A LU M N A: P O C L I N T O M A N G U I L L A M A R I E L A

SISTEMAS BIOCLIMÁTICOS

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo

Facultad de ingeniería civil sistemas y arquitecturaEscuela Profesional de Arquitectura

EPA - UNPRG

CURSO:

ARQUITECTURA BIOCLIMATICA

DOCENTE:

ARQ. James rojas Quispe

ARQUITECTURA Y FORMA, CLIMA, ASOLEAMIENTO Y VENTILACIÓN

PRINCIPIOS BASICOS

LA FORMA Y EL CONTROL TERMICO

LA FORMA Y LA RECEPCIÓN SOLAR

ASOLEAMIENTO Y VENTILACION

SISTEMAS NATURALES

VENTILACION NATURAL – VENTILACION CRUZADA

La ventilación es la principal estrategia de climatización en los climas cálidos, tanto secos como húmedos.

Pero también en los climas fríos lo es, ya que es necesario protegerse del viento, y controlar las infiltraciones. Por otro lado, en los climas templados habrá épocas con necesidades de ventilación y otras de control.

SISTEMAS BIOCLIMATICOS

CLIMAS EN QUE SE USA

CALIDOS

HÚMEDOS

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO ALREDEDOR DE UNA CONSTRUCCIÓN

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO EN EL INTERIOR

1. La localización y tipo de abertura de entrada determina el patrón del flujo de aire a través de unedificio.2. La localización y tipo de abertura de salida tienen poca influencia en los patrones internos del flujo de aire, sin embargo entre más cambios de dirección (en el interior) sufra el aire, más se reducirá suVelocidad3.Relación entrada-salida.Cuando la abertura de entrada es más pequeña que la abertura de salida se incrementa la velocidaddel flujo interno

COMPORTAMIENTO DEL VIENTO DENTRO DEL EDIFICIO

ABERTURAS EN LA ENVOLVENTE:

ABERTURAS ENTRADA LUZ: Transparencia

ABERTURAS VENTILACIÓN: Permeabilidad

Reducción de tamaño y aberturas para ventilación.

Tamaños adecuados para entrada de luz y ventilación, con comunicación del interior y exterior.

CRITERIOS DE USO PARA LA VENTILACION CRUZADA

CLIMAS FRÍOS

CLIMAS TEMPLADOS

EDIFICIO VIVIENDA EN GEONA, ESPAÑA CIUDAD AUTOSUFICIENTE, SOSTENIBLE Y BIOCLIMÁTICA

ESCUELA FLOTANTE Y SOSTENIBLE PARA MAKOKO, AFRICA

VENTILACION NATURAL CRUZADA

LA ARQUITECTURA SUSTENTABLE, USA LA VENTILACIÓN CRUZADA, COMO RECURSO ESENCIAL PARA LA DISPOSICION DE ESPACIOS BRINDANDO CONFORT TERMICO A LOS ESPACIOS.

CAPTACIÓN

Vidriera verticalSuperficie de vidriera vertical al sur para calentar 1 m2 de superficie útilT invierno + 5º 0,17 m2

- 4º 0,27 m2(Con vidrio doble y aislante nocturno

La masa térmica adicional reduce las variaciones diarias de la temperatura del invernadero.

Superficies de color medio u oscuro

Agua: 200 litros / m2 de vidrio al sur

MASA TÉRMICA

Almacenamiento en grava para extraer calor del invernadero y acumularlo para la noche.Climas fríos de 0,25 a 0,5 m3

de grava 60 a 80 mm por m2 de vidrio.Climas templados de 0,5 a 1 m3

por m2 de vidrio.

CAPTACIÓN+MASA MASA TÉRMICA

EFECTO INVERNADERO

Las ventanas protegidas mediante persianas, alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menos radiación solar en verano, evitando el efecto invernadero.Por el contrario, este efecto es beneficioso en lugares fríos o durante el invierno, por eso, tradicionalmente, en lugares fríos las ventanas son más grandes que en los cálidos, están situadas en la cara exterior del muro y suelen tener miradores acristalados, para potenciar el efecto invernadero.

