análisis bioclimático de la facultad de arquitectura de la uni

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y ARTES

ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURAARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA 3 A

CICLO 2014-1

TRABAJOPARCIALALVA GOÑAS, MAYKHIDALGO LAVADO, FREDERICKPORTOCARRERO PINEDO, FABIO

CÁTEDRA: ARQ. ENRIQUE GUZMÁN / ARQ. MARÍA QUICAÑO

Presentación

INTRODUCCIÓN

EVALUACIÓN DEL CONFORT TÉRMICO

A. ANÁLISIS DEL LUGAR

B. EVALUACIÓN DEL CONFORT TÉRMICO

C. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE LA ENVOLVENTE DEL EDIFICIO

D. SISTEMAS PASIVOS DE CALEFACCIÓN Y/O ENFRIAMIENTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA / FACULTAD DE ARQUITECTURA, URBANISMO Y ARTES / ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA / ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA 3 A / CICLO 2014-1

INTRODUCCIÓN

DEBIDO A QUE ALGUNAS IMÁGENES SON MUY PESADAS SE LAS ENVÍA EN UN ARCHIVO APARTE:DATOS CLIMATOLÓGICOSGRÁFICOS BIOCLIMÁTICOS DE OLGYAY Y GIVONIPLANOS DE LA FAUAAMBIENTES Y PUNTOS DE MEDICIÓN.

Ubicación: Rímac, Lima, PerúLatitud: 12° 01' 17.6'' SLongitud: 77° 03' 0.1'' OAltitud: 113 msnm

Evaluación de la edificación y su entorno

Fuente:Portal del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú SENHAMI. www.senhami.gob.pe / Google Maps 2014 maps.google.com.pe / Wikimedia 2014 upload.wikimedia.org

La Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Artes se encuentra en el campus de la Universidad Nacional de Ingeniería ubicada en la Av. Túpac Amaru 210 en el distrito de Rímac, Lima, Perú.

Entorno de la FAUA

Ubicación: Rímac, Lima, PerúLatitud: 12° 01' 17.6'' SLongitud: 77° 03' 0.1'' OAltitud: 113 metros

EL ENTORNO: Arbustos, pasto, flores y plantas diversas, distribuidas por los patios del campus y sus alrededores. La presencia del cerro influye en el viento y la nubosidad de invierno. No hay espejos de agua.

ZONA POSTERIOR DE LA FAUAVegetación en el límite del laboratorio de hidraulica. El agua estancada en verano atrae mosquitos.

Características naturales y artificiales

ZONA POSTERIOR: Límita con la FIC, con el laboratorio de Hidráulica.. Presencia de vegetación al este y norte, zonas frescas.

Ingreso al patio anfiteatro, protegida de los vientos, no existen edificaciones cercanas que influyan en el confort térmico.

El laboratorio de hidráulica no presenta edificios cercanos, su influencia radica en la vegetación de sus límites.

Fachadas ciegas colindan con la avenida, zona poco frecuentada.

Características naturales y artificiales

El pabellón H8 se protege del sol de la tarde y del ruido de la avenida con una fachada ciega. la vegetación es escasa.

La zona del estacionamiento está libre de obstrucciones, no influye de manera drástica en los vientos, el IPL sí lo hace.

El patio Rotonda está protegido del ruido por árboles, y está alejado de la avenida.

Cerca al auditorio la vegetación contribuye al frescor. un bloque de la FIC, obstruye el asolamiento por las mañanas.

Accesibilidad

POR ESTE: FICSon vías de salida hacia el lado posterior de la UNI, en dirección al coliseo. El edificio de la FIC no altera el asolamiento de FAUA, ni la dirección de vientos

POR EL NORTE: LAB. DE HIDRAULICATenemos como único acceso a la vía en dirección a la Puerta N° 5 de la Uni, el centro de hidráulica muestra un recorrido cerrado por la cual no hay manera de llegar a la FAUA.

