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DISEÑO BIOAMBIENTAL - Apunte Técnico: Estrategias de Diseño Bioambiental
RESUMEN

Graficación y análisis de datos meteorológicos, obtención de conclusiones, pautas y estrategias de diseño bioambiental para un edificio ubicado en Salta. Uso: museo regional.

CONTENIDO

1. PLANILLAS: Graficación de los datos meteorológicos
2. CONCLUSIONES: Obtenidas a partir del análisis de los datos de las planillas
3. PAUTAS Y ESTRATEGIAS: Para optimizar las condiciones de confort en edificios
4. IDEAS DE DISEÑO BIOAMBIENTAL: Aplicadas al proyecto
 
PLANILLAS: Graficación de los datos meteorológicos (ver planillas)
 
CONCLUSIONES: Análisis de los datos meteorológicos. 

Datos obtenidos a partir del análisis de las planillas de clima correspondientes a Salta (período 1971/80, estación Salta Aero.).

Localidad Salta
Altura sobre el nivel del mar 1226 metros
Latitud 24º 51' Sur
Longitud 65º 29' Oeste de Grw.
Clima Cálido seco - Gran amplitud térmica
Zona bioambiental III-a


Figura 1. Mapa de temperaturas medias anuales. Salta se encuentra en la franja ubicada entre los 15ºC y los 25ºC, para temperaturas medias.

El clima de esta localidad se caracteriza por presentar una gran amplitud térmica. Si consideramos que la temperatura máxima anual es de 24,0ºC y que la temperatura mínima anual es de 10,1ºC, estaremos hablando de un amplitud térmica del orden de los 14ºC, siendo ésta un factor fundamental a considerar en el diseño del edificio.

También podemos hallar temperaturas máximas absolutas muy elevadas (promedio anual de 39,9ºC) y temperaturas mínimas absolutas muy bajas (promedio anual de -7,1ºC), situaciones de carácter extraordinario que deben ser consideradas.

En cuanto a las temperaturas de rocío, observamos que generalmente se llega al punto de rocío en algún momento del día -al disminuir la temperatura- generalmente por la noche. Por lo tanto, es fundamental considerar este factor en las pautas de diseño del museo, ya que podría producirse condensación sobre los objetos, muros, cielorrasos y otros elementos.

Cuadro de amplitudes térmicas -consideradas a partir de las temperaturas máximas y mínimas promedio- y temperaturas de rocío:

mes Tº máx Tº mín Amplitud Tº rocío 
ene 27,7 16,1 11,6 16,9
feb 25,9 15,6 10,3 16,7
mar 24,5 14,8 9,7 16
abr 22 10,6 11,4 12,5
may 20,9 7,2 13,7 9,3
jun 19,6 3,7 15,9 5,6
jul 20,7 2,6 18,1 3,7
ago 21,7 3,9 17,8 3,9
sep 23,5 7,3 16,2 6,1
oct 26,5 10,8 15,7 9,5
nov 27,3 13,3 14 12,9
dic 28 15,2 12,8 15,4
anual 24 10,1 13,9 10,7

Figura 2. Cuadro de temperaturas máximas, mínimas y de rocío y amplitudes térmicas en grados ºC.

El cuadro nos muestra que la amplitud térmica se encuentra entre los valores 9,7 ºC -como mínimo- y 18,1 ºC -como máximo-, registrándose la mayor amplitud térmica en el mes de julio y la menor en el mes de marzo.

Resulta necesario utilizar recursos de diseño bioambiental que aprovechen o modifiquen la amplitud térmica del exterior, ya que de trasladarse esa amplitud al interior, seguramente provocaría situaciones de disconfort.

Para evaluar las condiciones de confort se consideran las variaciones de temperatura durante todo el día, además de los valores máximos y mínimos.

En cuanto a las planillas de humedad relativa encontramos valores mínimos comprendidos entre 35% y 58%, valores medios 60% y 86% y valores máximos que llegan al 100%.

Cabe destacar que los valores de saturación del aire se verifican con las temperaturas mínimas, siendo necesario evitar la condensación de humedad que se produciría, sobre todo en invierno.


Figura 3.
Gráfico análisis temperaturas y amplitudes. Obsérvese que la temperatura de rocío generalmente se encuentra sobre la temperatura mínima, produciéndose saturación del aire (si el aire está completamente saturado de vapor de agua y se enfría, pasa al punto de rocío, es decir, se produce condensación). Las líneas de temperaturas máximas y mínimas se encuentran muy distanciadas, notándose en forma gráfica la gran amplitud térmica.

