CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA...Luminancia y distribución de la luminancia de...
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CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA DR. ARQ. SERGIO JAVIER MELÉNDEZ GARCÍA
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CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE
Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
DR. ARQ. SERGIO JAVIER MELÉNDEZ GARCÍA
ACUMULACION DE DESECHOS EN AGUA Y AIRE
TRANSFORMACIÓN DE LA TIERRA
¿Que podemos hacer
nosotros para reducir estos
efectos ambientales que nos
afectan a todos?
Realizar Construcciones Sustentables y Eficientes
que garanticen el máximo nivel de bienestar,
confort y desarrollo de las personas,
aprovechando los recursos naturales disponibles
y reduciendo los consumos energéticos.
SUSTENTABILIDAD“Satisfacer las necesidades del presente sin
comprometer la capacidad de las generaciones futuras
de satisfacer las suyas propias (Brundtland, 1987)
PREMISAS DE LA SUSTENTABILIDAD
Que toda actividad ó proyecto sean socialmente aceptables,
ecológicamente correctos y económicamente viables.
CONSTRUCCION SUSTENTABLE
DISEÑO
BIOCLIMÁTICO
DISEÑO
ECOLÓGICO
EFICIENCIA
ENERGÉTICA
CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
ENCUADRE GENERAL
SISTEMAS
PASIVOS
BIOCLIMÁTICOS
CONSTRUCCIÓN
SUSTENTABLESISTEMAS
ACTIVOS
ECOLÓGICOS
AHORROS
EFICIENCIA
ENERGÉTICA
CERTIFICACIONES AMBIENTALES
LEED
USA
SEMARNAT
NORMA 164
MÉXICO
BREEAM
REINO UNIDO
DISEÑO BIOCLIMÁTICOSISTEMAS PASIVOS
Crear condiciones óptimas de confort y
de bienestar para las personas
logrando un uso eficiente de la energía y
de los recursos naturales disponibles en
la edificación
DISEÑO BIOCLIMÁTICOCRITERIOS SISTEMAS PASIVOS
CICLO DE VIDA DE LAS EDIFICACIONES
ADECUADA ORIENTACIÓN Y SOLEAMIENTO
CREAR CONDICIONES ÓPTIMAS CONFORT
VENTILACION NATURAL CRUZADA
ILUMINACIÓN NATURAL
USO DE MATERIALES RECICLABLES
ELEMENTOS CON VEGETACION
ELEMENTOS CON AGUA
CICLO DE VIDA DE LOS EDIFICIOSAnálisis del flujo de materiales, uso, recuperación y reutilización,
porque condiciona su funcionamiento, mantenimiento y vida.
ExtracciónTransformación
ConcepciónEjecución
UsoMantenimientoRehabilitación
DerriboGestión de residuos
Reutilización y reciclaje
ORIENTACIÓN Y SOLEAMIENTO
Analizar recorridos del sol en el sitiodurante el Verano, Equinoccio dePrimavera y Otoño e Invierno:
CONFORT PARA LAS PERSONAS
El término confort, voz inglesa (comfort), de uso poco común en nuestro
vocabulario, pero que se utiliza con frecuencia en el campo de las disciplinas
ambientales, se refiere en términos generales a un estado “ideal” del ser humano,
un estado que supone bienestar, salud y comodidad.
El concepto de confort ambiental en distintos tipos de confort sensorial del ser
humano, con la idea de que esto sólo puede ser teóricamente, porque sabemos
que unos afectan a los otros y viceversa. La clasificación sería la siguiente:
• Confort térmico
• Confort acústico
• Confort lumínico
• Confort olfativo
• Confort visual
• Confort psicológico
Un ambiente así requiere analizar tanto los aspectos físicos u objetivos del medio,
como son el sonido, la luz, el color, la temperatura, la humedad y el movimiento y
la pureza del aire, como los aspectos fisiológicos, sociales, económicos y
psicológicos del ser humano y su entorno. En conclusión el confort es el estado
de bienestar físico, psicológico y social del ser humano.
VENTILACIÓN NATURAL
Flujo de aire alrededor de los edificios:
El flujo de aire pierde gran parte de su
energía cinética cada vez que es
desviado alrededor o sobre un obstáculo.
Varios recodos en ángulos recto tales
como paredes o muebles dentro de una
habitación pueden detener una corriente
de aire de baja velocidad. Por ello
debemos evitar poner muros que
obstaculicen nuestro flujo de aire, sino
procurar que vayan en el sentido que
lleva el viento. (aerodinámicos)
ILUMINACIÓN NATURALLos factores que afectan el diseño de la luz
natural en las edificaciones incluyen:
Tipo de fuente luminosa
Variaciones en la cantidad disponible,
causadas por la posición e intensidad de la
luz solar
Luminancia y distribución de la
luminancia de cielos despejados,
parcialmente nublados y totalmente
nublados.
