VIVIENDA EXPERIMENTAL
INFORME Nº2 - G-3 VIVIENDA PRODUCTIVA DE CAFÉ EN TARAPOTO Cátedra
Ing. Raquel Barrionuevo de Machicao Arq. Christian Dongo Fernandez
Alumnos:
Aguilar Aymachoque Rosario Castro Tarazona Darwin Josshel Apaza Zavala Sarai Mera Hu Yadhira Sandra
2020-2
ÍNDICE
I.
Introducción
II.
Información de la zona
III.
Consideraciones para el diseño
IV.
Diseño
V.
Tecnología constructiva
VI.
Planos
VII.
Sistema domotica
VIII.
Conclusiones
IX.
Bibliografía
2
INTRODUCCIÓN
El presente informe tiene como finalidad diseñar viviendas que se adecúen a condiciones geográficas y climáticas, para ello es indispensable el estudio del lugar a intervenir. Nuestro campo de estudio será en en el departamento de San Martín, distrito de tarapoto, ubicado en la zona 9 correspondiente al clima tropical húmedo. Anteriormente analizamos la casa Farnsworth del arquitecto Mies Van Rohe, adaptamos esta casa en la zona 9, mejorando sus condiciones medioambientales del lugar para generar el mejor confort posible. Otro factor importante que se tomó en consideración es el estudio de las estaciones meteorológicas más cercanas al distrito y la cantidad de información que cada una de ellas nos proporcionaba para sacar las estrategias bioclimáticas adecuadas. Después se procedió a elegir la ubicación exacta del terreno a intervenir, ubicándolo así en una zona cercana al río más próximo. Una vez ubicado el terreno y definido la orientación de la edificación en él , se procedió con el cálculo de obstrucciones en base a curvas de nivel ; proyección ortogonal y cilíndrica ; y para el análisis del asoleamiento, sombras exteriores. Finalmente también analizamos la arquitectura de la zona , colocando así ejemplos de viviendas contemporáneas y culminamos con los datos meteorológicos de la estación meteorológica elegida.
3
INFORMACIÓN DE LA ZONA 1.
UBICACIÓN
El distrito de Tarapoto se ubica en la provincia de Tarapoto en la ZONA 9, tropical húmeda, según Rayter - Zúñiga (2005). Se encuentra entre 320 y 340 msnm en el Departamento de San Martín.
Figura 1,2 .Mapa geográfico . Recuperado por Google Earth
Latitud
6° 29′ 16
Longitud
76° 21′ 35″
m.s.n.m
336m
Superficie
15 km²
La ciudad presenta relieves accidentados, con una topografía irregular en el núcleo urbano, reduciendo su altitud hacia la confluencia de los ríos shilcayo y cumbaza, presentando zonas de relieve poco accidentado en la parte sur. Asimismo, se encuentra rodeada en la parte norte del Área de conservación regional Cordillera Escalera , una hermosa cadena selvática montañosa de una enorme diversidad de flora y fauna, en especial de una increíble variedad de especies de aves, La singularidad del bosque húmedo de las montañas al norte y el bosque estacionalmente seco del neotrópico en el valle que conforma el río cumbaza y mayo caracterizan la enorme diversidad endémica en los alrededores, cuya disminución de esta riqueza biológica decrece conforme aumentan la urbanizaciones y las áreas de cultivo.
4
2. CLIMA En Tarapoto, los veranos son cortos, muy caliente, bochornosos y parcialmente nublados y los inviernos son largos, caliente, opresivos, mojados y mayormente nublados. Durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de 21 °C a 34 °C y rara vez baja a menos de 20 °C o sube a más de 37 °C. Su Humedad relativa es alta, predomina el Grado de Humedad 4 (70% a 100%)
Figura 2,3 y 4 .Clima y precipitaciones. Recuperado por es.weatherspark.com
Llueve durante todo el año en Tarapoto. La mayoría de la lluvia cae durante los 31 días centrados alrededor del 19 de marzo, con una acumulación total promedio de 108 milímetros. La fecha aproximada con la menor cantidad de lluvia es el 13 de agosto, con una acumulación total promedio de 33 milímetros.