POR EL OESTE: AV. TÚPAC AMARUNo existe acceso, excepto salvar el cerco.

POR EL SUR: IPLPor el Sur los accesos son por parte de la puerta N° 4 y N°3, que vienen siendo las vías más frecuentadas por los estudiantes, personal administrativo y Docentes en general. Son los accesos más prolongados a través del campus de la Universidad

Evaluación de la seguridad física del emplazamiento

PELIGROS NATURALESLa amenaza más seria es la de un eventual movimiento sísmico, pero dado que la FAUA se ha construido sobre un suelo rocoso, no representa un riesgo elevado. Tal como lo señala el CISMID. Esto se debe a que el periodo de amplificación sísmica es muy leve.

PELIGROS ART´RÓPICOSEl más grave es la presencia de balones de gas descubiertos y cercanos a la zona de mayor concentración de usuarios: hall.Los demás se harían evidentes en un sismo, por ejemplo por la falla de elementos estructurales debido a su tiempo de vida, la rotura de los vidirios de las ventanas de los talleres.

EVALUACIÓN DEL CLIMA Y EL CONFORT TÉRMICO

Cálculo del eje de confort bioclimático

ECUACIÓN DE FANGERta'= 29.4ºCta: Temperatura ambiental de neutralidad térmica para persona desnudata= ta' - 7.3ºC (Clo)ta: Temperatura de bienestar térmicapara persona vestida. Clo: 0.9ta1= 29.4ºC-7.3 (0.9)= 22.83ºC

INDICE DE LA UNIVERSIDAD DE KANSASVuK=0.245ta' + 0.033Pv - 6.471VuK: Voto de sensación térmica para una persona vestida con traje deinvierno (Clo: 0.6) -4 (Frío) 0 (Neutro) +4 (Calor)0=0.245ta' + 0.033(15 mmHg.)-6.471ta' =24,39ºCta2 = 24.39ºC + 7.3 (0.6) - 7.3 (1.3) = 19.28ºCLINEAS ISOTÉRMICASPromedio de las temperaturas MEDIAS de los tres meses más cálidos:(23.07+24.06+24.18) / 3 = 23.77ºCSi el promedio es 18.3ºC < ta3 < 29.5ºC Se usa ta3

TEMPERATURA EJE DE BIENESTAR TÉRMICOTEB= (Fanger+ Kansas+ Isotérmica)/3TEB = (22.83+ 19.28+ 23.77)/3 = 21.96ºC

Gráfico bioclimático de confort (Olgyay)

Segun estos datos la FAUA está en disconfort la mayor parte del año, por lo que en verano es necesario ventilar los ambientes exteriores con una velocidad de 3.0m/s, en los meses de otoño hasta con 1.5m/s. Dado que la HR, es alta, por encima del 60% no es necesario humedecer los ambientes. El asolamiento de los ambientes exteriores no es necesario durante todo en año a las 13 horas. En invierno es necesario abrigarse para alcanzar el confort y evitar que los ambientes estén expuestos a los vientos del sur y suroeste. Ver rosa de vientos.

Gráfico bioclimático de confort (Olgyay)

Para los ambientes interiores de FAUA, Givoni recomienda ventilación natural o mecánica en verano, mientras que en otoño, invierno y primavera es necesario ganar calor. mediante la incidencia indirecta de los rayos solares.

los ambientes están en confort a las 13 horas excepto en verano.

Proyección ortogonal

El recorrido solar tiende al sur en verano , mientras que en invierno se va al norte. Por lo que a comienzos del año la pérgola, ingreso y hall son ambientes frescos, mientras que en invierno se vuelven menos acogedores.Aunque si bien el sol está gran parte del año en el norte, la nubosidad no permite que los rayos solares incidan sobre los ambientes interiores., por lo que su aporte a mitigar la sensación de frío en esos días no es muy buena que digamos.

