Lectura sesión 5

CAMINO A UNA ESCUELA SEGURA

ESTRATEGIAS DE INTERVENCIÓN PARA LA

IMPLEMENTACIÓN CON CONFORT TÉRMICO AMBIENTAL

DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA SEGURA FRENTE A

HELADAS Y FRIAJES

El hombre siempre se ha esforzado por crear un ambiente térmicamente cómodo. Esto se refleja en las construcciones tradicionales alrededor del mundo desde la historia antigua hasta el presente. Hoy, crear un ambiente térmicamente cómodo todavía es uno de los parámetros más importantes a ser considerado cuando se diseñan edificios1, casas e II.EE. CONFORT TÉRMICO

Se denomina Confort Térmico a las condiciones de temperatura, humedad y movimientos del aire agradable o confortable, en referencia a una o varias actividades que desarrollan las personas, es decir estas no experimentan sensación de calor ni de frío. Para la correcta evaluación del confort térmico se valora los aspectos de intercambios térmicos entre el individuo y el medio ambiente, (temperatura del aire; temperatura de las paredes y objetos que nos rodean, la humedad del aire, la actividad física, el tipo de vestido y la velocidad del aire), ya que la existencia de equilibrio entre ambos es el confort térmico.

En España, la evaluación del confort en ambientes térmicos moderados se rige por la norma UNE-EN ISO 7730:2006 titulada: “ERGONOMÍA DEL AMBIENTE TÉRMICO” DISCONFORT TÉRMICO Cuando la protección es deficiente y no encuentra equilibrio entre nuestro cuerpo y las variables ambientales. Si la protección de la persona no responde a las condiciones climáticas, el usuario no se desenvolverá correctamente en sus labores.

1 Capítulo 2. Conceptos generales sobre Ambiente y Confort Térmico – Cabaña primitiva.

El confort térmico depende del calor producido por el cuerpo y de los intercambios entre éste y el ambiente. Un hombre estará en equilibrio térmico cuando su producción interna de calor corporal sea la misma que la perdida de calor hacia el ambiente en que se encuentra.

BUSQUEDA DEL CONFORT TÉRMICO

El confort físico se busca a través de la consideración de aspectos biofísicos, constructivos y antropológicos.

1. Aspectos biofísicos2: 1.1 Aspecto climático térmico.

Hacen referencia a dos puntos fundamentales: - La calidad del aire para la respiración con sus posibles olores de difícil

evaluación. (Parámetros de renovación del aire)

- El confort térmico, donde intervienen los complejos fenómenos de intercambio de energía entre el cuerpo y el ambiente. (parámetros de temperatura radiante, humedad del aire, ventilación, velocidad del aire, etc.). El confort térmico está directamente relacionado con la temperatura del aire. Su valor medio recomendable oscila entre los 21°C en invierno y los 26° C en verano, aunque se admiten pequeñas fluctuaciones en función de la humedad del ambiente, la actividad y el tipo de usuario. Tanto en verano como en invierno, la humedad absoluta del aire debería mantenerse aproximadamente entre 5 y 12 gr de agua por Kg de aire seco para lograr

2 Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura - 2003

un confort climático-térmico. En verano, se considera que en condiciones de confort la humedad relativa deberá estar entre el 40 y 65%.

1.2 Aspectos acústicos3 El confort acústico se consigue cuando son adecuadas las condiciones de reproducción sonora y se evitan las molestias que producen los sonidos no deseados (ruidos) en el interior de un local. Un ruido puede ser molesto aunque tenga un nivel de intensidad bajo, se produce la molestia por el hecho de ser sonido indeseado. Un sonido se considera excitante a partir de los 50 db y puede llegar a producir lesiones a partir de los 95 – 100 db. Aunque el oído humano percibe frecuencias de entre 16 y 20.000 Hz, es más receptivo para la zona comprendida entre 200 y 5.000 HZ. Dentro de esta franja tiene mayor sensibilidad para las frecuencias graves (<250 HZ) que agudas (>1.000 Hz), siendo estas últimas más perjudiciales para el oído. El principal aspecto que influye en la acústica interior de un recinto es el fenómeno de la reverberación, que consiste en la persistencia de un sonido después de haber cesado su emisión y está motivada por las reflexiones múltiples de las ondas sonoras sobre las superficies que limitan dicho recinto. El tiempo de reverberación de un local, es el lapso de tiempo que tarda un sonido en dejar de ser percibido por el oyente al cesar la fuente sonora.

