficientes de acondicionamiento necesarios para el confort.

REDUCCIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA.

La energía más limpia y más económica es laque no usamos. Este es el principio, consumirlo necesario y racionalizar el uso que hacemosde la energía.

USO DE ENERGIAS RENOVABLES.

EQUIPOS EFICIENTES.

ORIENTACIÓN

DISEÑO EFICIENTE O FACTOR DE FORMA

La envolvente del edificio y su factor de formason otra de las claves del edificio eficiente.

Una correcta orientación de los espacios del edificio influye sobremanera en el consumo

energético.

7 8

9 10

11 12

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3

En verano el sol incide directamente sobre la pared y no sobre el edificio, calienta el aire de la cámara, disminuye su densidad y por convección asciende ocupando el lugar el aire fresco. Este fenómeno denominado “efecto chimenea”, evita la acumulación de calor en la fachada. El aislante térmico aporta una protección adicional contra los agentes atmosféricos.

En invierno entran en juego otros factores, ya que la radiación solar no es suficiente para conseguir estos movimientos del aire. En este caso la fachada actúa como un acumulador de calor, ayudando a la cámara de aire a la estabilidad térmica del sistema. El aislante térmico impide la pérdida de calos del edificio.

¿En qué climas podría no utilizar barrera de vapor? ¿Por qué?

¿En qué climas no debería dejar de utilizar barrera de vapor? ¿Por qué?

¿Con qué otro recurso puedo reemplazar la barrera de vapor? ¿Por qué?

LA BARRERA DE VAPOR NO ES NECESARIA

NUNCA DEBO OLVIDAR LA BARRERA DE VAPOR

NO TENGO MATERIALES IMPERMEABLES AL PASO DEL VAPOR

SI NO PASA EL AGUA TAMPOCO PASA EL VAPOR

¿Hay materiales que son aislantes al agua y al vapor? ¿Por qué?

¿Hay materiales que son aislantes al agua y NO al vapor? ¿Por qué?

¿Hay materiales que son aislantes al vapor y NO al agua? ¿Por qué?

Nivel A Nivel B Nivel C Nivel A Nivel B Nivel C

I y II 0,45 1,10 1,80 0,18 0,45 0,72

III y IV 0,50 1,25 2,00 0,19 0,48 0,76

Zona

bioambiental

Techos

Valores máximos de transmitancia térmica (W/m2.K) para

condiciones de verano 

Muros

Nivel A Nivel B Nivel C Nivel A Nivel B Nivel C

-5 0,31 0,83 1,45 0,27 0,69 1,00

-4 0,32 0,87 1,52 0,28 0,72 1,00

-3 0,33 0,91 1,59 0,29 0,74 1,00

-2 0,35 0,95 1,67 0,30 0,77 1,00

-1 0,36 0,99 1,75 0,31 0,80 1,00

>0 0,38 1,00 1,85 0,32 0,83 1,00

TED (ºC)Muros Techos

Valores máximos de transmitancia térmica (W/m2.K) para

condiciones de invierno 

w/(m².°C)kcal/

(m².hora.°C)

Muro de Ladrillos HCCA 20,00 0,54 0,47

Muro de Ladrillos HCCA 17,50 0,62 0,54Muro de Ladrillos HCCA 15,00 0,70 0,60

Muro doble LH12 + cámara de aire2 cm + LH12 revocado en ambas caras 2 cm

Muro doble LH12 + cámara de aire2 cm + LH12 revocado en ambas caras 2 cmMuro de ladrillo cerámico portante de 18 cm

revocado en ambas caras 1 cm20,00 1,31 1,13

Muro de ladrillo cerámico portante de 12 cm

revocado en ambas caras 1 cm15,00 1,55 1,33

Muro de ladrillo hueco 12 cm revocado en

ambas caras 1,5 cm15,00 1,74 1,50

Muro de ladrillo común de 12 cm revocado en

ambas caras15,00 2,68 2,30

30,00 1,01 0,87

Espesor

(cm)Descripción del Muro

Transmitáncia

Térmica k

30,00 0,91 0,78

X X P X X

X X X P X

13 14

15 16

17 18

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4

SólidosSe presentan de forma y volumen constante.

