Tema 3. Arquitectura y Clima
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Edificios Confortables de Máxima Eficiencia Energética
Profesor: Dr. Morales Ramírez José Diego
TEMA 3 Arquitectura y clima
Introducción
El clima, al igual que el término confort, ha sido definido de formas muy distintas por geógrafos,
arquitectos, climatólogos, etc. en diferentes épocas. El término clima viene del griego klima y su
significado etimológico es inclinación , pues en sus inicios hacía referencia a la forma en que inciden
los rayos solares sobre la tierra. Se define como un conjunto de factores o fenómenos atmosféricos y
meteorológicos que caracterizan una región y determinan las condiciones ecológicas propias del lugar
la suma total de las condiciones atmosféricas, que hacen de un lugar de la superficie terrestre más o
menos habitable para los seres vivos.
LAS CONSTRUCCIONES HUMANAS DEBEN ADECUARSE
BIOCLIMÁTICAMENTE PARA CONFORMAR UN HÁBITAT RACIONAL,
ECONÓMICO Y CON EL MAYOR GRADO DE EFICIENCIA QUE PERMITA
CADA MOMENTO HISTÓRICO.
El Clima El clima hace referencia al estado de las condiciones de la atmósfera que influyen sobre una determinada
zona, abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante
un periodo representativo
Estos elementos del tiempo y clima son:
Temperatura
Precipitación
Dirección del viento
Radiación solar
Nubosidad y visibilidad
Presión atmosférica
Composición y pureza del aire
Es importante conocer que tiempo y clima son conceptos diferentes; el tiempo se refiere a las condiciones
de los factores y elementos atmosféricos en determinado momento y lugar , y el clima en cambio se
enfoca en periodos de tiempo mas extensos.
Presenta: Hidalgo Vega Rafael
Sistema de clasificación climática de la República Mexicana El clima de la República Mexicana, como de cualquier otra parte del planeta, es producto de la
conjugación de los elementos y factores anteriormente señalados. Con esos antecedentes es posible
determinar el tipo de clima que caracteriza las diversas regiones del país, para el efecto se utiliza el
sistema propuesto por W. KOPPEN modificado por ENRIQUETA GARCIA, Para adaptarlo a las condiciones
de México. En dicha clasificación se utiliza una simbología apoyada en el empleo de letras mayúsculas
y minúsculas para definir las zonas de clima en función de la temperatura, los regímenes de lluvia y los
tipos de vegetación.
Temperatura
Es quizá en este punto donde es más común incidir cuando se habla de arquitectura bioclimática. Lo más
habitual, es aprovechar al máximo la energía térmica del sol cuando el clima es frío, por ejemplo para
calefacción y agua caliente sanitaria. Aprovechar el efecto invernadero de los cristales. Tener las
mínimas pérdidas de calor (buen aislamiento térmico) si hay algún elemento calefactor.
Cuando el clima es cálido lo tradicional es hacer muros más anchos, y tener el tejado y la fachada de la
casa con colores claros. Poner toldos y cristales especiales como doble cristal y tener buena ventilación
son otras soluciones. En el caso de usar algún sistema de refrigeración, aislar la vivienda. Contar delante
de una vivienda con un gran árbol de hoja caduca que tape el sol en verano y en invierno lo permita
también sería una solución.
Principales climas en México:
Dirección y velocidad del viento dominante
El viento es el desplazamiento horizontal del aire, este movimiento del aire es producido por diferencias
de presión atmosférica, atribuidas sobre todo, a diferencias de temperatura.
Como el peso del aire caliente es menor, éste asciende
sobre el aire más frío y pesado.
La dirección del viento es uno de los parámetros más
importantes, los vientos son nombrados en relación con
las direcciones en las que soplan. Así se habla de vientos
del Oeste, vientos del Este, vientos del Nordeste, etc.
La dirección del viento se mide mediante una veleta,
que consiste en un cuerpo montado sobre un pivote de
tal manera que puede rotar libremente sobre un eje
vertical e indica la dirección de la fuerza resultante
sobre ella, provocada por la presión que ejerce el viento
que pasa a través del eje vertical.
Ventilación de verano:
Ventilación de invierno:
Radiación solar
Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El aprovechamiento de la energía
solar por parte de la arquitectura, sea para calefacción o para producción de energía eléctrica, suele
requerir el empleo de elementos constructivos específicos.