SISTEMAS BIOCLIMATICOS

SISTEMA USADO EN LUGARES FRIOS

PATIOS INTERIORES – ILUMINACION Y VENTILACION NATURAL

SISTEMAS BIOCLIMATICOS

LA TORRE PEARL RIVER

ILUMINACIÓN NATURAL

El edificio y sus espacios están diseñados para una mayor captación y aprovechamiento de la luz natural

Utiliza su cobertura para regular la luz que deje pasar, la temperatura y la radiación al interior de la estructura.

VENTILACIÓN

Torre de viento

Cubierta ventilada bajo teja a través de los rastreles.

Terraza a la catalana (ventilada)

Cubierta sobre tabiquillos (ventilada)

Desván no habitable

SISTEMAS RENOVABLES

SISTEMAS RENOVABLES

SISTEMAS DE ENERGIAS RENOVABLES

SISTEMA DRENAJE PLUVIAL

RECUPERDACION DE AGUA DE LLUVIA

RENOVACION DE AGUAS RESIDUALES

PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS – SISTEMA ENERGÉTICO

La energía solar térmica aprovecha la radiación del Sol para calentar un fluido que, por lo genertransformar los rayos solares en calor es, precisamente, el principio al, suele ser agua o aire. La capacidad de elemental en el que se basa esta fuente de energía renovable

SISTEMAS BIOCLIMATICOS- ENERGIAS RENOVABLE

¿COMO SE APROVECHA LA ENERGÍA SOLAR?

En días soleados bastará con que los rayos solares incidan directamente sobre nuestro sistema de captación

¿COMO FUNCIONA?

Cualquier materia experimenta un aumento de temperatura de modo natural al estar expuesta a la radiación solar. mientras una superficie negra absorberá toda la radiación visible (por esa razón la vemos negra), una blanca reflejará toda la radiación que llega hasta su superficie, por lo que su incremento de

Energía Solar Fotovoltaica consiste en la conversión directa de la radiación solar en electricidad, mediante un dispositivo electrónico denominado "célula solar". Este fenómeno físico es conocido como efecto fotovoltaico.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

LAS PARTES QUE INTEGRAN EL SISTEMA FOTOVOLTAICO

ACUMULADOR

Almacena la energía producida por el generador, para disponer de ella en días nublados o fuera de las horas de sol.

Asegura que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficiencia, evitando sobrecargas o descargas excesivas al acumulador.

Transforma la corriente continua de 12 V o 24 V en corriente alterna de 230V.

REGULADOR DE CARGA

INVERSOR

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Elevada calidad energética, con un coste energético nulo.

Mantenimiento y riesgo de avería muy bajo.

Instalación fácilmente modulable, con lo que se puede aumentar o disminuir la potencia instalada según las necesidades.

Energía descentralizada, en rápido desarrollo, lo permitirá reducir el costo y aumentar el rendimiento

Contribuye eficazmente a la reducción de emisión de CO2

VENTAJAS

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

FUNCIONAMIENTO DE LA PLACA FOTOVOLTAICA

PANEL TERMICO – SISTEMA ENERGETICO DE TEMPERATURA BAJA

SISTEMAS BIOCLIMATICOS- ENERGIAS RENOVABLE

Es un sistema que se basa en el aprovechamiento del efecto invernadero mediante colectores solares que captan la radiación del sol y la transforman en energía térmica que es transferida a un fluido calo portador.

La energía calorífica procedente de los rayos solares llega a los captadores , calentando el fluido que circula por su interior (agua con anticongelante). 

LAS PARTES QUE INTEGRAN EL SISTEMA

La acumulación se realiza en uno o varios depósitos que almacenan el agua caliente hasta que se precisa su uso.