Sus características

generales son la rigidez y la regularidad

de sus estructuras.

PlasmaEs un estado fluido similar al gaseoso

pero en el que

determinada proporción de sus

partículas están cargadas

eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético.

LíquidosTienen volumen pero

no forma fija. Se caracterizan por la

variabilidad de sus formas y la

especificidad de sus propiedades.

GasesNi su forma ni su

volumen son fijos. Se caracterizan por la

variación de volumen que experimentan

cuando cambian las condiciones de

temperatura y presión.

ESTADOS DE LA MATERIA ESTADOS DE LA MATERIA

S O L I D O L I Q U I D O G A S E O S O

ESTADOS DE LA MATERIA

SólidosSe presentan de forma y volumen constante. Sus características generales

son la rigidez y la regularidad de sus

estructuras.

GasesNi su forma ni su volumen son fijos. Se caracterizan

por la variación de volumen

que experimentan cuando cambian las condiciones de

temperatura y presión.

LíquidosTienen volumen pero no

forma fija. Se caracterizan por la variabilidad de sus

formas y la especificidad de sus propiedades.

HUMEDAD RELATIVA Y HUMEDAD ABSOLUTA

19 20

21 22

23 24

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5

LEYES DE LA TERMODINAMICA

1º LEYPRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA

En la transformación de cualquier tipo deenergía, en energía calorífica, o viceversa, laenergía producida equivale, exactamente, a laenergía transformada, es decir que la energíano se crea ni se destruye, sólo se transforma.

2º LEY

Todos los procesos de la naturaleza tienden aproducirse sólo con un aumento de entropía yla dirección del cambio siempre es en la delincremento de la entropía, o que no existemáquina que, sin recibir energía exterior,pueda transferir calor a otro, (de mayortemperatura) para elevar su temperatura.

3º LEY

La entropía de todo sólido cristalino puro sepuede considerar nula a la temperatura delcero absoluto.

CONDUCCIÓN

FORMAS DE TRANSMISION DEL CALOR

Es la que se produce a través de un sólido.

CONVECCIÓN

A través de un fluido (líquido o gas).

RADIACIÓN

No necesita ningún medio físico. Se produce através de ondas electromagnética.

PROPIEDADES DE LA ENERGÍA

LEY DE CONSERVACIÓN DE

LA ENERGÍALa energía no se crea ni se destruye, sólo

se transforma

La energía puede transmitirse

(transferirse) de unos cuerpos o

sistemas materiales, a otros.

La energía puede transformarse de

unas formas a otras

TIPOS DE ENERGÍA

ENERGÍA CINÉTICA

ENERGÍA POTENCIAL

ENERGÍA INTERNA

ENERGÍA LUMINOSA

ENERGÍA NUCLEAR

Capacidad para realizar un trabajo en

función de la ENERGÍA en movimiento.

Capacidad de realizar un trabajo en virtud a la ENERGÍA

almacenada.

Es la temperatura

de los cuerpos

Asociada a la radiación solar

Asociada a los procesos de

fusión o fisión que tienen lugar en el

interior de los átomos.

ENERGÍA CINÉTICA

Capacidad para realizar un trabajo en

función de la ENERGÍA en movimiento.

ENERGÍA POTENCIAL

Capacidad de realizar un trabajo en virtud a la ENERGÍA

almacenada.

Es una propiedad de los organismos vivos que

consiste en su capacidad de mantener una condición

interna estable compensando los cambios en su

entorno mediante el intercambio regulado de materia y

energía con el exterior.