Evaluación de asoleamiento y ventilación

INVIERNO

Rosa de vientos del solsticio de invierno y verano

Fuente:Estación meteorológica de CORPAC. Aeropuerto Internacional Jorge Chávez

Según los datos de la estación de Jorge Chávez desde el 2003 al 2012, el máximo flujo de viento es de 5,14 m/s y el mínimo 1,03 m/s.Según los gráficos de confort, en invierno se debe evitar los vientos y permitir la radiación solar y ganancia de calor. En verano, específicamente los del sur que, como se observa en la rosa de vientos, son los predominantes y en invierno los del suroeste.

Evaluación de ventilación: Exteriores

21 de junio - INVIERNO

Para las 7 hrs el mayor flujo de viento(considerado para el análisis) viene en dirección Sur, en esta dirección se encuentra el hall y los vestíbulos. Al tener el paso libre se generan túneles de viento de sur a norte que desembocan en las plantas contiguas.

ZONA EN CONFORT

Para las 13 hrs el mayor flujo de viento viene en dirección SurOeste, en esta dirección se encuentra el centro de cómputo y las aulas de H4 y H6. Los vientos se regulan por las ventanas de las aulas. N

ZONA EN CONFORT

Para las 19 hrs el mayor flujo de viento viene en dirección SurEste, en esta dirección se encuentra el auditorio y las aulas del H5 y H7. Los vientos se regulan por las ventanas de las aulas y los muros cortinas del auditorio. N

ZONA EN CONFORT

Evaluación de ventilación: Interiores

07:00hrs

13:00hrs

19:00hrs

Tomando la premisa de que las ventanas estuvieran abiertas.

El flujo del viento ingresa por las ventanas ubicadas en la fachada y ventanas orientadas hacia el sur. Siendo evacuadas a través de las ventanas que se encuentran en el lado norte.En el caso del centro de cómputo se usa ventilación mecánica de aire acondicionado.

07:00hrs

13:00hrs

19:00hrs

21 de junio - INVIERNOTomando la premisa de que las ventanas estuvieran abiertas.

El flujo del viento ingresa por las ventanas ubicadas en la fachada y ventanas orientadas hacia el oeste. Siendo evacuadas a través de las ventanas que se encuentran en el lado este. (Imagen 3)

En el caso del segundo piso los vientos se retiran por las teatinas ilustradas en la imagen 2.

IMG 2 IMG 3IMG 1

Olgyay Givoni

9 radiación solar

ganancia de calor

Asoleamiento Invierno21 junio 9h

PST: Dia sin mucha nubosidad

Asoleamiento Invierno

21 junio 9h

● PATIOS:Los árboles son los que brindan protección contra el sol, y los volúmenes del Hall y H6, lo cual perjudica al confort ya que necesitamos radiacion solar. Confort parcial

● TALLER: El sol da a la fachada norte del taller. Desconfort, aprox. 70% del espacio (sur)

Olgyay Givoni

13 no radiación solar

confort

21 junio 13h

Asoleamiento Invierno● PATIOS:Los árboles

y H4 son los que brindan protección contra el sol. Confort en la zonas cerca a los árboles y en los pasadizos

● TALLER: Confort, ya que mantenemos casi las mismas condiciones de humedad y temperatura, por la poca penetración existentes

Olgyay Givoni

15 radiación solar

ganancia de calor

21 junio 15h

Asoleamiento Invierno● PATIOS:Los árboles

son los que brindan protección contra el sol, y el volúmen H8, lo cual perjudica al confort ya que necesitamos radiación solar. Confort parcial

● TALLER: El sol da a la fachada norte del taller. Desconfort, aprox. 60% del espacio (sur)

Evaluación de asoleamiento y ventilación

VERANO

21 de diciembre - VERANO

Para las 9 hrs el mayor flujo de viento (considerado para el análisis) viene en dirección SurEste, en esta dirección se encuentra el auditorio. Siendo de intensidad moderada y fuerte. N

ZONA EN CONFORT

NO HAY ZONA EN CONFORT POR NO TENER VIENTOS DE 3 M/S

Para las 13 hrs el mayor flujo de viento viene en dirección SurOeste, en esta dirección se encuentra el el espacio de la rotonda que hace que los vientos se distribuyan en los corredores. Siendo de intensidad moderada y fuerte.