5
3.
UBICACIÓN DEL TERRENO
DISTRITO BANDA SHILCAYO, TARAPOTO -
Al costado del futuro condominio del Parque Tarapoto. Limita por el oeste con el río Shilcayo. Cuenta con una LATITUD:6°29'53.0" S; LONGITUD: 76°21'37.0"W y altitud de 280 msnm
Figura 6. Vista satelital del terreno. Recuperado por Google Earth Pro.
Dirección del viento Corte en la topografía Rayos del sol Rio Shilcayo Terreno (área de 339.84m2)
6
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO 1.
ASOLAMIENTO
-
Proyección ortogonal
Figura 5.Planta baja. Recuperado por es.slideshare.net
-
Proyección cilíndrica y obstrucciones
7
Solsticio de Invierno 21 de Junio.
21 de junio 07:00 a.m
21 de junio 12:00 p.m
21 de junio 05:00 p.m
Solsticio de Verano 21 de Diciembre.
21 de diciembre 07:00 a.m
21 de diciembre 12:00 p.m
21 de diciembre 05:00 p.m
8
2. DIRECCIÓN DE LOS VIENTOS Para este cálculo se utilizó la rosa de vientos, este gráfico tiene varias variaciones , pero para ese caso se utiliza la del programa Climate Consultant, la cual nos brinda información de la dirección de los vientos, la temperatura promedio y la velocidad.
Temperatura Velocidad y dirección promedio anual del viento
Rosa de vientos del promedio anual, de la estación Climática más cercana a la vivienda en Tarapoto.
Los vientos predominantes vienen del noroeste; además que son de intensidad débil.
Figura 10. Flujograma. Elaboración propia.
9
3. GRÁFICO DE CONFORT Para determinar las características necesarias que debe tener la vivienda, se analiza en el programa climate consultant, la gráfica de confort, este programa nos brinda las estrategias que se necesitan para mantener el confort durante todo el año.
Para Tarapoto se recomienda deshumidificar lo cual se puede solucionar brindando ventilación cruzada en la vivienda, también nos recomienda para el diseño: ●
uso de árboles de la zona como protección solar.
●
uso de porches o áreas techadas previas al ingreso para mitigar el ingreso de aire caliente a la vivienda.
●
●
uso de aleros
uso de paredes abatibles, exteriores sombrios y usar los pisos como plataformas levantadas
10
DISEÑO VIVIENDA PRODUCTORA DE CAFÉ
.
La vivienda está conformada por dos plataformas elevadas, la primera plataforma contiene la zona de degustación de café. La segunda plataforma contiene a la vivienda, que solo se dispone de un volumen al oeste, donde se alojan los baños y un pequeño cuarto de instalaciones, ligeramente desplazado hacia la cara norte, al lado sur está la sala, mientras al oeste está la zona de secado y producción de café y en el este los dormitorios.
11
DISEÑO ÁREA PRODUCTIVA La vivienda está capacitada para la producción de café orgánico, por lo necesita de un espacio libre donde se puedan colocar las máquinas. DESPULPADO FERMENTADO LAVADO Y CLASIFICADO SECADO DE CAFÉ Esparcir los granos bajo el sol en camas elevadas o patios. El secado del café es un proceso de manejo poscosecha durante el cual, generalmente se preserve la calidad del café en lugar de mejorarla. Los cafés lavados, naturales y de proceso honey se deben secar en alguna etapa del proceso. ALMACÉN Se encuentra cerrado y aislado del resto, esto para tener una buena preservación del producto.
.
12
DISEÑO ÁREA DE LA VIVIENDA La vivienda está destinada a una familia nuclear, de tres personas, cuenta con sala, comedor, cocina, 2 dormitorios y lavandería, baño y un cuarto de máquinas.
.
ÁREA DE VENTA O DEGUSTACIÓN Lugar de venta de café: En esta zona consta de una cocina para la preparación de diferentes granos de cafe. Ademas de contar con un baño publico para los espectadores.
.