HOMEOSTASIS

Inst

itu

to d

el m

un

do

Ara

be

Jean

No

uve

l• P

aris

• 1

98

7

25 26

27 28

29 30

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6

K

K= 2,1 W/m²K

K= 2,6 W/m²K

Pared de 30 cmde ladrillo

macizo

K= 1,81 W/m²K

K= 1.40 W/M²kReducción: 50 %

CON 1cm DE AISLACIÓN TÉRMICA

K= 1.02 W/M²kReducción: 33 %

CON 2cm DE AISLACIÓN TÉRMICA

K= 0,60 W/M²kReducción: 71 %

CON 5CM DE AISLACIÓN TÉRMICA

K= 2.74 W/m²K

TECHO ORIGINAL

K= 0.78 W/m²K

TECHO CON 5cm AISLACIÓN TÉRMICA

K= 0,78 W/M²kReducción: 71 %

CON 5CM DE AISLACIÓN TÉRMICA

31 32

33 34

35 36

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7

INCIDENCIA DEL COLOR EN TECHOS DE CHAPA METÁLICA

Tse= 73 ºC Tse= 63 ºC Tse= 41 ºC Tse= 39 ºCMedición a las 13 horas:

Temperatura: 36º CRadiación solar: 950W/m2

PISOS

Es conveniente que se encuentren aislados, si bien no es necesaria toda su superficie, se recomienda utilizar material aislante térmico en forma perimetral del contorno, abarcando una franja de aprox. 1 metro y con un espesor mínimo de 1,5 cm.

Reduciendo 100% la transmitancia térmica del piso, sólo se disminuye la pérdida de energía en 10%.

HUMEDADES DE CONDENSACIÓNCONDENSACIÓN SUPERFICIAL

Presión de vapor.Temperatura de las superficies

Puentes térmicos

CONDENSACIONES INTERSTICIALESLa permeabilidad al vapor de agua

La localización del aislanteLa barrera de vapor

1 2

3 4

AISLANTE TÉRMICO

AISLANTE TÉRMICO

AISLANTE TÉRMICO

AISLANTE TÉRMICO

BARRERA DE VAPOR

37 38

39 40

41 42

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8

CARPINTERÍAS

Vidrio simple incoloro(K= 5,8 W/m2.K)

DVH: (K= 2,9 W/m2.K)

ahorro 52%

DVH + Low-E:(K= 1,8 W/m2.K)

ahorro 69%

DVH con Ar:(K= 1,5 W/m2.K)

ahorro 74%

HUMIDIFICACIÓNVENTILACIÓN

ZONA DE CONFORT

ASOLEAMIENTONECESARIO

30

40

20

10

00

50

DIAGRAMA DE OLGYAY

8060402000 100

Carta bioclimática adaptada para la norma NBR 15220-3 con estrategias por zonas.

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT ZONA DE

CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

ZONA DE CONFORT

HUMEDAD RELATIVA (%)

TBH ºC % DE HUMEDAD

TBS ºC

VENTILACIÓN

VENTILACIÓN DIURNA

VENTILACIÓN NOCTURNA

ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO

MASA TÉRMICA PARA

ENFRIAMIENTO

REFRIGERACIÓN

CALENTAMIENTO SOLAR

MASA TÉRMICA CON

CALENTAMIENTO SOLAR

HU

MID

IFIC

AC

IÓN

CALENTAMIENTO ARTIFICIAL

MUY CÁLIDO

TEMPLADO FRIO SUR DE

40º LT

CÁLIDO

FRIO NORTE DE 40º LS

TEMPLADO CÁLIDO

NORTE 30º LS

FRIO SUR DE 40º LS

TEMPLADO CÁLIDO SUR

30º LS

MUY FRIO NORTE DE 40º

LS

TEMPLADO FRIO NORTE

40º LS

MUY FRIO SUR DE 40º LS

MUY CÁLIDO

TEMPLADO FRIO SUR DE

40º LS

CÁLIDO

FRIO NORTE DE 40º LS

TEMPLADO CÁLIDO

NORTE 30º LS

FRIO SUR DE 40º LS

TEMPLADO CÁLIDO SUR

30º LS

MUY FRIO NORTE DE 40º

LS

TEMPLADO FRIO NORTE

40º LS

43 44

46 47

48 49

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9

ESCUELA EN BURKINA FASO • KÉRÉ ARQUITECTURA – 2009.