1.3 Aspecto lumínicos El confort visual depende de la facilidad de nuestra visión para percibir aquello que le interesa. En el confort visual intervienen tres parámetros fundamentales:

- La iluminancia o cantidad de luz - El deslumbramiento - El color de la luz.

3 Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura - 2003

La iluminancia o cantidad de luz se mide en lux (1 lux = 1 lumen/ m2). Para poder desarrollar cómodamente una actividad necesita desde 100 lux, en caso de poco esfuerzo visual, hasta 1000 lux si se precisa un esfuerzo visual alto. El deslumbramiento es provocado por la excesiva luz. Se recomienda relaciones de iluminancia adecuados a una actividad determinada: aproximadamente de 1:3 entre el objeto observado y su fondo próximo, de 1:5 con la superficie de trabajo en general y de 1:10 con las otras superficies en el campo de la visión. El color de la luz es consecuencia del reparto de energía en las diferentes longitudes de onda del espectro. En el color de la luz intervienen dos factores:

- La temperatura de color - El índice de rendimiento de color.

Para tener una buena reproducción del color, la luz ha de tener energía suficiente en todas las longitudes de onda.

ILUMINANCIA (valores generales)4

Actividades con esfuerzo muy alto: dibujo de precisión, joyería, etc.

1.000 lux

Actividades con esfuerzo visual alto o muy alto de poca duración, lectura, dibujo, etc.

750 lux

Actividades con esfuerzo visual medio o alto de poca duración: trabajos generales, reuniones, etc.

500 lux

Actividades de esfuerzo visual bajo o medio de poca duración: almacenaje, circulación, reunión, etc.

250 lux

2. Aspectos constructivos 2.1 Funcionamiento.

Para poder diseñar bioclimáticamente es fundamental tener en cuenta los aspectos de funcionamiento de los elementos constructivos. Distintos

4 Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura - 2003

materiales funcionarán de manera diferente según sus características y según se utilicen en sistemas constructivos concretos. La eficacia de los elementos constructivos en el control o modificación de las condiciones térmicas, lumínicas y acústicas se definen por la manera en que los materiales empleados absorben, transmiten y acumulan energía.

PROPIEDADES TÉRMICAS DE DISTINTOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA CONSTRUCCIÓN5

MATERIAL

DENSIDAD (Kg/m3 )

COLOR ESPECÍFICO Wh/Kg °C

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA W/ m °C

ESTRUCTURAL:

Granito 2.600 2,5 0,25

Hormigón aligerado 1,200 0,4 0,28

Hormigón denso 2,100 0,23 1,30

OBRA DE LADRILLO

Ligero 1.300 0,22 0,40

Medio 1.700 0,22 0,75

Denso 1.900 0,22 1,0

EXTERIORES

Mármol 2,500 0,22 2,0

Vidrio-ventana 2,500 0,5 1,05

PVC rígido 1,350 0,29 0,16

Aluminio 2,800 0,25 160

Acero al carbono 7,800 0,1 450

ACABADOS

Yeso 950 0,23 0,16

Parquet 650 0,33 0,14

AISLANTES

Lana mineral 300 0,28 0,06

Poliestireno expandido 30 0,39 0,038

Espuma formaldeido 10 0,39 0,04

Vidrio celular 175 0,28 0,17

2.2 Economía constructiva. El pensamiento bioclimático introduce la idea fundamental del aprovechamiento de los recursos naturales, de una manera consciente y lógica, por ello propone la utilización de recursos locales. Carece de sentido la descontextualización de materiales y sistemas constructivos, la cultura constructiva de una zona permite el mejor

5 Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura - 2003

aprovechamiento de los mismos y generalmente garantiza su mejor funcionamiento. Aboga por una economía constructiva basada principalmente en el conocimiento constructivo.

