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LA CASA ALEMANA – LA INNOVACION ENERGETICA
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA
ENERGÉTICA EN EL TRÓPICO
Dra. Arq. María Eugenia Sosa Griffin
Instituto de Desarrollo Experimental de la Construcción
Facultad de Arquitectura y Urbanismo IDEC FAU UCV
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA
ENERGÉTICA
“La arquitectura bioclimática ha
sido definida como el arte de
crear una simbiosis entre el
ambiente exterior, el edificio y la
ocupación a fin de disminuir las
carencias energéticas y de
asegurar el confort, en particular
el térmico en todas las estaciones”
(RT,2005).
El objetivo de la
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA,
EN EL TRÓPICO es aprovechar
la iluminación natural y hacer
que las diferencias de
temperaturas entre el exterior
y el interior del edificio, estén
atenuadas, a lo largo del año,
(a pesar de la alta radiación
diaria en el exterior), a fin de
disminuir, así la intervención de
sistemas mecánicos y eléctricos
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ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA - Venezuela
Problemas a Nivel Diseño, Construcción y Operación de
Viviendas y Edificios (IDEC-UCV 1999):
• Hábitos inadecuados de la población
(termostatos por debajo franja de confort, dejar luces y
equipos encendidos, etc.)
• Arquitectura contemporánea inadecuada al clima
tropical (desuso parasoles, patios interiores, romanillas,
uso indiscriminado curtain wall , colores oscuros en
fachadas, etc.)
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA - Venezuela
Problemas a Nivel Diseño, Construcción y Operación de
Viviendas y Edificios (IDEC-UCV 1999):
• Deficientes Regulaciones del Sector construcción (no se
asegura la calidad y confort térmico lumínico con eficiencia
energética de los espacios. importación de equipos de alto
consumo energético)
• Rehabilitación o Remodelación de edificios alterando su
conceptos de diseno original, no realizada por
profesionales o sin visión integral
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA
Conceptos Claves:
 Mejorar la Eficiencia Energética en edificaciones:
Aplicación de medidas adecuadas de diseño
(arquitectónico y de instalaciones),
tecnológicas, construcción, equipamiento, uso
y operación del edificio para el ahorro de
energía sin afectar el funcionamiento normal
de las operaciones, ni disminuir el confort, la
calidad de vida ni la productividad en el ciclo de
vida de la edificación.
Distribución del consumo de energía por
sistema de instalaciones en Venezuela
(oficinas)
Fuente: Datos de CAVEINEL(2000) citado en IDEC-Siem et al, 2002-
•
Sistema de aire acondicionado constituye el 46%
• Sistema de iluminación artificial representa el 23%
• Ambos sistemas contemplan en total 69% de la
demanda
Un edificio de oficinas con diseño bioclimático frecuentemente puede
reducir el uso de la energía en un promedio de un 30% .
• « .. las oportunidades para mejorar la eficiencia energética
ocurren en la primeras etapas del proceso de diseño cuando se
toman las decisiones básicas” (Goulding, J.R. 1993)
•
• “De hecho, decisiones tomadas durante la fase conceptual del
diseño tienen importantes influencias en la calidad del proyecto y
tienen los menores costos asociados” (Marsh, 1999).
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA
•
•
•
•
•
Clima CALIDO HUMEDO
Alta Radiación Solar todo el año
Elevada Humedad Relativa
alrededor de 65 -75%
Temperaturas cálidas moderadas
Poca variación diaria de
temperaturas entre día y la noche
y en el año
Dos periodos al año: Periodo seco
y otro lluvioso con alta nubosidad
y vientos con tendencias del
noreste
Definidas 5 Zonas climáticas en
función a la altitud y cercanía a
costas
Fuente: Sosa y Sierm “Manual de Diseno para Edificaciones
Energéticamente Eficiente en el Trópico (2004)
EDIFICACION Y EFICIENCIA
ENERGETICA
Balance Térmico Edificaciones
Envolvente de la
edificación:
Conjunto de componentes –
techos, fachadas, paredes,
muros, ventanas, aberturasque representan la frontera
entre la edificación y su
entorno y a través del cual se
transfiere el calor, la humedad,
el aire, la luz y los sonidos.
ARQUITECTURA Y EFICIENCIA ENERGETICA EN EL TROPICO:
Acondicionamiento PASIVO de
Edificaciones
La Arquitectónica incorpora
criterios de diseno aptos al
clima, asegurando el confort de los
usuarios a través de:
• ventilación e iluminación
natural,
• bloqueando las cargas de calor.
