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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
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
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
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REHABILITACIÓN ENERGÉTICA Y AMBIENTAL DE EDIFICIOS DE OFICINAS
EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
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
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REHABILITACIÓN ENERGÉTICA Y AMBIENTAL DE EDIFICIOS DE OFICINAS
EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
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
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
1. EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO
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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
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Premisas del Confort Ambiental
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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
RENATO PERINI EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA TROPICAL CÁLIDO HÚMEDO
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1.3 Análisis Bioclimático
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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)
RENATO PERINI EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA TROPICAL CÁLIDO HÚMEDO
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1.3 Análisis Bioclimático
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ÁBACO PSICROMÉTRICO: Datos referentes a la ciudad de Río de Janeiro (UFSC/LABEEE)
RENATO PERINI EL CONFORT AMBIENTAL EN EL CLIMA TROPICAL CÁLIDO HÚMEDO
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2. LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASIL
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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
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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
RENATO PERINI LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASIL
Conforto Térmico y Visual
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Los edificios de la Red Sara Kubitschek
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
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
RENATO PERINI LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Y LOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN BRASIL
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
2.3 El mercado de la construcción en Brasil
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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
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2.3 El mercado de la construcción en Brasil
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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
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3. LA REHABILITACIÓN
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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
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Simulaciones Informáticas
Ecotect Radiance Dialux
Archisun Radit
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Parámetros Estratégicos de Control Ambiental y Energético
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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.
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OYE
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Estratégias de Rehabilitación Ambiental y Energética: el entorno, la forma, la piel, el interior
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Estratégias de Rehabilitación Ambiental y Energética: el entorno, la forma, la piel, el interior
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Propuestas de Solución Ambiental y Energética
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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
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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
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el Radiance (SOSA,2004)
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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
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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
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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.
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Soluciones ClimáticasSoluciones Climáticas
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
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incremento de la humedad
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
Soluciones ClimáticasSoluciones Climáticas
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
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radiación incidente
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REHABILITACIÓN ENERGÉTICA Y AMBIENTAL DE EDIFICIOS DE OFICINAS
EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
Soluciones ClimáticasSoluciones Climáticas
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
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de patios o conductos de extracción aire.
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EN EL CLIMA CÁLIDO HÚMEDO DE BRASIL
Soluciones ClimáticasSoluciones Climáticas
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
RENATO PERINI LA REHABILITACIÓN
Elemento-barrera: un edificio, un muro, árboles, etc
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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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