2.3 Durabilidad. Por lo general esta misma cultura constructiva determina el funcionamiento correcto de los materiales no sólo inicial, sino continuo en el tiempo. Cada edificación debe diseñarse en función también de su potencial funcionamiento en el tiempo. Hemos de valorar y dimensionar la elección de materiales y sistemas constructivos en base al programa temporal que plantea cada edificio. No tendrá sentido la elección de sistemas constructivos sólidos en arquitecturas efímeras y viceversa.

3. Aspectos antropológicos

Los aspectos Antropológicos-culturales, son especialmente determinantes del confort psicológico del usuario de cualquier edificación. Durante el siglo XX y ahora siglo XXI, hemos observado continuamente y sufrido en muchos casos la problemática del desarraigo, de la confusión poblacional motivada por la pérdida de raíces. Obviamente el desarraigo viene motivado principalmente por un alejamiento de la sociedad original a la que pertenecía el sujeto, pero no hemos de olvidar la gran responsabilidad que en ese sentido tiene también la arquitectura. La arquitectura es siempre marco de la sociedad, es donde se desarrolla esta, donde tiene un pasado, presente y futuro y donde permite el cambio gradual de las condiciones estético cultural que marca la historia. Por ello los aspecto histórico-antropológicos y estético culturales han de estar siempre presente a la hora de abordar el problema del diseño arquitectónico y bioclimático ya que la intención última será siempre la búsqueda de un confort y con ello una calidad de vida. Los factores condicionantes antropológicos–culturales, son fundamentales a la hora de proponer una relación de habitabilidad entre usuario y edificio construido. Para poder tener en cuenta todos estos aspectos habremos de realizar un estudio histórico-contextual del lugar que no olvide ninguno de los siguientes puntos: 3.1 Estéticos-culturales

Conformación del espacio Volúmenes de masas, Direcciones, ejes, nodos

Simetrías Elementos ornamentales y decorativos Elementos simbólicos y representativos Fachadas, umbrales, patios, etc.

3.2 Histórico-antropológicos. Características históricas Costumbres y tendencias Necesidades y usos Modos de vida El habitante Concepto de bienestar y del abrigo Participación operativa y de control.

EQUILIBRIO TÉRMICO

Es sabido que, un cuerpo caliente tiende a aumentar la temperatura de los cuerpos que lo rodean, en tanto un cuerpo frío provoca la disminución de temperatura a su alrededor. Por lo que se infiere que: “cuando dos sustancias de diferentes temperaturas se encuentran próximas, se produce entre ellas un intercambio de energía que tiende a crear el equilibrio térmico, que se produce cuando ambas temperaturas se igualan”. Las variables ambientales que influyen sobre el equilibrio térmico son aquellas que se encuentran definidas por manifestaciones climáticas representadas por la radiación solar, la temperatura del aire, los vientos y la humedad relativa (Kvisgaard 2000: 6). Manifestaciones climáticas:

La radiación solar La temperatura del aire Los vientos La humedad relativa La radiación solar

Es la energía electromagnética (del sol) emitida, transferida o recibida (RISOL, 1 999)6. Es el flujo de energía emitida por el sol y que la recibe la tierra en forma de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias (luz visible, infrarroja y ultravioleta) y puede variar a lo largo del año.

