Objetivo general:
Fortalecer el ejercicio de los semilleros de investigación con didácticas de educación ambiental en arquitectura para implementar herramientas y estrategias de diseño ecológico para un proyecto integral de arquitectura sustentable.
emplazamiento
parti compositivo:
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y ARTES, UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA GUÍA DE PROYECTO ÁREA DE FORMACIÓN: Profesional COMPONENTES DE FORMACIÓN: Ambientes Sostenibles LAS/UPC Semillero de Investigación ECOHÁBITAT LABORATORIO DE AMBIENTES SOSTENIBLES Docentes de Apoyo: (LAS): Arq. Sergio Perea Restrepo Arq. José Daniel Cárdenas Coordinador: Arq. Iván Mauricio Eraso Estudiante de Práctica: Leonardo Sánchez Parra Actividad Académica: Participación en el CONCURSO PREMIO MARIANO OSPINA PÉREZ 2012 NUCLEO TEMÁTICO: Arquitectura Ecológica NUCLEO GENERATIVO: Configuración del Hábitat LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: ENFOQUE INVESTIGATIVO: Hábitat y Territorio Hábitat Local Sustentable Objetivo específico:
REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL
“arquitectura orgánica”
INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES ** I D E A M **
GRUPO DE METEOROLOGÍA AERONÁUTICA
BOLETÍN DIARIO DEL ESTADO DEL TIEMPO PRECIPITACIÓN (mm)
ESTACION AEROPUERTO
actividad
Bogotá Eldorado
DIAS CON LLUVIA
DIA ACUMULADO PROMEDIO ACUMULADO PROMEDIO
AÑO: 2012 MES: OCTUBRE DIA: 29 TEMPERATURA (°C)
FENÓMENO
MED
MAX
MIN
METEOROLÓGICO
DIA
DIA
DIA
29 12,9
29 20,5
30 10,4
EN EL MES MENSUAL EN EL MES MENSUAL RELEVANTE 29 0,0 133,0 106,4 14 18 Lluvias aisladas
Ubicación: Latitud 4°35´53´´ N 74°4´33´´ O / Altitud 2.600 a 3.250 msnm Pluviosidad de Bogotá D.C. / Fuente: Oficina de Meteorología IDEAM = 980 mm / año
Desarrollar un ejercicio didáctico de taller, en el escenario de aprendizaje del Laboratorio de Ambientes Sostenibles, a partir de la participación en un concurso promovido por la Fundación Mariano Ospina Pérez con el apoyo del ICETEX, para diseñar la sede del Instituto de Biología Ambiental, bajo parámetros y atributos de una “Arquitectura Ecológica”
Herramientas para la evaluación ambiental del proyecto arquitectónico Herramientas de diseño
Plano
Aspectos naturales
Emplazamiento
T
Sombras Iluminación natural
T
Cálculo manual
Cálculo informático
Maqueta a escala
Simulación ordenador
I
D
T T
I/D D
T
I
Ventilación / renovación de aire Confort térmico
T
I
D
T
D
Eficiencia en el manejo y disposición de aguas lluvias
T
I
D
Eficiencia en el manejo y disposición de aguas residuales Manejo de energías alternativas (solar, eólica, hídrica y orgánica)
T
Procesos de sostenibilidad
Consumo energético Rendimiento térmico (envolventes horizontales y verticales) Manejo y disposición de residuos Rendimiento total
T
T
I
D
I
D
I T
I
T
I
D
D
D D
T: Evaluación temprana, I: Evaluación intermedia, D: Evaluación detallada
Instrumentos de evaluación
Mapas topográficos, cartografías SIG y aerofotografías Heliodon y carta solar Heliodon, carta solar, y ábaco solar/luxes Diagrama Rosa de los vientos (Ver datos en: IDEAM, CAR) Diagrama de Givoni Cálculos de oferta y demanda, índice de pluviosidad, RAS (Reglamento de aguas saludables) 2000 Cálculos de unidades de aguas servidas
confort térmico y habitabilidad
autosuficiencia por provechamiento agua Lluvia = 0.98 m3 (Índice pluviosidad) x 520 m2 (Área cubierta proyectada) = 509,6 m3 / año - 5 % (Agua perdida) 1,44 m3 / día (Ahorro de agua) 6 m3 / día x 150 hab. (Consumo de agua)
Cálculos de oferta y demanda, índice de brillo y radiación solar, velocidad y dirección del viento, velocidad de caudal, y biodegradación Cálculo de watts/horas Cálculo watts/mt2
150 Lt/hab.día (Consumo por habitante) Ver: Reglamento de Agua Saludable
Cálculo de indicadores de eficiencia Kg/mt2 Evaluación integral indicadores de sostenibilidad del proyecto
10 %
Agua reciclada de los jardines exteriores del edificio
La evaluación del rendimiento y eficiencia medio ambiental es necesaria para un proyecto integral de calidad; los aspectos medio ambientales están interrelacionados, unos pueden afectar directa o indirectamente a otros y al rendimiento global; el objetivo es lograr un equilibrio óptimo de acuerdo a la complejidad del sistema.