Un circuito hidráulico constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc., que se encarga de establecer el movimiento del fluido caliente hasta el sistema de acumulación

Un sistema de intercambio realiza la transferencia de la energía térmica captada desde el circuito de captadores, o circuito primario, al agua que se consume.

Equipo de energía convencional auxiliar que garantiza la continuidad del suministro en caso de escasa radiación solar.

Sistema de regulación y control.

ESCUELA FLOTANTE Y SOSTENIBLE PARA MAKOKO, AFRICA

COMO INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS SE HA EQUIPADO CON PANELES SOLARES PARA GENERAR TODA LA ELECTRICIDAD QUE NECESITA Y SE HA PUESTO UN SISTEMA PARA RECOGER EL AGUA DE LLUVIA. 

PANEL FOTOVOLTAICO

EDIFICIO CONSORCIO SANTIAGO DE CHILE

SE SUGERÍA UTILIZAR UNA “PIEL” CON TERMO PANELES DE CRISTAL Y PANELES DE ACM 2, MATERIAL NOVEDOSO EN ESA ÉPOCA Y RECIÉN UTILIZADO EN EL EDIFICIO DE LA INTERAMERICANA EN EL CENTRO DE SANTIAGO (ALEMPARTE Y BARREDA, ARQTOS. ASOC., 1987-90)

EDIFICIO VIVIENDA EN GEONA, ESPAÑA CIUDAD AUTOSUFICIENTE, SOSTENIBLE Y BIOCLIMÁTICA

CAPTADORES FOTOVOLTAICOS, USADOS EN ESTE EFICIO POR LA CUAL TIENE UNA FUERTE INERCIA TERMICA POR LO QUE SE MANTIENE CALIENTE DURANTE EL DIA Y LA NOCHE SIN APENAS CONSUMO ENERGÉTICOS

Energía geotérmica es la energía que la Tierra almacena en forma de calor y que transmite desde sus capas internas hacia la parte más externa de la corteza terrestre. Es la menos conocida de las energías renovables y engloba el calor almacenado en rocas, suelos y aguas subterráneas, cualquiera que sea su temperatura, profundidad y procedencia.

CALEFACCIÓN Y REGRIGERACION - SISTEMA DE ENERGIA GEOTERMICA

SISTEMAS BIOCLIMATICOS- ENERGIAS RENOVABLE

A medida que se profundiza hacia el interior de la corteza terrestre la temperatura de la tierra se va incrementando a un ritmo de 2,5 a 3ºC cada 100 metros en la mayor parte del planeta.

Se  denomina recurso geotérmico a la porción del calor  que, desprendido desde el interior de la tierra, puede ser aprovechado por el hombre en condiciones técnicas y económicas. Se clasifican  en función de la temperatura del fluido geotermal que determinarán sus usos y aplicaciones. 

ENERGIA GEOTERMICA

BENEFICIOS

Alta temperatura (entre 150 y 400ºC) : Producción de electricidad mediante un ciclo de potencia semejante al utilizado en las centrales termoeléctricas convencionales: equipo de producción de vapor, grupo turbo-alternador y condensador.

Media temperatura (entre 100 y 150ºC): Pueden aprovecharse para producir electricidad en pequeñas centrales, pero necesitan un fluido intermedio, con mejor comportamiento termodinámico.

Baja temperatura (menos de 100ºC): Exclusivamente para usos térmicos, son los yacimientos más frecuentes y se encuentran en amplias zonas sedimentarias de la corteza terrestre.

Muy baja temperatura (menos de 30ºC): Casi la totalidad de la corteza terrestre constituye un enorme yacimiento de recursos geotérmicos de muy baja temperatura. El subsuelo es capaz de almacenar el calor que recibe del sol, y mantener una temperatura constante a partir de 10 metros de profundidad, pudiéndose aprovechar esta característica para climatización de viviendas y edificios mediante bombas de calor geotérmicas.