ESTRATEGIA DE VENTILACIÓN TIPO INVERNADERO EN VERANO.

Cuando el sol incide sobre una fachada se produceun recalentamiento de su superficie y del aire quese encuentre en contacto con ella. Los dispositivosbioclimáticos de calentamiento producen eseefecto en invierno y aprovechan el aire calientegenerado para la calefacción.

ESTRATEGIA DE VENTILACIÓN MURO TROMBE EN VERANO.

ESTRATEGIAS TIPO INVERNADERO Y EN MURO TROMBE, PARA EL INVIERNO:

Distribución y acumulación de aire caliente através de una doble piel en la casa por medio de lacaptación de calor en el invernadero.1. Distribución mecánica del aire caliente desde el

invernadero al resto de locales.2. Funcionamiento del muro trombe, por el día el

cristal permanece abierto.3. Distribución y acumulación del aire caliente a

través de un lecho de grava bajo el suelo.4. Funcionamiento del muro trombe, por la noche

el cristal permanece cerrado con una persiana.

1 2

3 4

Pérgola de sombra: para protección solar de la cubierta en verano y soporte del campo de captación solar térmica.

Captación fotovoltaica: integrada en parasoles y fachada técnica

Captación solar térmica: se aprovecha para ACS, calefacción, frío solar median máquinas de absorción.

Fachada ventilada: de plaquetas cerámicas. La fachada ventilada aprovecha la inercia térmica del muro interior y tiene el aislamiento en la cara exterior del muro de inercia.

Parasoles con protección solar: para asegurar sombra en verano y la ganancia solar en invierno e integrada por paneles fotovoltaicos.

Grandes huecos acristalados al sur: para ganancia solar directa a través de las ventanas.

Edificio CIEMAT • Madrid.Centro de Investigaciones Energéticas,

Medioambientales y Tecnológicas

Fachada técnica al oeste: es una falsa fachada que alberga la distribución de las instalaciones y que a su vez sirve de colchón térmico del cerramiento oeste en todas las épocas del año.

50 51

52 53

54 55

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10

Captación fotovoltaica: integrada en la cubierta de acceso vehicular.

Captación solar térmica: se aprovecha para ACS, calefacción y frio solar por máquinas de absorción.

Caldera y silo de biomasa: para la producción de energía restante necesaria para alcanzar el 100% de energía suministrada a través de fuentes renovables.

Disipación energética en el terreno: sistema de intercambio energético con el terreno mediante tubos de agua-agua

Fachada ventilada: de hirnigón reforzado con fibra de vidrio. La fachada ventilada aprovecha la inercia térmica del muro interior y tiene el aislamiento en la cara exterior del muro de inercia.

Alero de sombra: tomadas a la pérgola, aseguran sombra sobre las ventanas en verano.

Lamas de protección solar: aseguran sombra en verano y ganancia de calor en invierno.

Ventanas amplias: protegidas por la saliente del techo de sombra.

Pérgola de sombra: protección de la cubierta en verano y soporte del campo de captación solar térmica.

Edificio PSE ARFRISOL en Soria • España

ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS TRADICIONALES

• Muros exteriores de cerramiento de gran inercia térmica,para estabilizar las temperaturas interiores en los ciclosdía-noche, tanto en épocas frías como cálidas.

1

• Galerías acristaladas, en la orientación adecuada,trasdosadas con muros de gran inercia térmica paraaprovechar tanto el efecto invernadero, como laestabilización de temperaturas interiores.

2

• Cubiertas ventiladas de doble hoja.3

• Sombreamiento de cubiertas, mediante entoldados oumbráculos.4

• Sombreamiento de huecos acristalados con toldos opersianas externas.5

• Sistemas de ventilación natural simple y cruzada, duranteel día o la noche.6

• Patios interiores para captación solar en épocas frías ypara refrigeración natural en las cálidas.7

• Fuentes o láminas de agua para aumentar la humedadrelativa en zonas secas y disminuir la sensación térmica.8

• Corrientes de aire en zonas húmedas para disminuir lahumedad relativa y la sensación térmica.

