ITESM Campus Monterrey Sostenibilidad Ambiental Proyecto Final: Arquitectura Bioclimática Tuxtla Gutiérrez Dr. Pilar Noriega Ana Morales 636165 Gabriela Vázquez 1135784 María Fernanda Urdapilleta 1089398 Francisco Bautista 805072
12 Mayo de 2011
Introducción Actualmente los constructores, los administradores públicos y los arquitectos y todos aquellos que están encargados de responder las exigencias de la gente en cuento a construcción, se han basado mas en utilizar los materiales nuevos, porque son mas estéticos o supuestamente mas tecnológicos pero no se dan cuenta que al utilizar esos materiales, además que contaminan el ambiente necesitan de mas sistemas activos para enfriar o calentar los espacios. Lo que anteriormente no se necesitaba ya que los ancestros estaban muy bien enterados del tema y habían hecho estudios sobre eso. Es por eso que ahora se esta buscando por medio de la arquitectura vernácula las soluciones a la construcción de edificaciones, ya se esta tomando conciencia de que la contaminación global esta afectando de forma tan trascendente que la única forma de tener un menor impacto es regresar a lo básico. Ahora las soluciones que se utilizaban anteriormente, los métodos pasivos, son buscados y utilizados en las construcciones para no utilizar tantos recursos en tener un clima agradable en su interior. En este caso se harán cambios en el diseño de una casa ya existente agregándole sistemas pasivos, para tener un clima agradable, además de generar un microclima a su alrededor para que se obtenga una agradable estancia en su lugar. La ciudad en la que el trabajo estará basado es Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, y para poder crear este diseño es necesario investigar sobre el asoleamiento, los vientos dominantes, la temperatura y la radiación solar del lugar y analizarlo por medio de la carta de confort Oglyay, la grafica de Givoni, y los datos sobre las temperaturas de confort . ARQUITECTURA VERNACULA DE CHIAPAS La arquitectura vernácula es el producto de una sensibilidad, tradición e identidad, que con sólo observar el medio ambiente se logra resolver la vivienda adecuadamente y en relación con la naturaleza y se desarrolla con tecnologías que nacen como resultado de la comprensión del mismo. Ésta arquitectura se ha convertido en símbolo, conservada tras muchas generaciones, dejando siempre el testimonio del entendimiento de la naturaleza y sus ciclos. Chiapas se ubica en la zona de la Península de Yucatán de una superficie aproximada de 200,000 km2, y es integrada también por los estados de Yucatán, Campeche, Quintana Roo y Tabasco. La geografía del lugar y la densidad de la selva convirtieron la zona en un sitio aislado hasta los años sesentas. Pero a diferencia de los otros estados, Chiapas posee una inmensa cantidad de desniveles abruptos, grandes canalizaciones de ríos y enormes montañas, creando un territorio aún más autóctono. Climatológicamente, Chiapas tiene condiciones diferentes a las de los otros Estados de la península. Al elevarse a más de 2,000m SNM y numerosos ríos y corrientes que representan casi el 40% del agua del país, en esta zona la lluvia
alcanza más de 2,000mm/año con 260 días asoleados, la temperatura media es de 20º C con variaciones que van desde los 0°C hasta los 40°C con heladas en las partes más altas de la sierra. Estas características provocaron una arquitectura con un desarrollo excepcional, lleno de significados y con gran respeto a la naturaleza de materiales vegetales con un sistema constructivo, en muchos de sus casos, de muros estructurados con robustos troncos de madera y armados con un tejido de carrizos y/o recubiertos con una mezcla de lodo y paja CASA CON TECHO DE FORMA ABSIDIAL La casa de techo con forma absidial posee características muy benéficas para un correcto flujo de viento, incidencia solar y protección del bochorno. No tiene ventanas, pero posee una abertura en la parte superior del techo y cuenta con una puerta central que ve hacia el este. A veces hay una puerta más, orientada hacia el oeste: es para comunicar con otra choza que sirve de cocina y granero; la cocina tradicional consta de tres piedras que sostienen un comal. Al colgársele hamacas, esa habitación única se convierte en dormitorio. Los pisos están hechos de sascab, tierra blanca compacta puesta sobre un empedrado. Los muros son un armazón hecho de horcones y varas con embarro, y están blanqueados a la cal. En ocasiones, también incluyen un zócalo de piedra. Como techumbre o palapa se utiliza una estructura de maderas cubierta de palma o zacate. En estas construcciones no hay metales y todo se amarra con bejucos.