Los más importantes son los colectores solares y los sistemas acumuladores de calor, así como las
distintas estructuras de cubierta energética que, en principio, constituyen un caso particular de
construcción con colectores solares.
La orientación de un edificio responde a su destino: la necesidad de luz natural, el interesa utilizar la
radiación solar para calentar el edificio o por el contrario, la necesidad de protegerlo para que no se
caliente, la presencia de vientos que puedan enfriarlo o calentarlo, son pará metros cuantificables y que
deben considerarse cuando se decide cómo orientar el edificio. El Observatorio de Radiación Solar dentro
de sus funciones como Centro Regional de Radiación, ofrece a profesionales e instituciones de los países
miembros de la AR-IV, usuarios de instrumental para medir radiación solar, su servicio de referenciación
de pirheliometros y piranometros (radiómetros en general) contra instrumentos de referencia estándar,
reconocidos por la Orgaizacion Meteorologica Mundial
Nubosidad y visibilidad La nubosidad es la fracción de cielo cubierto con nubes, en un lugar en particular.
la nubosidad se expresa en octas, u octavos de la bóveda celeste. Ésta es dividida en 8 partes por el
operador, quien evalúa el número de esas partes que están cubiertas por las nubes.De este modo se
puede estimar el rango de visibilidad del observador.
No se pueden hacer mediciones bajo condiciones de
visibilidad muy baja (por ejemplo, en caso de niebla).
La nubosidad es máxima en invierno y mínima en
verano. Durante el día suele ser máxima alrededor de
las 14 horas, momento de máxima ascendencia del aire.
Si se considera la latitud, las zonas de máxima
nubosidad están en la zona ecuatorial y entre los 60 y
70º, las de mínima nubosidad hacia los 35º y las regiones
polares.
VISIBILIDAD: Es la cualidad perceptible, que permite ver
objetos a una determinada distancia. La capacidad de
cuantificar la visibilidad es importante para planificar y
apoyar las operaciones aéreas. Es por ello que los
aeropuertos consideran dos tipos de cálculo de:
Meteorológica y rango visual de pista.
Presión atmosférica Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre. Algo importante que debemos
considerar. Ya vimos, por el ejemplo inicial, que todo cuerpo genera una presión, pero esta presión que
ejerce depende de su estado (sólido, líquido o gaseoso). Los sólidos generan presión solo hacia abajo.
Los líquidos generan presión hacia todos sus costados y hacia abajo. Y los gases generan presión por todo
su derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo, por la propiedad más importante
que los caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los contiene. Como la presión atmosférica se
debe al peso del aire sobre un cierto punto de la superficie terrestre, es lógico suponer que cuanto más
alto esté el punto, tanto menor será la presión, ya que también es menor la cantidad de aire que hay en
su cima. Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay en la parte más alta es menor que la
que hay sobre una playa, debido a la diferencia de nivel.
Tomando como referencia el nivel del mar,
donde la presión atmosférica tiene un valor
de 760 mm, se comprueba que, al medir la
presión en la cumbre que se encuentra a
unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la
presión atmosférica vale aproximadamente
635 mm; es decir, la presión disminuye con
la altura.
Composición y pureza del aire
El aire es tan necesario que los seres vivos podríamos sobrevivir sólo
unos cuantos minutos sin él, mientras que sin agua sobreviviríamos
algunos días y sin comida más de un mes. En el aire se encuentran los
elementos necesarios para realizar las funciones vitales de todo ser. Su
presencia permite la existencia del fuego, el sonido, el viento, las
nubes, las lluvias, etcétera.
En la siguiente tabla aparecen los principales componentes del aire, en
orden decreciente de abundancia.
La composición del aire varía según la estación y la altitud,
entre otros factores. Las concentraciones presentadas en la
tabla anterior son aproximadas.
El aire es una mezcla de gases que tiene la propiedad de ser
elástico debido a que se puede dilatar y comprimir; forma una
capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que
rodea a nuestro planeta.
El aire limpio del campo puede contener monóxido de carbono,
metano, amoniaco, bióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y
ozono. Estos gases, que normalmente se consideran
contaminantes, pueden tener su origen en procesos naturales
que los producen en pequeñas cantidades.