Efectos del entorno circundante.
Edificios, elementos del paisaje, la
topografía y la vegetación.
Deslumbramientos y patrones de
luminancia circundantes.
MATERIALES RECICLABLES Y BAJO IMPACTO
Biocell
Concreto polimérico
Block de tierra con cal y/o cemento
Teja sintética
Vidrio reciclado con SDU
Muros de Poliestireno o Polipropileno
Placas Eco-plack
Impermeabilizante llanta usada
Plastimadera de polietileno alta densidad.
Humedecimiento del viento por
canalización de caídas y muros de agua,
fuentes y estanques
ELEMENTOS CON VEGETACIÓN Y CON AGUA
Enfriamiento evaporativo directo.
Humedecimiento del aire por
evapotranspiracion vegetal.
Vegetación interna y
externa en los
edificios
Vegetación
absorbente de
diversos emisores
• Bambú
• Lirio
• Hiedra
DISEÑO ECOLÓGICOSISTEMAS ACTIVOS
Mediante el uso de energías
renovables aplicadas en la
edificación, como es la energía solar
fotovoltaica, solar térmica y eólica.
DISEÑO ECOLÓGICOCRITERIOS SISTEMAS ACTIVOS
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
ENERGIA SOLAR TÉRMICA
ENERGIA EÓLICA
BIOMASA (Vegetal, Animal y Urbana)
ENERGIA SOLAR
FOTOVOLTAICA
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AISLADOS Y A LA RED
Cuando se piensa en generación eléctrica
con paneles solares fotovoltaicos, con
frecuencia se asocia a éstos con el empleo
de baterías para acumular la energía y usarla
en la noche; sin embargo, la realidad es
diferente.
La aplicación solar fotovoltaica se puede
dividir en dos grupos:
SISTEMAS AISLADOS, cuya aplicación tiene
lugar en sitios remotos apartados del
tendido eléctrico convencional donde
comúnmente usan baterías.
SISTEMAS INTERCONECTADOS A LA RED,
en los que la transferencia de energía es más
eficiente y económica, inyectando
directamente energía al sistema sin
necesidad de un banco de baterías.
En el sistema interconectado a la red, la
energía se contabiliza en un medidor
bidireccional (tanto el consumo como el
retorno)
CASOS PRÁCTICOS DE ENERGÍA SOLAR ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
CRITERIOS FOTOVOLTAICOS CON ORIENTACIÓN SUR
• COMO ELEMENTO EN CUBIERTAS
• COMO DISPOSITIVO DE SOMBRA
• COMO PARASOLES DE CONTROL SOLAR
ENERGIA SOLAR
TÉRMICA
APLICACIONES DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN
CASA-HABITACIÓN
• CALENTAMIENTO DE
AGUA SANITARIA
• CALEFACCIÓN CON
RADIADORES
• PISO RADIANTE
• CLIMATIZACIÓN DE
TINAS Y PISCINAS
CATEGORIAS SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS
Concentradores parabólicoscilíndricos de temperaturamedia (entre 100 y 300° C)para procesos industriales.
Colectores planos de bajatemperatura (menos de 65° C)calentamiento de agua paracasa habitación y piscina.
Concentrador de platoparabólico de altatemperatura (mayor de 500°C) para centrales eléctricas.
ENERGIA
EÓLICA
CASOS PRÁCTICOS DE ENERGÍA EÓLICA ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
• COMO ELEMENTO AISLADO • COLOCADOS EN CUBIERTA
• COMO TURBINA INTEGRADA
TIPOS DE AEROGENERADORES
EJE HORIZONTAL
EJE VERTICAL
ENERGIA BIOMASA
(Vegetal, Animal y
Urbana)
EFICIENCIA ENERGÉTICAAHORROS ENERGÉTICOS Y BAJO
CONSUMO EN AGUA
La eficiencia energética es la fuente de energía más
importante en la actualidad, ya que la demanda
energética sigue en aumento, así como el aumento
de las emisiones de CO2, por lo cual el reto es
“más eficiencia con menos energía”, ya tenemos
las tecnologías, conservemos nuestros recursos,
protejamos el clima, el futuro del planeta y de las
nuevas generaciones.