9

• Chimeneas o torres de viento para extraer aire caliente ointroducir aire fresco en el interior de los edificios10

ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS ACTUALES

• Eliminación de puentes térmicos en la envolvente deledificio.

1

• Utilización de:• Sistemas de aislamiento de última generación.• Vidrios especiales de bajo coeficiente de

transmisión térmica y factor solar variable.• Carpinterías con rotura de puente térmico.• Cubiertas trasventiladas.• Cubiertas de agua o vegetales.• Pérgolas sobre cubierta, que además de sombrear,

pueden cumplir la función de alojar sistemasactivos de energía solar.

• Atrios interiores para captación y/o evacuacióntérmica y para iluminación.

• Chimeneas solares para ventilación diurna onocturna.

3

• Sistemas aire-aire o agua-agua de intercambio energéticocon el terreno.

4

• Sistemas radioconvectivos de exposición al cielo nocturno,para aprovechar la temperatura aparente del cielo denoche y el efecto convectivo de la temperatura nocturnadel aire.

5

• Sistemas naturales de ventilación o humectación.6

• Sistemas de control automático integral.7

• Sombreamientos exteriores manuales o mecanizados.2

56 57

58 59

60 61

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11

FUNDACIÓN BARREDOEDIFICIO DE OFICINAS BIOCLIMÁTICAS

CON FRÍO SOLARASTURIA - ESPAÑA

Sobrecubierta ventilada: en verano disminuye la carga térmica al permitirse la ventilación a través de rejillas en 2 orientaciones opuestas. En invierno las rejillas se cierran permitiendo el calentamiento de la cámara.

Fachada ventilada: en orientación norte y oeste con gran aislación térmica.

Captación solar térmica: se aprovecha el agua caliente para la calefacción por suelo radiante y para frio solar de la máquinas de absorsión.

Máquina de absorción: para refrigeración. Genera frio gracias al aporte energético del agua caliente de captación solar térmica. (frio solar).

Captación fotovoltaica: integrado en el vidrio de la galería para producir energía eléctrica.

Caldera y silo de biomasa: para la producción de energía restante necesaria para alcanzar el 100% de energía suministrada a través de fuentes renovables.

Gran superficie de acristalamiento al sur: para ganancia solar directa a través de ventanas. Galería invernadero. Rejillas automáticas permiten ventilación en verano, evitando el calentamiento.

Disipación energética en el terreno: se utilizan tubos de enfriamiento en el terreno debajo del edificio para disipar el calor producido por las máquinas de absorción.

Lamas de protección solar: de distintas profundidades según la orientación, para asegurar asoleamiento en invierno y sombra en verano.

Planta baja Planta primer piso

Planta segundo piso

43N

62 63

64 65

66 67

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12

(A) Chimenea metálica de efecto instantáneo.(B) Chimenea de obra con efecto acumuladorretardado.(C) Chimenea de obra con efecto invernaderoacumulador.

Para facilitar y acelerar este efecto, las chimeneas solarestienen expuesto su tramo exterior al sol para provocar unrecalentamiento de esa zona y de las masas de aire que seencuentren en esa zona. Ese aire no plantea ningúnproblema, pues al generarse por encima de la zonahabitable nunca podrá entrar en el edificio.Para que el efecto sea mayor puede pintarse exteriormentede negro o recubrirse con una cámara de aire y un vidriopara provocar el efecto invernadero. El efecto más rápido lotendremos en las chimeneas metálicas, debido a la altaconductividad del metal, pero aunque su capacidad deacumulación es alta lo sería más si la chimenea fuera unmuro de fábrica suficiente grueso; en esos casos los efectosde succión por el recalentamiento en el remate semantienen horas después de que deje de dar el sol.

The boxRalph Erskine1941, Djupdalen(Suecia)

Casa Somjai / NPDA studio2015 • Tailandia

68 69

70 71

72 73

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13

Muro trombe, casa ecológica. La Plata.

Centro tecnológico LeitatPich – Aguilera • Barcelona

74 75

76 77

78 79

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14

FIN

80