Hay un mínimo uso de energía
eléctrica
Acondicionamiento ACTIVO de
Edificaciones
La Arquitectónica incorpora
criterios de diseno y
tecnológicos aptos al clima,
aseguran do confort usuarios a
través de:
• iluminación natural,
• bloqueando cargas de calor
Hay un uso racional energía
eléctrica y menor capacidad
de equipos e instalaciones
Consumo de Energía – Uso Edificación - Clima
CARACAS
Ciudad
“El Clima representa
un desafío al
arquitecto no
satisfecho con la
sustitución de un
equipo mecánico por
un buen diseño”
Arq. H. J. Cowan (1919-2007)
Fuente Sosa Ma. E.– Tesis Doctoral FAU-UCV (20048)
MARACAIBO
O
Ciudad
Ejemplos Arquitectura Eficiente
Energéticamente
Acondicionamiento PASIVO
Ejemplos Arquitectura Eficiente Energéticamente
Acondicionamiento ACTIVO
Banco Central de Venezuela Arq. T. Sanabria
Ejemplos Arquitectura Eficiente Energéticamente
Acondicionamiento ACTIVO-PASIVO
Estrategias Arquitectónicas en el Trópico
1. Aprovechamiento de la Iluminación Natural (Energía Solar
Lumínica)
2. Aprovechar la Ventilación Natural (Energía Eólica)
3. Bloqueo de la alta insolación Arquitectura Envolvente
•
•
•

•
•
•
Implantación y orientación
Vegetación y paisajismo
Parasoles, pantallas en ventanas y paredes
Techos y paredes verdes
Tecnologías de vidrio Low-e
Selección materiales paredes y techos: Inercia térmica
colores claros o reflectivos en fachadas y techos
4. Desarrollo de Técnicas pasivas :Incorporación a la arquitectura
de equipos o accesorios (Energía térmica, solar lumínica y/o eólica)
•
•
•
Tubos enterrados
Doble fachadas ventiladas
Ductos de iluminación
Fuente: E. .Lorenzo
Estrategias Arquitectónicas en el Trópico
4.- Incorporación de equipos, tecnologías e instalaciones
eficientes energéticamente
5.- Integración a la Arquitectura de equipos o sistemas
energías alternativas (ENERGIA POSITIVA)
•
•

Estadio Solar TAIWAN TOYO ITO
Rascacielos de Bahrain (Dubai)
Energía Solar: Colectores:
células fotovoltaica
Energía Eólica: turbinas eólica
Estrategias para Exteriores
Fuente Sosa - Sierm “Manual de Diseno para
Edificaciones Energéticamente Eficiente en el
Trópico (2004)
Pinturas y acabados
exteriores
Incorporar equipos e
instalaciones eficientes
energeticamentea
Estrategias Arquitectónicas
y Protectores Solares
Fuente Sosa/ Sierm “Manual de Diseno para Edificaciones energeticamente
eficiente en el tropico (2004)
TECHOS y FACHADAS VERDES
• Actúan como aislante térmico y
reducen la temperatura en la
edificación y se asegura mas el
confort usuario sobretodo en
edificios de baja altura.
• Se reduce el consumo y costos de
energía
eléctrica
por
aire
acondicionado aprox. 30 - 35 %
• Se recupera espacio o áreas verdes.
El espacio verde recuperado ayuda a
purificar el aire y reducir los gases
contaminantes en el entorno.
• Se disminuye el efecto isla de calor en
las ciudades.
• En términos de estética, el aspecto de
la edificación gana.
FACHADAS DE VIDRIOS: TECNOLOGIA DE VIDRIO
PARA EL TROPICO
Tabla Nº 12
f
u
n
c
ó
n
• Vidrio simple claro 6mm,
• Doble vidrio simple claro de 6cmm c/u,
• Vidrio simple bronce 6 mm.
• Vidrio Low-e de baja ganancia solar.
T
e
c
n
o
o
g
í
a
/
a
ñ
o
)
.
50%Ventana doble vidrio simple claro
50%Ventana vidrio simple claro
50%Ventana doble vidrio simple claro
50%Ventana vidrio simple bronce
50%Ventana vidrio simple Low-e
50%Ventana vidrio simple bronce
50%Ventana vidrio simple Low-e
SO
SE
NO
NE
OESTE
ESTE
SUR
50%Ventana vidrio simple claro
(
K C.F.: Tesis Doctoral Maria Eugenia Sosa - Elaboración propia
w
h
/
m
2
NORTE
SO
SE
NO
NE
OESTE
o
s
ESTE
d
r
72
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
SUR
V
Tecnologias de Vidrios- Carga de Enfriamiento kwh/m2Ciudad Maracaibo
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
NORTE
d
e
Tecnologia de Vidrios- Carga Enfriamiento Kwh/m2Ciudad Caracas
Las ventanas con un vidrio simple de alta
tecnología Low-e presentan resultados
eficientes en especial en ESTE y OESTE para
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CARACAS y MARACAIBO
Ejemplo exitoso de estrategia arquitectónica
de fachadas y ventanas inclinadas
Edificio “Concourse Building”, en Singapur.
Edificio en el Campo Carabobo
Edo. Carabobo
6 pisos más la
torre de oficinas
con 41 pisos en
total con
ventanales con
vidrios inclinados
hacia adentro
para así,
minimizar la alta
radiación solar
típica de este país
tropical.,
lográndose una
eficiencia en el
sombreado de
60%
Manuales para la Formación Profesional en el Diseño,
construcción, uso y operatividad de edificaciones
Eficientes Energéticamente en el Trópico:
•
•
http://www.fau.ucv.ve/idec/racionalidad/index.html
http://www.fau.ucv.ve/idec/racionalidad/Paginas/manual.html
LA CASA ALEMANA – LA INNOVACION ENERGETICA
GRACIAS
Dra. Arq. María Eugenia Sosa Griffin
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Instituto de Desarrollo Experimental de la Construccion
IDEC – FAU -UCV