13
FLUJOGRAMA Se quiso lograr la separación del público y el área familiar, por ello no hay una conexión directa, en el área de ingreso al público hay una escalera que lleva al área de producción esto con el fin de que se brinde no solo el servicio de degustación del café sino también que se muestre el proceso de producción como parte de la experiencia. Para evitar el subir y bajar escaleras el porche de la vivienda sirve como acceso al area de produccion.
Ingreso producción
Ingreso público Ingreso de la vivienda
ÁREAS ÁREA DE VENTA
65 M2
ÁREA FAMILIAR
94m2
AREA DE PRODUCCION
65m2 224m2
10 14
VENTILACIÓN NATURAL DE VIVIENDA Una ventilación cruzada y con el follaje de los árboles adyacentes ayuda a mejorar la temperatura de la vivienda manteniendola fresca durante todo el dia . Para crear una ventilación cruzada, los ocupantes pueden abrir las puertas de entrada en el norte y sur de la vivienda, los porches a ambos lados de la vivienda sirven para que no entre el sol directo desde el lado norte, se explica en el esquema siguiente las posiciones de las aberturas de puertas y ventanas.
Fuente: elaboración propia
Además, podemos hacer uso del efecto venturi producido por la ventilación cruzada en la parte superior de la vivienda . El aire caliente retenido en la parte superior se desvanece gracias a las rejillas de madera, así el aire va de menor presión a mayor presión, lo cual es favorable para el confort interior.
Fuente: elaboración propia
12 15
VENTILACIÓN NATURAL DE VIVIENDA
●
Deshumidificación
Según el gráfico de Givoni, la casa necesita deshumidificar todas las mañanas, teniendo en cuentas que uno de los ambientes que son usados a primeras horas de las mañana son los dormitorios. Se consideró usar ventanas altas, que permitieran renovar el aire viciado y deshumidificar sin necesidad del ingreso de aire al nivel del cuerpo. Cielo Raso
Fuente: elaboración propia
●
Detalle de ventana
Fuente: elaboración propia
Para ello se consideró el uso de carrizo a modo de persiana integrada a la ventana en la parte superior . para que el ingreso sea constante durante las 24 horas . Y complementando , se plantea ventanas oscilobatiente integrada a la puerta, en la parte superior. Así, permitir que el recorrido del aire sea de manera transversal al ambiente,. 12 16
VENTILACIÓN NATURAL DE VIVIENDA USO DE AISLAMIENTO TÉRMICO Se optó por realizar aislamiento térmico en las paredes para afrontar la necesidad de enfriamiento dentro de la casa debido a las altas temperaturas de verano. Según el acuerdo de cartagena, En zonas calurosas con temperaturas por encima de los 24 ºC, sus edificaciones requieren máximo aislante térmico, U de 0.5 y sistema de enfriamiento artificial, o aire acondicionado y ventilación apropiada. Es por ello, que procede a elegir materiales adecuados que permitan tener una transmitancia el menor valor posible de transmitancia , escogiendo como aislante el corcho natural y una cámara de aire . Esto fue debido a su durabilidad ya que no se descompone fácilmente como la viruta y la paja, las cuales también son una opción de aislante según el lugar .
●
Elección de materiales
Fuente: https://www.redalyc.org/pdf/1251/125 117499011.pdf Fuente :https://www.redalyc.org/pdf/1251/125117499011.pdf
12 17
●
●
Calculo de transmitancia
Detalle de aislamiento en paredes
Revestimiento interior Corcho natural Entramado Revestimiento exterior
●
Detalle isometrico
Fuente: elaboración propia
12 18
SISTEMA DE PANELES SOLARES Debido a la zona 9, tropical húmedo, nos dimos cuenta que hay que aprovechar la energía solar ya que es constante durante el año Tipos kits solares de aislada kits solares conectados a red eléctrica o de autoconsumo directo
Para alimentar consumos y tener acumulación de energía disponible cuando se necesite, ya sea de noche o si la red eléctrica cae con frecuencia Son los adecuados para reducir el importe de la facturación eléctrica ya que permiten cubrir los consumos en horas de sol alimentándose directamente de los paneles solares.