Método de Construcción: • •
•
•
Estructuralmente no requiere gran cimentación, los postes se fijan en el suelo hasta que queden firmes. La estructura inicial se hace en forma de rectángulo, soportada con cuatro puntales, encima de los que se colocan transversalmente morillos amarrados con bejucos, sobre los que se colocarán los marcos transversales de morillos más delgados formando una “A” como marco de la techumbre con pendiente mínima de 45º, amarrados en el extremo superior para formar una horquilla donde se coloca el caballete amarrado también con lianas. Para reforzar el marco principal, a media altura se colocan otros marcos intermedios así como varas oblicuas como contravientos, inmediatamente después con lianas se amarra el entramado con varas horizontales y verticales, formado un cuadrícula sobre la que se colocará la hoja de palma o el zacate. Para construir los semicírculos laterales, se colocan cuatro horcones sobre cuyas horquetas se aplican gruesos bejucos entrelazados en la curvatura del ábside, sobre los cuales se amarran varas largas y delgadas en forma radial, que se atan a la parte superior del caballete, sobre ellas se colocan las hojas de palma o los atados de zacate como cubierta
final.1
1 Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita.
http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/02%20ARQ UITECTURA%20VERNACULA.PDF http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/06%20REG ION%20SUR.PDF
CASA TZOTZIL Esta casa es muy característica de las zonas tropicales sumamente lluviosas y húmedas de Chiapas, Tabasco y Veracruz. Son de planta cuadrangular, con muros de carrizo o ramas amarradas a una estructura de troncos recubierta con carrizos horizontales sujetos con lianas; en algunos casos para los muros se hace un entramado de doble pared y se rellena con piedras y arcilla mezclada con paja y cal de unos 30cm. de ancho, una especie y bahareque con mayor dureza y solidez. El techo que tiene por lo menos 3 veces la altura de los muros se arma con una estructura de bambú o ramas resistentes que se recubre con palma o zacate en atados muy gruesos, la pendiente de la techumbre de 4 aguas a 60º tiene por objeto el rápido escurrimiento de la lluvia evitando que penetre al interior de la casa, el remate de la cumbrera se hace con una saliente que se conoce con el nombre de “oreja”, que sirve para dejar salir el aire caliente por la parte superior y así conservar fresca la casa, además esta saliente se orienta hacia los vientos dominantes para que el aire pase de lado a lado haciendo un efecto de extracción y creando una corriente de abajo hacia arriba en el interior. Esta casa perteneciente a la cultura maya demuestra los conocimientos bioclimáticos de sus constructores que sabían provocar corrientes dentro de sus casas para refrescarlas aprovechando elementos naturales con la adecuada orientación para captar vientos y evitar el asoleamiento.2
2Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita.
http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/ 02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF
CABAÑA CIRCULAR Inspirada en las más
la arquitectura precolombina, tal vez una de antiguas pertenecientes de la construcción autóctona, construidas con muros de varas o carrizos, troncos verticales, bahareque o piedra.
SISTEMA CONSTRUCTIVO DE LA CUBIERTA La cubierta está soportada sobre largueros de bambú de 8cm. de diámetro, con petates amarrados al interior sobre el que se coloca una losa de ferrocemento de 3cm de espesor, impermeabilizada, con cubierta final de palma o zacate. 3
CASA LACANDONA Los Lacandones son probablemente la etnia más conocida del Estado de Chiapas. La forma de su vivienda se asemeja a una tienda de campaña de planta circular de gran tamaño. La construyen colocando horcones clavados en el perímetro, sobre los que amarran otros de diámetro pequeño para formar el círculo que soporta un cono apoyado al centro en un tronco mayor.4
3 Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita.
http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/ 02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF
CASA TZELTAL Los Tzeltales pertenecen a la zona maya, ubican en el centro del Estado de Chiapas y oriente del mismo. Sus casas de amplia planta rectangular son lo que se suele llamar un “cuarto redondo”, es decir, un solo espacio que funciona como estancia, comedor y dormitorio, cuando la familia crece construyen otra al lado.5
se al
LA CASA COMITECA Éste tipo de viviendas son creaciones más recientes en la zona chiapaneca. Normalmente se realizaban en torno a un patio central que tenía funciones de ventilación e iluminación de la vivienda. En los patios se situaba el jardín de la casa, con andadores de piedra con un ancho mínimo de aproximadamente 60 cm.
4 Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita.
http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/ 02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF 5 Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita. http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMPENDIO%20INFO/ 02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF
Los muros de la casa son elaborados con adobe y piedra, las dimensiones pueden oscilar desde los 40 a los 80 cm. Las cubiertas entejadas son de dos, tres o cuatro aguas, dependiendo de la conformación espacial con que se haya realizado la distribución de los cuartos, toda la techumbre se realiza con vigas de madera, dando lugar así al tapanco, debido a la pronunciada pendiente que posee. Por otro lado las construcciones son altas pues llegan a medir aproximadamente 4.00 m de altura hasta el cielo raso, que en ocasiones termina de manera amachambrada, para ocultar las vigas y tablas del tapanco, y continuar de ese nivel hasta el caballete con 2.50 m más de altura. Los aplanados son lisos en muros; en los rodapiés pueden presentar texturas de piedra lanzada o simplemente son pintados con tonos obscuros provenientes del color rojo o café; y en escasas ocasiones se presentan almohadillados en vanos de acceso, y cuando existen se manifiestan en portones.
Análisis climatológico y demográfico El análisis bioclimático y demográfico es una herramienta que sirve para tomar en cuenta las condiciones de la zona y utilizarlas a favor de crear sistemas pasivos que permitan utilizar menos recursos en el enfriamiento y calentamiento de una vivienda. Para poder hacer el análisis en Tuxtla Gutiérrez se requirió hacer un estudio de las condiciones meteorológicas de la zona como lo son, la temperatura, humedad, lluvia, viento y radiación solar. Todo esto con el fin de obtener los datos necesarios para el análisis de confort dependiendo de las temporadas del año. Ficha geográfica Tuxtla Gutiérrez, Chiapas
Superficie:
412.40 km²
Altitud:
600 msnm
Latitud:
16°38' y 16°51' latitud Norte
Longitud:
93°02' y 94°15' longitud Oeste
Colindancias: • • • •
Al norte con San Fernando, Usumacinta y Chiapa de Corzo. Al este con Chiapa de Corzo. Al sur con Suchiapa y Ocozocoautla de Espinosa. Al oeste con Berriozábal y Ocozocoautla de Espinosa.
Estación meteorológica: 768433 • • •
Latitud: +16º 75 Longitud: -093º 13 Altura: +0528 msnm
Información General Temporad a
Característica s
Duració n
Oscilació n térmica
Humeda d relativa
Precipitació n pluvial
Invierno
Fresco
Dic a Feb
13.7
62.3 %
2.7 mm
Transición
Templado
Mar, Abril, Oct, Nov
13.5
61.25%
19.23 mm
Verano
Calidohumedo
May a Sep
11.6
70%
156.1 mm
Resúmenes Históricos Temperatura media anual Temperatura media máxima Temperatura media mínima Temperatura máxima extrema Temperatura mínima extrema Promedios de días al año con heladas Récord de helada tardía Récord de helada temprana Precipitación media anual Precipitación mayor anual Precipitación menor anual Promedio de días con lluvias Promedio de días con nevadas
25.7 °C 32.1 °C 19.4 °C 42 °C 1.0 °C 7.3 días 13 °C 9 °C 865.3 mm 414 mm 104.6 mm 86.1 días 0 días
Fenómeno s especiales Hay días medio nublados, otros despejados y con lluvia apreciable Días despejados y medio nublados Nublado/ Cerrado
Confort térmico En la tarde de 3a6
Agradabl e a partir de las 9 de la noche A primeras horas de la mañana y ultimas de la noche
Temperaturas Isotermas
Humedad Relativa Isohigras
Vientos Dominantes
Radiaci贸n Solar
Datos Demográficos Tuxtla Gutiérrez Año 1990 1995 2000 2005 2010
Población 511.738 521,973 532,934 541,461 553,374
Población total Viviendas habitadas Promedio de ocupantes por vivienda Viviendas habitadas sin disponibilidad de agua entubada Viviendas habitadas sin disponibilidad de energía eléctrica Viviendas habitadas sin disponibilidad de drenaje
553,374 143,852 3.9 25,742 2868 3563
Herramientas para el diagnostico Sun Path Para Tuxtla GutiÊrrez Latitud: 16°
Carta Bioclimรกtica de Olgyay Diagrama para exteriores
Diagrama de control Bioclimรกtico de Givoni Diagrama para Interiores
Montea Solar
Requerimientos de climatización para Tuxtla Gutiérrez El análisis anterior nos sirve para establecer los requerimientos climatológicos para Tuxtla Gutiérrez, lo cual llevara a encontrar lo necesario para lograr una condición de confort termina agradable que se requiere en la vivienda a modificar.
En general Chiapas muestra climas cálidos, semicálidos y templados. En el clima cálido se presentan temperaturas altas diurnas y nocturnas en verano ya que tiene una elevada humedad ambiental. Para esto se necesita protección para la radiación que presenta, esta protección puede ser por medio de persianas, celosías, voladizos y todas aquellas herramientas que permitan garantizar una ventilación diurna y nocturna agradable y de bienestar. Así también son recomendables los emplazamientos elevados ya que ofrecen una mayor posibilidad de ventilación, las cubiertas y fachadas sobrepuestas y ventiladas ayudan a refrigerar el edificio. Es necesario tener huecos de ventilación para favorecer la circulación del aire, en cuanto el color es conveniente la selección de colores claros. Durante la temporada de invierno, se necesita evitar la perdida de calor ya que se desea crear un ambiente agradable y en esta época es un poco frio el clima, así también de necesita que durante esta temporada se aumente la incidencia solar dentro de la casa, así también hacer uso de materiales térmicos que sean capaces de almacenar el calor térmico. En la temporada de transición que es primavera y otoño, es necesario aprovechar la ventilación natural, ya que durante estos meses el clima es sumamente agradable ya que no llega a calentar, así también que mediante los materiales usados en la construcción hagan posible que el calor del día se trasmita durante la noche, es decir retraso térmico. Durante el verano es necesario que se generen sombras dentro y fuera de la vivienda, así también que se aprovechen los vientos para que la ventilación sea natural y generar microclimas que ayuden a regular la temperatura. Las variaciones diarias y estacionales de la temperatura en clima cálido húmedo son escasas, haciendo que la radiación y la humedad sean elevadas En general algunas medidas preventivas: • • • • • •
Impedir el sobrecalentamiento Orientación Filtro Solar Proporción exacta de huecos acristalados Materiales apropiados Colores poco absorbentes`
Estrategias de Climatización La clasificación de lo sistemas pasivos de climatización, según el Dr. David Morillon, considera tres aspectos adecuados • • •
Configuración estructural Genero Requerimientos de climatización
Los sistemas pasivos de climatización se clasifican en • • • • •
Calefacción Enfriamiento Humidificación De humidificación Ganancia directa y protección solar
Calor de techo Para capta el calor solar se pueden aprovechar la forma de la casa, la posición de la ventana y la inclinación del techo, como por ejemplo se puede usar un plafón de color claro para que refleje mejor los rayos solares.
Trampa de calor Las trampas de calor consisten en un espacio pequeño orientado hacia el sur con una cubierta de cristal o acrílico transparente, eso para que capte la radiación solar y almacene el calor que puede ser usado en la noche, a través de un tubo aislado hasta el lugar que se desea climatizar. Abertura en el techo La extracción del aire caliente del interior por medio de sistemas naturales pasivos se logra del punto mas alto de la casa que es el techo en donde se acumula el aire caliente.
Parasol Los parasol sirven para protegerse de los rayos solares, calculando sus dimensiones pueden proteger del sol de verano y permitir que penetren los rayos de invierno.
Aleros Los aleros ayudan a contrarrestar la radiación solar por los lados del vano, se colocan preferentemente en las ventanas que están al sur para proteger contra el sol de la mañana o del atardecer.
Voladizos Los voladizos ayudan a que haya mas sombra en el lugar y que bloquean los rayos de esta forma no entran directamente por las ventanas, creando así sombra en verano y entrada de luz y calor en invierno. Vegetación La casa cuenta con un gran árbol frente a un ventanal que esta dirigido al sur, el cual tiene hojas caducifolias, lo que permite que en invierno entre luz del sol para calentar el hogar, mientras que en verano al estar verde reduce incidencia solar. También cuenta con unos arboles en la entrada para que los vientos que vienen del sur topen y entren a la casa por la puerta principal.
Recomendaciones del Diseño Como recomendación tenemos que el patio este ubicado hacia el sur y la fachada principal al Poniente. Esto es posible ya que en la fachada se encuentra la cochera y la entrada principal, además de un patio posterior a la cochera en el cual se ubicaría un árbol de grandes dimensiones que dará sombra al vitral de la sala-comedor. En la fachada orientada al poniente se encuentra también la habitación principal, la cual cuenta con una terraza y un voladizo sobre ésta. En el lado Oriente se encuentran las recamaras secundarias y la sala-comedor-cocina. Esto permite que sean lugares frescos y que en las mañanas les de la luz del amanecer. Aun así se propone un volado sobre las recamaras para esos días de verano evitar la incidencia solar.
Diseño Como mencionamos en las recomendaciones de diseño. Utilizaremos en nuestra intervención, voladizos, vegetación, trampa de calor, aberturas en el techo, parasol, y aleros, de forma que nos permitan tener un clima confortable dentro de la construcción. Voladizos Se encuentran en la parte superior de la recamara principal y las secundarias, permitiendo así, que el calor no llegue directo en temporada de verano a ellas. Pero, que en invierno se tenga la posibilidad de que al tener un diferente ángulo de incidencia, la luz solar penetre generando calor para amortiguar las bajas temperaturas. Vegetación Ubicada en frente de los vitrales que dan al sur y poniente para prevenir la entrada de luz en verano y permitirla en invierno. Además de que se crea un microclima que refresca el espacio en donde se encuentra. Trampa de Calor La ubicamos con una celosía del lado sur para permitir que cuando el aire entre se refresque. Aberturas en el techo En este caso se utiliza para que el aire caliente que se encuentra en el interior de la casa habitación, pueda salir para que se refresque el interior ya que en este lugar, se tiene un clima generalmente caliente. Aleros Se encuentra uno en una de las ventanas de las recamaras secundarias para que no penetre tanto la luz solar en ellas.
Dise帽o Arquitect贸nico Planos de la casa originales
Planos de la casa modificados
Bibliografía •
Gobierno de Veracruz, “Arquitectura Vernácula”. Compendio de información gratuita.
http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMP ENDIO%20INFO/02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMP ENDIO%20INFO/06%20REGION%20SUR.PDF • • • •
•
•
• • •
http://petenysusencantos.com/index.htm%202.htm http://www.colegiomexsur.edu.mx/pdf/d_chiapas.pdf http://www.habitat.arq.una.py/ambitos/tyh/cct/crh_cct_0091.pdf Juan Manuel Gastéllum, “La vivienda-mueble, ejemplo de arquitectura vernácula en Santa Catarina Roatina, Miahuatlán, Oaxaca”. http://acnhac.com/pdf/articulo_gastellum.pdf Omar Zea Chávez , “La arquitectura tradicional de la ciudad de Comitán de Domínguez, Chiapas” http://www.conecultachiapas.gob.mx/patrimonio/descargas/La_arquitectur a_tradicional_de_Comitan.pdf Dr. Arq. Rubén Salvador Roux Gutiérrez , Dr. Arq. José Adán Espuna Mujica, “LA ARQUITECTURA DE TIERRA EN MÉXICO”. http://www.habitat.arq.una.py/ambitos/tyh/cct/crh_cct_0091.pdf http://mapserver.inegi.org.mx/geografia/espanol/estados/chis/climas.cfm? c=444&e=07 6gxm3g.blu.livefilestore.com/.../Curso%20Construcción%20Bioclimática.d oc? http://www.jhgrupo.com/bioclimatic/temas/bioclimatica/estrategias-declimatizacion.html
Referencia imágenes http://www.marc.ucsb.edu/elpilar/mesaredoda/mesaredonda97/archaeologia.html http://petenysusencantos.com/index.htm%202.htm http://www.uv.mx/popularte/esp/mfoto.php?phid=35 http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Mayan_bed_Hacienda_San_Jose.jpg
http://www.conecultachiapas.gob.mx/patrimonio/descargas/La_arquitectura_tradi cional_de_Comitan.pdf http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMP ENDIO%20INFO/02%20ARQUITECTURA%20VERNACULA.PDF http://portal.veracruz.gob.mx/pls/portal/docs/PAGE/SECTUR/IMAGENES/COMP ENDIO%20INFO/06%20REGION%20SUR.PDF http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?p=54492889 http://www.luxuriousmexico.com/wwwluxuriousmexico/Luxurious%20Mexico/Pro ducts/SpanishProducts/ChiapasESSanCristobaldeLasCasasHotelMuseoCasaNaBolom.html