EFICIENCIA ENERGÉTICACRITERIOS EN AHORROS
SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA
CAPTACIÓN AGUA PLUVIAL PARA REÚSO
TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES REÚSO
MOBILIARIO CON BAJO CONSUMO DE AGUA
SISTEMAS DE AHORRO EN ENERGÍA
LUMINARIAS BAJO CONSUMO ELÉCTRICO
EQUIPOS CON EFICIENCIA ENERGÉTICA
AUTOMATIZACIÓN (DOMÓTICA E INMÓTICA)
COMPORTAMIENTO TERMICO ENVOLVENTE
SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA
CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL PARA SU REÚSO
TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES PARA SU REÚSO
SISTEMAS DE AHORRO EN AGUA
MOBILIARIO BAJO CONSUMO AGUA
LUMINARIAS DE BAJO CONSUMO ELÉCTRICO
EQUIPOS CON EFICIENCIA ENERGÉTICA
AUTOMATIZACIÓN EDIFICIOS (INMÓTICA)
COMPORTAMIENTO TERMICO ENVOLVENTE
ANÁLISIS DE LAS GANANCIAS DE CALOR
Cálculo de la ganancia total de calor del caso edificio WTC México:
Q= 83,55 < Qmax= 86,92 W/m2
Por lo que el nuevo diseño cumple con las normas
vigentes en México.
NOM-008-ENER-2001
www.energia.com
Libro “ARQUITECTURA
SUSTENTABLE”
SKm = 9417,57 W / m2 ºC
SKv = 141150,95 W / m2 ºC
Sm = 2536,28 m2
Sv = 61056 m2
Teq = 24 ºC
T = 10º C
I = 257,3 W / m2
Fs = 0,52 factor solar
Fps = 0,45 f. Protección s.
Qmax = 0,88 L + 70,2 en W / m2
Cálculo de los coeficientes térmicos y las ganancias
de calor de los edificios a través de su envolventePor lo tanto aplicamos la fórmula substituyendo valores y tenemos:
Q = 9417,57x24º+141150,95x10º+61056x257,3x0,52x0,45
2536,28 + 61056
Q = 83,55 W / m2
CASOS PRÁCTICOS DE CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE
EN LA ACTUALIDAD
PROTOTIPO EN REINO UNIDO
CASAS CON EMISIONES CERO CARBON
PROTOTIPO EN ALEMANIA
CASAS Y EDIFICIOS QUE GENERAN SU PROPIA ENERGÍA
PROTOTIPO EN DINAMARCA
CASAS CON BAJO CONSUMO DE ENERGÍA
PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA
CASA CON BAJAS EMISIONES DE CARBON
PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA
EDIFICIO CON ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA
PROTOTIPO EN USA-CALIFORNIA
PROTOTIPO EN FRANCIA
CASA CON EMISIONES CERO CARBON
PROTOTIPO EN CDMX
CASAS CON CRITERIOS SUSTENTABLES
EDIFICIO CON CRITERIOS SUSTENTABLES
PROTOTIPO CONDOMINIO BIOCLIMÁTICO CDMX
EDIFICIO CERTIFICACIÓN SUSTENTABLE HGO.
CONCLUSIONES
El compromiso actual de los diseñadores yconstructores está en cambiar de actitud y deconciencia e integrar desde ahora estoscriterios bioclimáticos, ecológicos y deeficiencia energética que nos permitiránracionalizar los consumos energéticos,lograr mejores niveles de confort para laspersonas, reducir las emisiones de gasefecto invernadero, obtener ahorros en lainversión, amortización y operación de estetipo de edificaciones, a través de estasaplicaciones arquitectónicas, estéticas,funcionales, innovadoras y sustentables.
CONSTRUCCIÓN SUSTENTABLE
LIBROS DE CONSULTA:
Rodríguez Viqueira (2001). Introducción a laArquitectura Bioclimática. México: UniversidadAutónoma Metropolitana.
Meléndez García Sergio Javier (Mayo 2011)“Arquitectura Sustentable” México: Trillas.
Meléndez García Sergio Javier (Marzo 2017)“Fachadas con Energía Renovable” Trillas.
Lacomba Ruth (1991) Manual de Arquitectura Solar.México: Trillas
Behling, Stefan (1996). Sol Power. Munich : PrestelPublishing.
Deffis Caso (1999) Energía, México : Árbol.
Ruano Miguel (2002) Ecourbanismo – Entornoshumanos sostenibles, Barcelona, España: GustavoGili.
Yeang Ken (2001). El rascacielos ecológico,Barcelona, España : Gustavo Gili.
www.thevenusproject.com – Las ciudades y la edificación en el futuro.
www.holcimfoundation.org - Holcim Foundation for Sustainable Construction
www.redcicla.com – Uso de materiales reciclados
ACTIVIDAD / TALLER
REALIZAR UNA PROPUESTA DE
ENVOLVENTE IDEAL PARA
CASA HABITACIÓN UBICADA EN
ESTA LOCALIDAD, APLICANDO
LOS CRITERIOS ANTES
MENCIONADOS…
SISTEMAS PASIVOS (BIOCLIMÁTICOS)
SISTEMAS ACTIVOS (ECOLÓGICOS)
EFICIENCIA ENERGÉTICA (AGUA Y ENERGÍA)