EDIFICIO EMICICLO SOLAR- MADRID ESPAÑA

El uso térmico industrial se da en grandes instalaciones que requieren un alto consumo de energía , como la producción de papel, textiles y alimenticias, siendo especialmente utilizada en la calefacción de invernaderos y en la acuicultura.La utilización de este tipo de energía en el sector residencial y en el de servicios permite disminuir el consumo de combustibles fósiles tanto en climatización como en la producción de agua caliente, además se adapta a cualquier sistema de acondicionamiento climático actual.

La geotermia es una fuente de energía duradera, ecológica y sostenible para la producción de calor y electricidad, no depende de las condiciones climáticas, de la estación anual ni del momento del día. Desde el punto de vista energético es una alternativa de alta eficiencia frente a los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración.

OTROS SISTEMAS

CUBIERTAS ECOLOGICAS• Disminuyen las superficies pavimentadas• Producen Oxígeno y absorben CO2• Absorben las partículas de polvo y suciedad del aire• Evitan el recalentamiento de los edificios y tienen un efecto aislante• Reducen las variaciones de temperatura día – noche• Disminuyen las variaciones de humedad en el aire

ALBERGUE PARA ANCIANOS - AFRICA FORUM HOMINI BOUTIQUE - HOTEL-AFRICA

• Reducen la entrada de ruido desde el exterior• Son incombustibles• Absorben la lluvia y alivian las escorrentías• Las hierbas generan aromas agradables• Dan alojamiento a insectos y escarabajos• Influyen positivamente en el estado de ánimo y la distensión de las personas• Además si se hacen bien, tienen una larga vida

CUBIERTAS ECOLOGICAS

PARKROYAL - HOTEL

SISTEMA AUTOMATIZADO DE CELOSÍAS

Este sistema está programado para aprovechar al máximo la iluminación natural. Funciona de forma motorizada, controlado por células voltaicas que siguen al sol.

SISTEMA DE PIELES EN LAS FACHADAS

Fachada de doble pared con acristalamiento de alto rendimiento. La doble piel en las fachadas es un sistema que se utiliza para controlar la radiación.

MENARA MESINIAGA (IBM TOWER) - MALASIA

SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO –MURO TROMBE

Los muros gruesos retardan las variaciones de temperatura, debido a su Inercia térmica.Un buen aislamiento térmico evita, en el invierno, la pérdida de calor por su protección con el exterior, y en verano la entrada de calor.

El muro trombre ubicado en la fachada Norte es contiguo a los dormitorios y a la cocina, que son ambientes que se beneficiarán del calor de manera directa. Estos ambientes cuentan además con teatinas en los techos, que al recibir la incidencia del sol la proyectan en las piedras colocadas debajo de las camas. El calor generado al encender la cocina mejorada es aprovechado de dos formas. La cocina cuenta con una puerta hermética, que permite aislar este ambiente y los dormitorios del resto de ambientes, lo cual hace que el aire caliente de la cocina circule hacia la izquierda y derecha ingresando a los dormitorios. Por otro lado, la chimenea expulsa los humos tóxicos fuera de la vivienda pero emite parte del calor hacia la exclusa.

ENERGÍA EÓLICA

El grado de integración del sistema de energía eólica en el edificio es total, con un cuidado diseño aerodinámico y estético.

Este edificio posee cuatro turbinas eólicas de eje vertical situadas estratégicamente en las plantas técnicas a 1/3 y 2/3 de altura, de forma que no afectan al confort de los usuarios por posibles ruidos y vibraciones, y son accesibles para el mantenimiento.

Combustible gratuito: Pearl River no es la primera torre que obtiene energía eléctrica mediante turbinas. En lo que sí es el único es en la utilización de turbinas con hélices , que se encuentran en el interior de cuatro aperturas en la fachada del rascacielos, y generan energía aprovechando vientos suaves desde múltiples direcciones. Las turbinas, probadas en vientos de hasta 225 kilómetros por hora, generarán hasta el 4% de la energía del edificio.