Se optó por el uso del Kit Solar de Aislada de 12 paneles solares de 325W 24V policristalinos, con un inversor Híbrido 6kW Ingeteam Sun Storage. Y 13 baterías Ultracell UZS 600Ah 6V. En suma, este sistema capta una energía aproximada de 19.000 Wh/día, idóneo para hacer frente a los consumos diarios de este negocio de café en la Selva de San martín .
19
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
20 24
RECOLECCIÓN DE AGUA Se ha optado por el uso de un suministro de agua a través de la reutilización de agua de lluvia. Esto nos beneficiaria en la limpieza de los inodoros, lavaderos de ropa y de café; a fin de optimizar el uso del agua potable.
Fuente: UNATSABAR. Guía de diseño para captación del agua de lluvia. Unidad de apoyo técnico en saneamiento básico rural. Lima : UNATSABAR, 2003
Captación y Recolección Se recolecta el agua pluvial a través de las canaletas expuestas con un filtro en la tubería de bajada, directo al tanque, ubicado en el cuarto de máquinas de la vivienda. Sistema de distribución Nuestro sistema de almacenamiento está conformado por un tanque y la red de distribución de agua de lluvia que sale del tanque y a través de la bomba lo conduce a los diferentes puntos de consumo. Red de distribución En cuanto a la distribución la red solo llegará a los puntos donde se utilizará el agua de lluvia, es decir, inodoros, lavadero de ropa. Se diseña por el método Hunter, explicado en el RNE-Norma IS-010, que considera el criterio de Consumo Simultáneo Máximo Probable, que se basa en el de ser poco probable el funcionamiento simultáneo de todos los aparatos sanitarios de un mismo ramal y en la posibilidad de que con el aumento de números de aparatos el funcionamiento simultáneo disminuye.
21
TANQUE
CAPTACIÓN PROMEDIO DE AGUA PLUVIAL ANUAL
Fuente: https://www.ruvival.de/es/calculad ora-recoleccion-de-agua-de-lluvia/
22
INSTALACIONES SANITARIAS
23 24
MATERIALES 1.
MADERA
En el Perú hay un total de 2500 especies de madera de los cuales 600 están debidamente clasificadas; pero solo 195 especies son las que se aprovechan , de las 195 especies 14 especies más importantes alcanzan el 87% de la producción nacional, mientras que las 185 restantes alcanzan el 12%. Actualmente San Martín es el 6to departamento productor de madera, produce el 4.5% de la producción nacional. En este trabajo resaltamos la importancia de la madera, y de trabajar con el producto propio del lugar, por ello realizamos un estudio de cuáles son las maderas que se producen en el Distrito de San Martín, y entre ellas encontramos: Bolaina, Capirona, Tornillo, Shaina, Pino Rosado. De todas estas se escogió dos tipos:
TORNILLO
CORTE TRANSVERSAL
RODAJA
CORTE LONGITUDINAL
CORTE RADIAL
CAPIRONA
RODAJA
CORTE TRANSVERSAL
CORTE LONGITUDINAL
El tornillo es una madera medianamente pesada, el árbol puede alcanzar 40 m de altura y 120 cm de diámetro, es moderadamente fácil de aserrar por su mediana resistencia mecánica, la albura es susceptible al ataque biológico , mientras que el duramen es resistente y no necesita preservación. Utilidad Usada en pisos, estructuras de casa, armaduras, vigas, columnas, carpintería de interiores, artesanía y en la fabricación de puertas, ventanas y carrocerías.
La capirona es una madera dura, el árbol puede alcanzar 35 m de altura y 0.7 a 1.8 m de diámetro, es moderadamente fácil de aserrar, tiene buena resistencia al ataque biológico, no requiere preservación, madera durable, especialmente en elementos fuera del contacto con el suelo. Utilidad La madera se puede utilizar en pisos, parquet, molduras, tarugos, construcción naval, estructuras pesadas, carrocerías,etc.