ZONA EN CONFORT

Para las 19 hrs el mayor flujo de viento viene en dirección Sur, Penetran el ingreso y los vestíbulos, siendo de intensidad moderada y fuerte.

21 de junio - VERANO

07:00hrs

13:00hrs

19:00hrs

El flujo del viento ingresa por las ventanas ubicadas en la fachada y ventanas orientadas hacia el sur. Siendo evacuadas a través de las ventanas que se encuentran en el lado norte.En el caso del centro de cómputo se usa ventilación mecánica de aire acondicionado.

07:00hrs

13:00hrs

19:00hrs

21 de junio - VERANO

El flujo del viento ingresa por las ventanas ubicadas en la fachada y ventanas orientadas hacia el oeste. Siendo evacuadas a través de las ventanas que se encuentran en el lado este. (Imagen 3)

En el caso del segundo piso los vientos se retiran por las teatinas ilustradas en la imagen 2.

IMG 2 IMG 3IMG 1

Olgyay Givoni

deshumidificar

Asoleamiento Verano21 diciembre 9h

Asoleamiento Verano

21 diciembre 9h

● PATIOS:Los árboles son los que brindan protección contra el sol, y los volúmenes del Hall y H6. Desconfort en la zona este de los patios

● TALLER: El sol da a la fachada sur del taller. Confort en más del 85% del espacio

Olgyay Givoni

confort

21 diciembre 13h

Asoleamiento Verano

21 diciembre 13h

Asoleamiento Verano● PATIOS:Los árboles

son los que brindan protección contra el sol. Confort en la zonas cercanas a los árboles

● TALLER: Confort, ya que mantenemos casi las mismas condiciones de humedad y temperatura. Penetración solar tiende a una “zenital”

Olgyay Givoni

confort

21 diciembre 15h

Asoleamiento Verano

21 diciembre 15h

Asoleamiento Verano● PATIOS:Los árboles

son los que brindan protección contra el sol, y el volúmen H8. Confort lado oeste del patio trasero y la poca sombra que brindan los arboles

● TALLER: Confort, la poca penetración solar del lado sur, no afecta en gran nivel un cambio de las condiciones bioclimaticas

Mediciones tomadas

VER ARCHIVO ADJUNTO

Materiales constructivos:

VIDRIO RECOCIDOOcupan gran parte de las fachadas de los volúmenes de los pabellones H4 y H6. En el H4 se encuentran en la fachada norte y en el H6 se ubican en las fachadas sur y norte. Están enmarcados en metal como ventanas bajas. Éstas se pueden abrir por ventanillas bajas y altas de acuerdo a la dirección de los vientos y la temperatura ambiental. Son cristales recocidos de 5mm con transmitancia de 90%.

VIDRIO PINTADOTambién existen vidrios que se encuentran pintados en las ventanas altas para las aulas del H4, sirven para impedir la entrada de la luz y funcionan al mismo tiempo como ventilación. Su coloración es importante para que las exposiciones virtuales se puedan realizar con normalidad por la oscuridad que ameritan. Estos vidrios se usan tanto en el H4como en el H3. Son cristales recocidos de 5mm con una transmitancia nula.

MUROSLas paredes presentan una tonalidad color crema teniendo como factor de reflexión 0,50 - 0.75.

PISOSPresentan porcelanatos color negro que poseen un factor de reflexión de 0.03 - 0.07.

Fotografías:Mediciones en grupo

AMBIENTES abril: 14 - 15 horas

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