6 Atlas de Energía Solar del Perú - 2003

Aproximadamente la mitad de las que recibimos, comprendidas entre 0.4μm y 0.7μm, pueden ser detectadas por el ojo humano, constituyendo lo que conocemos como luz visible. De la otra mitad, la mayoría se sitúa en la parte infrarroja del espectro y una pequeña parte en la ultravioleta. La porción de esta radiación que no es absorbida por la atmósfera, es la que produce quemaduras en la piel a la gente que se expone muchas horas al sol sin protección. La radiación solar se mide normalmente con un instrumento denominado piranómetro. La importancia de la radiación para el confort térmico es mucho mayor de lo que pensamos. Las sensaciones térmicas, en realidad, provienen de efectos radiantes y afectan el hombre, visto que, casi la mitad de los intercambios de energía del cuerpo humano con el ambiente se realizan por radiación.

La radiación solar, puede ser utilizada en cierta forma para equilibrar temperaturas extremas del aire. A bajas temperatura, por ejemplo, una caída de 1°C en la temperatura del aire puede ser compensada elevando la temperatura de radiación en 0,8 °C4.

- El impacto de la radiación solar

La orientación de un edificio, vivienda o institución educativa es determinante en la cantidad de radiación solar que recibe en los distintos lados en diferentes momentos. Durante el invierno, un área expuesta hacia el sol, norte para el hemisferio sur y sur para el hemisferio norte, recibe mucho más energía que las expuestas a este y oeste, mientras que en verano, la radiación que incide en los lados hacía el sol y posterior a él, son menor las que incide en las fachadas este y oeste. Asimismo en latitudes más baja, próximas al ecuador, los valores son aún más acentuados. Sin embargo, es importante orientarse paralelamente al sol para reducir el impacto de la radiación. No obstante, en climas cálidos la orientación hacia el sol de la mañana es preferible que hacia el sol de la tarde porque cuando el sol incide en las primeras horas de la mañana sobre la fachada este, el aire es más fresco. Es consenso entre los estudiosos de la arquitectura bioclimática de que el ideal es la implantación del edificio con formato este-oeste, con sus principales huecos orientados en el eje norte-sur y el mínimo posible de huecos orientados para este y oeste. Estas condiciones minimizan la ganancia térmica, debido al ángulo de incidencia solar en las regiones tropicales, además favorecen la ventilación natural dentro del edificio.

La temperatura del aire

Son desplazamientos de masas de aire provocadas en la atmósfera por causas naturales. La temperatura del aire, tomada al instante, puede variar dependiendo del local donde es leída7:

- Temperatura del aire a sombra - Temperatura del aire a sol - Temperatura del aire en el día - Temperatura del aire en la noche - Temperatura del aire si el suelo del local es hierva o pavimentado, etc.

La temperatura atmosférica es el indicador de la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire. Aunque existen otras escalas para otros usos, la temperatura del aire se suele medir en grados centígrados (°C) y, para ello, se usa un instrumento llamado "termómetro".

Los vientos

El viento es el aire en movimiento, el cual se produce en dirección horizontal, a lo largo de la superficie terrestre. En la Tierra, el viento es el movimiento en masa del aire en la atmósfera en movimiento horizontal.

Günter D. Roth lo define como «la compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos.».

Es el indicador del calentamiento del aire y tiene relación directa con la latitud.

La humedad relativa

Es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire. Si su valor es elevado, impide pérdidas de calor por evaporación; y si es bajo, el organismo de las personas tiende a deshidratarse.

7 Confort térmico y Tipología Arquitectónica en Clima Cálido-Húmedo

En esta figura, la orientación del edificio con formato este-oeste, con sus principales huecos orientados en el eje norte-sur y el mínimo posible de huecos orientados para este y oeste. Esta orientación, sin lugar a dudas, proporciona mayor cantidad de radiación durante el invierno y la menor durante el verano.

El ser humano para ajustarse a las manifestaciones climáticas antes mencionadas, genera mecanismos de equilibrio térmico en su cuerpo, tales como:

Para analizar la protección de los estudiantes de las instituciones educativas, frente al clima, se debe tener en cuenta: