UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO PROGRAMA DE ESPECIALIZACION EN ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA AÑO ACADÉMICO 2020
PIURA - PERÚ Asignatura: Diseño Ambiental Profesor: Dr. Arq. ALEJANDRO E. GÓMEZ RÍOS Alumna: MAMANI RANILLA, KAROL GLADYS AÑO 2020
Área de Intervención – Factores Geográficos y Biológicos
PIURA
UBICACIÓN Distrito: El Tallán Departamento: Piura País: Perú Latitud: -5.457771 Longitud: -80.605788 Limites: • Por el Norte: 400m • Por el Sur: 407.95 m • Por el Este: 450.14 m • Por el Oeste: 370 m, con Panamericana Norte
RELIEVE Presenta una diferencia de 4 m. para una distancia de 400 m, Teniendo una pendiente de 0.10%. Siendo un terreno plano, no presenta obstrucciones solares ni de vientos, teniendo los 4 frentes. Se hace un corte y relleno con el mismo material para nivelar el terreno.
Características del territorio HIDROGRAFÍA Se encuentra a 2800 m de la cuenca del Río Piura. La zona agrícola cuenta con canales de regadío. La zona agrícola es el amortiguamiento del Río ante inundaciones por precipitaciones del Fenómeno del Niño. *El terreno esta cruzando la Panamericana Norte en área desértica y cota más elevada
VEGETACION Piura tiene el 72% de sus bosques secos, como patrimonio para su desarrollo, y en las especies arbustivas está: • Algarrobo: Para zonas de ingreso y zonas recreativas, con una altura de 8 m a 20 m. Un ancho de copa de 15 m. y de hoja perenne • Porciana: Fachada Principal de vivienda, con una altura de 3 m a 6 m, un ancho de copa de 10 m, de hoja perenne. • Higuera: Patios interiores, con una altura de 7 m a 8 m, con un ancho de copa de 10 m y de hoja caduca. • Cactáceas / suculentas: Almacenan gran cantidad de agua en sus raíces y tallos, sobrevive en entornos secos y áridos
Karol Gladys Mamani Ranilla - Programa de Especialización en Arquitectura Bioclimática
Área de Intervención – Variables Climáticas
PIURA
EQUINOCCIO (23 mar) – 11.30 hrs.
VERANO - SOLSTICIO (21 dic) – 11.30 hrs.
Azimut: 13.26° - Altura: 83.82° Luz: 12.07 hrs. - Ascenso/Set: 06:24 – 18:31
Azimut: 147.38° - Altura: 69.02° Luz: 12.28 hrs. - Ascenso/Set: 06:03 – 18:32
N
S
N
S
INVIERNO - SOLSTICIO (21 jun) – 11.30 hrs. Azimut: 0.13° - Altura: 61.38° Luz: 11.46 hrs. - Ascenso/Set: 06:28 – 18:15
MOV. APARENTE DEL SOL Por la latitud ingreso del sol es en dirección del Norte (7meses) y del Sur (5 meses), el sol incide en las 4 fachadas (sombra en el lado opuesto) , siendo una estrategia a desarrollar la protección solar en los 4 frentes. *** Pero la mayor incidencia es en el plano horizontal (pisos y techos). Los cuales deben ser también protegidos para no generar islas de calor, o efecto invernadero.
ANGULO DE ALTURA DEL SOL El ángulo de la altura del sol para diseñar la protección solar del Tallán: • En el solsticio de invierno: 61.38° por el norte • En el solsticio de verano: 69.02° por el sur • En el equinoccio: 83.82°
RADIACIÓN SOLAR
N
S
HORAS DE SOL A lo largo del año la oscilación de las horas de sol es mínima entre las diferentes estaciones del año, por lo contrario son constantes en promedio de 12 horas para el día y 12 horas para la noche, debido a la cercanía al Ecuador.
La radiación del Tallán - Piura es extremadamente alta. Entre las 10 am y 2 pm se recibe el 60% de la radiación UV diaria. (Senamhi – OMS). La sombra puede reducir la radiación en un 50% o más. (Senamhi – OMS). La arena del área de intervención aumenta un 15% de radiación
El Tallán
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Área de Intervención – Variables Climáticas
PIURA
TEMPERATURA DEL AIRE Piura tiene la temperatura media en zona de confort los meses de junio, julio, agosto, septiembre, octubre, noviembre (6/12). Los demás meses presentan temperaturas más altas, por lo que tener estrategias como la masa térmica, que de sensación de frescor en el día y desprenda calor para la noche con una oscilación de 10°C. • El es más caliente (Febrero): 34.73 °C (máx. T°) – Fuera de zona de confort • El mes más frio (Agosto): 17.97 °C (min. T°) – Fuera de zona de confort
PRECIPITACIONES Presenta la mayor cantidad de precipitaciones en el mes de Marzo con 16.09 mm y la mayor parte del año (8 meses) no presentan precipitaciones que llegan a 1mm. ***Es importante considerar el FENÓMENO DEL NIÑO, que debido al calentamiento ANOMALO en el Pacífico Ecuatorial central y oriental. Provoca aumento de temperatura en 3° por encima de lo normal, por lo que en meses de verano (diciembre a marzo) presenta un incremento considerable de las precipitaciones.
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Área de Intervención – Variables Climáticas
PIURA
VIENTOS Los vientos predominantes provienen del Sureste y el Sur Las velocidad es mayor a las 13:00 hrs. a lo largo de todo el año, lo cual es beneficioso ya que esta en el rango del horario donde se presenta mayor temperatura. • La menor velocidad es del sur en el mes de junio a las 19 hrs. Con 1.5 m/s. • La mayor velocidad es del sureste en el mes de Agosto a las 13 hrs. Con 7.7 m/s. Por la intensidad de los vientos están clasificados como VIENTOS DÉBILES Y MEDIANOS.
HUMEDAD RELATIVA En general la humedad de Piura está por encima de la zona de confort, por lo que en combinación con la alta temperatura genera bochorno, y la sensación térmica más elevada. El clima de Piura es seco debido a que la evaporación* es mayor a la humedad proveniente de las precipitaciones. *Factores que provocan la evaporación: -Alta T° con un promedio anual de 26.07°C, -Extremadamente alta radiación solar (latitud, reflexión del suelo) -Vientos débiles y medianos no permite la renovación del aire próximo a la superficie de evaporación que está saturado.
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PIURA
Área de Intervención – Variables Climáticas
ESTRATEGIAS DE DISEÑO SEGÚN ANÁLISIS DE CLIMA Las estrategias de diseño a considerar para el área de intervención en el Tallán son: • Inercia térmica – Imprescindible: Muro de Quincha (Carrizo, Palets) Interior de paja con barro con cámara de aire. Estuque de, cemento, cal y arena. Menor % de vidrio en comparación con la masa. Captación de calor en muros en el día y por la noche por la oscilación térmica que desaparece la ganancia de calor y comienza pérdida de calor • Ventilación nocturna – Imprescindible: Ventanas con abertura en la parte alta, mediante claustros generación de aire y con árboles con la refrigeración evaporativa para renovación de aire caliente de espacios interiores • Refrigeración evaporativa – Imprescindible: Vegetación (Biofiltro y árboles nativos del área de Intervención) • Control de Radiación – Imprescindible: Protector Solar (Muros perforados, Vanos retrocedidos, Claustros con parasoles verticales, Árboles nativos de copa ancha de hoja perenne), Generación de Sombra, vanos pequeños para evitar deslumbramiento pero con adecuada iluminación natural
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PIURA
Propuesta Urbana– Elección de la Ubicación y Corrección del Entorno
ALTURA RELATIVA
PENDIENTE DEL TERRENO
• Altura relativa: 21 m s. n. m. • Ubicado en la Costa Peruana y es una zona desértica. • Topografía plana
• Terreno plano con pendiente de 0.1 %
una
CORRECIÓN DEL ENTORNO
FORMA URBANA Asentamiento en consolidación, Reubicación de Tallán urbano por inundaciones. • Trama Reticular • Densidad baja • Vía predominante la Panamericana Norte
• Vegetación lineal existente en la Vía de la Panamericana Norte • Implementación en la propuesta de vegetación nativa en los limites del terreno, y vías de dominio público con bosques secos con priorización en el este y oeste. En generación de patios.
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PIURA
Propuesta Urbana – Elección de la Ubicación y Corrección del Entorno ESTRATEGIAS Viviendas en predominancia ubicadas norte sur, para evitar ingreso directo del sol por este y oeste amortiguadas por vegetación, Calles peatonales angostas para generación de espacios de sombra EQUINOCCIO (23 mar) – 11.30 hrs.
N
VERANO - SOLSTICIO (21 dic) – 11.30 hrs.
S
INVIERNO - SOLSTICIO (21 jun) – 11.30 hrs.
N
S
N
S
ESTRATEGIAS Control de la radiación solar con vegetación nativa de copa ancha, y hoja perenne , En el techo no hacer aberturas por ingreso del sol a lo largo del año provocando un efecto invernadero en zonas de alta T°, Vegetación para refrigeración evaporativa
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PIURA
Propuesta Urbana – Elección de la Ubicación y Corrección del Entorno
RELACIÓN CON EL AGUA • La relación del terreno con el agua es nula. • Ubicado en la zona desértica • La cuenca del Rio Piura está a 2800 m.
ÓPTIMA RELACIÓN CON LA VEGETACIÓN • • • • •
Vegetación en bosques secos: Algarrobo Patios de ingreso a Viviendas de bloque de 2 viviendas: Porciana Patios interiores de Bloques de 4 viviendas: Higuera y cactarios Jardinera Fachada Frontal de vivienda: Biofiltros con macrofitas emergentes. Carrizo, juncos Biohuertos: Vegetación con frutas y verduras de temporada de tallo pequeño y raíces superficiales
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Propuesta arquitectónica – Forma del Edificio
PIURA
POROSIDAD: Media
COMPACIDAD: Media
Permite Ingreso de iluminación y ventilación de manera indirecta, para no provocar deslumbramiento y hacer un juego de luz y sombra para espacios de estar, la parte llena permite captar el calor del día por inercia térmica
Permite disminuir el intercambio energético, pero a la vez generar mayor área de contacto con el exterior para captación de calor en la masa térmica para oscilación térmica
ESBELTEZ: Media, (Baja en conjunto) Permite manejar la exposición del edificio a las condicionantes climáticas, que por adhesión en conjunto se vuelve menos esbelta estando en mayor contacto con el terreno
ORIENTACIÓN: Norte-Sur Espacios social y privado con orientación norte o sur. Se protege Este y Oeste con la adhesión de viviendas
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Propuesta arquitectónica – Piel del Edificio
PIURA
ASENTAMIENTO: Bajo Se eleva la vivienda por inundación ante precipitaciones por el Fenómeno del Niño y posibles inundaciones. Por lo cual se opta por muros gruesos para aportar inercia térmica
PESO: Alto Presenta un muro térmico como envolvente de 0.25 m dejando un planta libre para tener espacios flexibles con tabiquería móvil
ADOSAMIENTO: Medio Permite iluminación y ventilación por tres de las 4 fachadas, y por la forma permite formar patios externos e internos en las fachadas con vegetación de copa ancha para mejorar el confort térmico mediante la generación de sombra y refrigeración evaporativa
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Propuesta arquitectónica – Ventilación natural
PIURA
T°
T°
T°
T°
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DIFERENCIA DE TEMPERATURAS VENTILACIÓN NOCTURNA La parte baja de a ventana es fija con el adecuado sellamiento para evitar infiltraciones y pérdida de calor. La parte superior del vano por encima de la altura promedio del usuario permite fluya el viento sin necesidad de generar sensación de frío, A su vez permite la circulación del aire caliente.
La temperatura exterior en el año de el Tallán por lo general suele estar por encima de la zona de confort en sus horas picos entre las 10 am y 2 pm, por lo cual al tener los muros retrocedidos se crea un espacio techado (claustro) el cual por la diferencia de temperaturas crea un viento para dar la sensación de frescor.
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Propuesta arquitectónica – Sistema de Enfriamiento Evaporativo
ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO La vegetación propuesta tiene como fin crear un microclima. Los árboles de copa ancha y hoja perenne se encuentran en el ingreso principal y en el patio posterior compartido de las viviendas, más allá de crear sombreamiento, sirven para humidificar el aire. Asi mismo en el interior de la Vivienda se coloca Especies de menor tamaño como en el área privada de dormitorios y escritorio se colocan en macetas, y también debajo de la escalera. Asi mismo en el frente las especies implantadas en los biofiltros también cumplen la función de enfriamiento evaporativo del aire antes de ingresar a la vivienda.
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Propuesta arquitectónica – Sistema de Protección de Radiación EQUINOCCIO (23 mar) – 11.30 hrs. Azimut: 13.26° - Altura: 83.82° Luz: 12.07 hrs. - Ascenso/Set: 06:24 – 18:31
VERANO - SOLSTICIO (21 dic) – 11.30 hrs.
INVIERNO - SOLSTICIO (21 jun) – 11.30 hrs.
Azimut: 147.38° - Altura: 69.02° Luz: 12.28 hrs. Ascenso/Set: 06:03 – 18:32
Azimut: 0.13° - Altura: 61.38° Luz: 11.46 hrs. Ascenso/Set: 06:28 – 18:15
SISTEMA DE PROTECCIÓN SOLAR • Parasoles Verticales • Muros perforados • Ventanas y muros retrocedidos para generación de espacios de sombra (Claustro) • Vegetación Nativa con copa ancha y hoja perenne • Sin aberturas es superficie horizontal
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
PROTOTIPO VIVIENDA- PRIMERA ETAPA Ambientes: • Dormitorio Flexible • Escritorio • Sala Comedor • Cocina • Lavandería • Terraza • Baño Seco
PROTOTIPO VIVIENDA- AMPLIACIÓN Primer Nivel: • Escalera • Escritorio/ Dormitorio Flexible • Sala Comedor • Cocina • Lavandería • Terraza • Baño Seco
Segundo Nivel • Dormitorio I • Dormitorio II • Dormitorio III • Baño Seco • Hall/Estar • Terraza
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
CORTE Dos bloques de Vivienda Orientación Norte - Sur
ELEVACION FRONTAL Conjunto de Viviendas
ELEVACION POSTERIOR Conjunto de Viviendas
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
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Propuesta arquitectónica – Vivienda Social Bioclimática
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PIURA
SISTEMA CONSTRUCTIVO Y CONFORT Tร RMICO
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Sistema constructivo – Vivienda Social Bioclimática
PIURA
MODULACION Modulación de 3m y 4.5 dejando planta libre
MATERIAL (ENVOLVENTE) ADOBE (TABIQUERÍA EXTERIOR) MUROS 40CM – MASA TÉRMICA
MATERIAL(TABIQUERÍA INTERIOR) QUINCHA (MATERIAL LIVIANO)
SISTEMA CONSTRUCTIVO (ESTRUCTURA) Sistema aporticado de concreto Armado
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PIURA
Cálculo Confort Térmico– Vivienda Social Bioclimática
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PIURA
Cálculo Confort Térmico– Vivienda Social Bioclimática
CÁLCULO CONFORT TÉRMICO Según el cálculo de la Norma Técnica EM. 110 para la envolvente de la edificación propuesta, el diseño si cumple con la transmitancia térmica indicada para la zona 2 – Desértico. Permitiendo dar al usuario mayor confort térmico y una mejor eficiencia energética evitando ante un clima de temperaturas elevadas en verano y oscilación entre el día y noche, el uso de ventiladores y/o aire acondicionado.
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SANEAMIENTO AMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE
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BOSQUES SECOS
Vivienda Social Equipamiento Bosque Seco AGUAS GRISES (Lavamanos, ducha, lavadora, lavaplatos)
Atrapagrasa Biofiltro Tanque de almacenamiento RESIDUOS INORGÁNICOS (Plástico, Vidrio, Papel)
Contenedores RESIDUOS SÓLIDOS (Heces – Baño Seco)
Compostera R. Sólid RESIDUOS ORGÁNICOS (Hojas, frutas y verduras)
Compostera R. Orgánic.
PIURA
BOSQUES SECOS Urbanismo Ecológico
MASTER PLAN
Vivienda Social Bosque Seco AGUAS GRISES (Lavamanos, ducha, lavadora, lavaplatos)
Atrapagrasa Biofiltro T. De Almacenamiento RESIDUOS INORGÁNICOS (Plástico, Vidrio, Papel)
Contenedores RESIDUOS SÓLIDOS (Heces – Baño Seco)
Compostera R. Sólid RESIDUOS ORGÁNICOS (Hojas, frutas y verduras)
Compostera R. Orgánic.
Área de servicios Biohuertos AGUAS GRISES (Lavamanos, ducha, lavadora, lavaplatos)
Atrapagrasa Biofiltro AGUAS AMARILLAS (Orina – Baño Seco)
Cto. Garrafón (orina) RESIDUOS SÓLIDOS (Heces – Baño Seco)
Cto. Tina compostera RESIDUOS ORGÁNICOS (Hojas, frutas y verduras)
Compostera AGUAS PLUVIALES (Captación agua de lluvia)
Cisterna Cto. bombas Tanque Elevado (techo)
Biofiltro – Humedal de flujo superficial horizontal dominado por Macrofitas emergentes. (Carrizo, Juncos). El costo de construcción y de mantenimiento son reducidos Biofiltro: Grava, Arena con tierra, grava PIURA
AGUAS GRISES (Lavamanos, Ducha, Lavadora, lavaplatos)
Material Secante
Tinas y/o recipientes de residuos sólidos
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Garrafón para orina
Baño seco integrado a la vivienda, por lo que la vivienda es elevada y tiene doble función: ubicación de los cto. Garrafón (orina) y cto para la tina compostera (heces). Y evitar inundaciones en temporada de lluvias. El cambio de bandeja de sólidos es anual, por lo cual se calcula un área de almacenamiento para que no esté fresco. La composta de sólidos (heces) para su uso es de un año. La composta de líquidos (orina) fermentar con composta como fertilizante, o liquido para riego de árboles frutales por 3 meses. PIURA
BAÑO SECO (Residuos sólidos y aguas amarillas)
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•
PIURA
Participación en integración de la población para creación de infraestructura de espacios públicos y/o áreas comunes. Con el reciclaje de residuos orgánicos. Por lo que se destina un área para la recolección de la materia prima y el almacén hasta llegar a la cantidad de ladrillos adecuados. Los demás residuos inorgánicos destinados a plantas especializadas de tratamiento.
RESIDUOS INÓRGANICOS (Construcción de bancas y jardineras con ecoladrillos)
โ ข
PIURA
Se considera una cisterna y/o tanque de almacenamiento el cual esta anexado a un cuarto de bombas para llevar el agua a un tanque elevado ubicado en el techo y reutilizar el agua de las lluvias.
AGUAS PLUVIALES (Captaciรณn de agua de Lluvia)
• •
Las camas de los biohuertos son de 1.20m x 1.20m Los biohuertos integrados de las 4 viviendas promueves la integración social y participación de los usuarios
PIURA
BIOHUERTOS (Autoproducción agrícola)
No usa agua en los baños El agua de uso de las viviendas no llegan al sistema convencional donde no se sabe si recibirán un tratamiento Utiliza el principio de la permacultura, de no generar residuos que dañen al medio ambiente.
PIURA
CONCLUSIONES (Saneamiento Ambiental y desarrollo Sostenible)
PIURA
GRACIAS TOTALES
Karol Gladys Mamani Ranilla - Programa de Especializaciรณn en Arquitectura Bioclimรกtica