INSTITUTO DE BIOLOGÍA AMBIENTAL Análisis climático del lugar y estrategias generales según el clima del lugar:
13.66 %
Agua reciclada de las cubiertas del edificio
zona de confort térmico
-Calentamiento solar, se deben potenciar las ganancias internas -Inercia térmica (calentamiento) -Ventilación indirecta, controlar la entrada de los vientos predominantes al interior de los espacios
La captación del recurso hídrico, se distribuye a la batería de baños de la torre del punto fijo (higiene, mantenimiento y limpieza) El agua residual pasa por un tanque de almacenamiento, un filtro de arena, una trampa de grasas y un tanque biológico, lo cual compone el sistema de depuración de aguas servidas.
diagrama psicométrico con zonificación de estrategias para altura sobre el nivel del mar 2.600 m
Emplazamiento: - Orientación norte y sur (alineada a eje este-oeste) Distribución espacial: -Diseño compacto de recintos
carta solar de la ciudad de Bogotá D.C.
Movimiento del aire: -Recintos alineados en dos lados, provisión temporal de aire en movimiento Aberturas: -Aberturas grandes, 40–80% - los vidrios deben minimizar las perdidas conductivas de energía (vidrio doble)
modelo estratégico de fundamentación del concepto de “Arquitectura Ecológica”
Muros: -Muros externos macizos e internos livianos Techumbre: -Ligera, Techumbre aislada
12:00 M / 21 de Marzo y Septiembre Madera de construcción calor específico = 1360 J/KgK conductividad = 0.130 W/mK densidad = 630 Kg/m3 difusividad = 1,52 E-7 efusividad = 3,34 E+3
09:00 AM / 21 de Diciembre
14:00 PM / 21 de Junio
Vidrio plano calor específico = 830 J/KgK conductividad = 1,160 W/mK densidad = 2490 Kg/m3 difusividad = 5,61 E-7 efusividad = 1,55 E+3 Calefacción solar pasiva con ganancia de radiación solar y aumento de la inercia térmica sobre el plano norte de la fachada Tecnología local de arquitectura vernácula en tapia pisada,
placas fotovoltaicas integradas en cubierta la vegetación aisla, resguarda y descontamina
Ladrillos de arcilla calor específico = 921 J/KgK conductividad = 0.814 W/mK densidad = 1800 Kg/m3 difusividad = 4,91 E-7 efusividad = 1,16 E+3
muros con baja capacidad de almacenamiento de energía térmica (calor específico = 900 J/KgK), con baja capacidad para conducir el calor hacia el interior (conductividad = 0.850 W/mK), con una masa térmica media (densidad = 1750 Kg/m3), con una capacidad térmica de velocidad de absorción media (difusividad = 4,72 E-7) y pérdida de calor alta (efusividad = 1,24 E+3), y una radiación incidente media con alta absortividad, baja reflectividad y alta transmitividad de calor
entrada de luz natural
transferencia de calor por convección
invernadero distribución del aire caliente desde el invernadero
chimenea solar con efecto invernadero acumulador
control pasivo de la radiación solar y manejo de la luz natural a travez de persianas, sistema de envolvente permeable de doble superficie, que actua como un dispositivo de captación directa con lazo convectivo
captación de agua lluvia en cubierta
Programa de Áreas del INSTITUTO DE BIOLOGÍA AMBIENTAL “La Biología Ambiental es un enfoque integral de las funciones y potenciales de la enorme multiplicidad de seres vivos que actúan en los procesos de evolución ambiental que se observan en el planeta Tierra”.
Biblioteca (314.00 m2) Laboratorios (218.00 m2) Aulas de clase (154.00 m2) Oficinas (114.00 m2)
Concreto celular
Sala de profesores (34.00 m2)
calor específico = 880 J/KgK conductividad = 0.330 W/mK densidad = 600 Kg/m3 difusividad = 4,17 E-7 efusividad = 4,82 E+2
Personal administrativo (78.00 m2) Auxiliar técnico (24.00 m2) ventilación inducida
Balance térmico por distribución de flujos de calor
transferencia de calor por conducción Captación solar retardada por acumulación y masa térmica renovación de aire
Alojamiento estudiantes (115.00 m2) Cafetería(64.00 m2)
El proyecto será localizado en el Campus del Instituto de Estudios Superiores “Mariano Ospina Pérez” en Guaymaral, Suba, D.C.
planta planta 11 er. er. piso piso
planta 2 do. piso
planta de cubiertas y exteriores del edificio
planta 3 er. piso
planta 4 o. piso
planta cubiertas
planta 5 o. piso
anatomía del sistema estructural y espacial
corte-fachada / descripción tecnológica
bóveda
torre
naves
pabellón
zócalo acceso basamento