CORTE RADIAL
Fuente: https://issuu.com/promperu/docs/maderas_del_peru
24
TECNOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS
La casa tiene una estructura de madera, con el sistema poste - viga, consta de dos plataformas, la primera a 0.75 m del suelo y la segunda a 1.5m, esto para evitar la humedad y posible inundación del lugar, ya que hay constante lluvia durante el año. Para su construcción se colocarán columnas pareadas que sostienen desde el piso hasta la cubierta. El forjado de suelos se da a través de entramados con viga y viguetas junto al contrachapado machihembrado de alta resistencia. Mientras que su cobertura de techo se ejecuta a través de cerchas prefabricadas de formación de pendiente y con tableros de cubierta de 15mm de espesor. Además, los límites exteriores de la casa se conforma por paneles de madera de 1,20 x 2,40.
VIDEO INTERACTIVO: https://drive.google.com/file/d/1wMXKw6aRLaZuCWMQbP6MiRO qO5MRACbf/view?usp=sharing
21 25
ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
1. Cimentación La cimentación se sostiene por 38 zapatas. Son las que soportan el piso y la cubierta. El tamaño de las zapatas deberá ser calculado después de un estudio de suelos del lugar.
Madera durable o preservada.
Extremo inferior sellado con material repelente al agua.
Protección de la humedad e insectos en columnas en contacto con el piso
Fuente: elaboración propia
2. Columnas En total hay 36 columnas , las cuales son pareadas y tienen dimensiones de 9*5 cm cada una y sostienen desde suelo hasta la cubierta.
Fuente: elaboración propia
22 26
3. Vigas de piso Ambas plataformas de piso y la cubierta
Fuente: elaboración propia
4. Viguetas en el suelo
Fuente: elaboración propia
27 23
5. Paneles Se optó por usar en su mayoría paneles prefabricados , los cuales están modulados en dentro de un marco de 1.20 m de ancho por 2.4 m de altura; excepto , en el ambiente de venta de cafe. En este último, se optó por armar un panel en un marco de 3.45 m de ancho por 2.4 de altura.
5. 1 Tipos de paneles 5. 2 Panel Básico ..
28
5. 2 Panel - Puerta
29
5. 3 Panel - Ventana
24 30
5. 3 Panel - Ventana alta
24 31
5. 4 Panel - Manpara
24 32
5. 5 Panel Texturizado ●
Planimetría
24 33
34
Revestimiento interior
Entramado Aislamiento térmico
Entramado (viguetas) Ventanas
Entablado
Revestimiento exterior
Celosías
Zapata aislada Columnas
Corcho natural.
35
PLANO
36
PLANO ESTRUCTURAL
37
ELEVACIÓN SUR
ELEVACIÓN NORTE
38
CORTES B
CORTE A
B
CORTE B
A
A
39
ELEVACIÓN ESTE ELEVACIONES
N
ELEVACIÓN OESTE
40
SISTEMA DOMÓTICA 1.
SENSOR DE PRESENCIA
•Visualizar la temperatura que hay en cada habitación. •Cambiar de música en cada zona, elegir listas y subir o bajar el volumen. •Activar o desactivar la alarma. •Controlar los dispositivos multimedia. •Controlar la puerta principal. •Función despertador. •Notificaciones push que nos avisan de si el baño está preparado, si la alarma está activada o si ocurre algo en la casa. 2.
SEGURIDAD
•Combina cerraduras electrónicas y sistema de llaves mecánicas en un solo sistema. •Se integra a la perfección con el sistema ERP que tenga la empresa, lo que supone un ahorro al no tener que actualizar necesariamente el software informáticos.. •Permite grabar datos en tiempo real; conocer las personas que entran y salen de la vivienda en directo con imagen. •Tiene alarmas de intrusión. 3.
ILUMINACIÓN
•Apagar y encender las luces de nuestra casa a distancia •Comprobar fuera de casa si hemos apagado todas las luces. •Apagarlas a distancia si hemos tenido un olvido que pueda aumentar la factura de luz •Apagar todas las luces de la casa a la vez con un simple click. •Conocer los kwh que estamos consumiendo con las luces encendidas a tiempo real. •Habilitar la luz del baño para que se encienda a muy baja intensidad cuando nos levantamos por la noche. •Dejar a baja intensidad una luz en la habitación de los niños para ahuyentar miedos. •Jugar con el color de las luces para crear distintos ambientes.
24 41
SISTEMA DOMÓTICA •Combina cerraduras electrónicas y sistema de llaves mecánicas en un solo sistema. SEGURIDAD
SENSOR DE PRESENCIA
•Controlar los dispositivos multimedia
•Activar o desactivar la alarma.
•Apagar y encender las
luces de nuestra casa a distancia con un solo click
•Permite grabar datos en tiempo real; conocer las personas que entran y salen
ILUMINACIÓN Conocer los kwh que estamos consumiendo con las luces encendidas a tiempo real.
24 42
CONFORT Y HABITABILIDAD ● Confort De acuerdo, a las recomendaciones del gráfico de givoni, se tomó como puntos importantes la deshumidificación, ventilación y protección solar. Para el primer punto se hace el uso de ventanas altas y falsos techos. Para los siguientes puntos, primero se consideró, la orientación de la vivienda para tener la menor incidencia de sol con la mayor captación de vientos, logrando una ventilación cruzada para generar el enfriamiento pasivo durante todo el dia, Ademas, se planteó terrazas como zonas cubiertas por la prolongación del techo , el cual permite la protección solar a determinadas horas del dia y amortigua el ingreso de aire caliente al la casa
● Habitabilidad Ya que el sistema constructivo es de madera, se tuvo como parámetro usar espacios conformados por paneles de 1.2 m x 2.4 m , para lo cual se optó por tener en un amplio amplio espacios las áreas sociales ( comedor , sala , terrazas) y luego, se incorporó las ventanas , puertas y mamparas según sea conveniente, favoreciendo la iluminación y ventilación de la casa. Además, se propuso un cuarto de máquinas para el mantenimiento y la autosuficiencia de la casa, ya que en esta se albergará las llaves de los sistemas eléctricos , sanitarios. y recaudación de aguas de las lluvias. Finalmente , como la casa está pensada para una familia dedicada al comercio se propone la implementación de una zona productiva en la vivienda adecuada a las etapas de su producción, .Además, se añadió tableros de madera para los días de mayor producción Cuarto de máquinas Área social
43
44
CONCLUSIONES En conclusión, la adaptación de la casa Farnsworth cómo vivienda productora de café en el distrito de Tarapoto se lleva a través del uso de las estrategias bioclimáticas del lugar. Además, debido a la adversidades climáticas, se tuvo que usar madera de la zona, que logra la eficiencia energética suficiente junto a la construcción rápida. Y se optó por usar el sistema pasivo de ventilación cruzada, el cual generalmente ayuda al confort dentro de la vivienda productora de cafe. En cuanto la solución estructural, se prioriza el uso de vigas y columnas de madera capirona, junto al uso de entramados para la zonas del piso y cobertura. La madera, en el lugar, es el material estructural que cuesta menos y tiene mayor eficiencia energética, lo cual es adecuado para su uso en la construcción. El mejoramiento del confort térmico es un proceso de largo plazo, felizmente ha sido tomado en cuenta en la nueva Ley que declara de interés prioritario la aplicación del Bono Familiar Habitacional en el Área Rural, en la nueva Ley N° 29589. Este nuevo contexto propiciará la financiación de nuevos proyectos de construcción e investigación, orientados a mejorar el confort térmico en viviendas.
45
BIBLIOGRAFÍA Promoción de nuevas especies Forestales del Perú en el Comercio Exterior Recuperado de:https://issuu.com/promperu/docs/maderas_del_peru Manual de diseño para maderas del grupo andino Recuperado de: https://www.udocz.com/pe/read/19235/manual-de-dise-o-para-maderasdel-grupo-andino--acuerdo-de-cartagena--pdf Guía de aplicación de arquitectura bioclimática http://www2.congreso.gob.pe/sicr/cendocbib/con4_uibd.nsf/9A45 F1BED1AB7C6705257CCA00550ABD/$FILE/GuiaBioclim%C3%A1tica2008.pdf Manual de diseño para maderas del grupo andino https://documentos.arq.com.mx/Detalles/217008.html
46