De la planilla de precipitaciones se extraen las siguientes conclusiones:

- los meses secos -con escasas precipitaciones- son mayo, junio, julio, agosto y septiembre.
- aumentan los registros hacia los meses de octubre y noviembre, hasta llegar a los meses con más precipitaciones: diciembre, enero, febrero y marzo.

Las conclusiones obtenidas de las planillas de heliofanía, nubosidad y cielo son las siguientes:

- se observa mayor nubosidad en los meses cálidos, disminuyendo en los meses fríos.
- el valor anual de nubosidad nos indica un 59% del cielo cubierto como valor medio.
- el valor anual de la heliofanía relativa es bajo; un 42% nos indica una gran cantidad de días con cielo cubierto (58%).

La planilla de cielo ("número medio de días con" cielo claro, cubierto, precipitaciones, etc), nos dice -del total anual de observaciones realizadas-:

- el 20% presentó cielo claro.
- el 80% presentó cielo cubierto, precipitaciones o algún tipo de fenómeno tales como granizo, nevada, niebla, helada, tormenta eléctrica o tempestad de polvo.


Figura 4. Valores de la planilla de cielo. Las porciones mayores corresponden a los valores de cielo cubierto, luego precipitaciones y cielo claro.

Si comparamos los datos de Salta con valores promedios de Buenos Aires, obtenemos conclusiones significativas:

  SALTA BUENOS AIRES
Lluvias en mm. 706  1096
Días claros 84 100
Días con lluvia 89 100 
Figura 5. Tabla comparativa: Salta y Buenos Aires. (Fuente: Atlas Turístico Clarín). 

En la planilla de viento observamos que los vientos primarios provienen del noreste y norte.

El viento del noreste predomina casi en todo el año, excepto en los meses de junio y julio, en los que predomina el del norte.

Los vientos secundarios provienen principalmente del este, además del norte y noreste.

La característica principal de estos vientos es su baja velocidad, es decir, se presentan en forma de brisas cálidas con velocidades medias de 11 a 17 km/h.

Esta situación se observa claramente en la rosa de vientos: se ubica "estirada" hacia los sectores norte, noreste y este.

Además, la cantidad de días con calma representa el 55% aproximadamente de las observaciones totales.

En el diagrama de confort en relación con la amplitud térmica vemos que los valores correspondientes a los meses de junio, julio y agosto "caen" fuera del triángulo mayor, siendo necesaria la utilización de recursos tales como inercia térmica (materiales con gran capacidad térmica para lograr disminuir la amplitud térmica interior hasta un 20% de la exterior).

También pueden utilizarse los siguientes recursos: ganancia solar (cuidando no aumentar la amplitud, tomando precauciones en cuanto a elevadas ganancias en los meses cálidos) y la ventilación estructural (permite disminuir la tmperatura promedio 2 a 3ºC). 

Finalmente, en el diagrama bioambiental logramos encontrar adecuadas condiciones de confort para cada mes del año recurriendo a la inercia térmica, la ventilación selectiva y los sistemas solares pasivos.


Figuras 6, 7 y 8.
Fotos de la provincia de Salta en las cuales se observan los elementos característicos del paisaje y clima de la zona analizada.

 
PAUTAS Y ESTRATEGIAS: Para optimizar las condiciones de confort en el edificio. 

Se consideran los siguientes recursos de diseño bioambiental para las distintas escalas:

  Ubicación: aprovechamiento de las brisas y del sol, posible uso de vegetación. Se ubicará el edificio en zonas expuestas y con pendientes favorables.

  Agrupamiento: reducir las pérdidas de calor, reducir el impacto de la amplitud térmica, aprovechar las brisas, lograr el asoleamiento invernal y la iluminación natural (indirecta dentro del museo o salas de exposición). La edificación será compacta (cuidando en especial este aspecto), los espacios serán amplios y adecuados para permitir el correcto asoleamiento, iluminación y uso de las brisas. 

  Espacios exteriores: será necesario contar con sombra en verano y asoleamiento en invierno, además de aprovechar las brisas. Para ello se recurrirá al uso de vegetación (o edificación), diseño de espacios amplios. Es importante preveer posibles condiciones aceptables de confort en los espacios exteriores aún en invierno o durante la noche, resguardándolos para evitar las pérdidas de calor y se tornen "inhabitables".

  Orientación: se pretende lograr asoleamiento en invierno, pero con protección solar en verano y captación de las brisas de verano. Esto se logra con una orientación hacia el N y NE en el caso de Salta, evitando la orientación O, y aprovechando las brisas que proveen los vientos dominantes N y NE.

  Forma edilicia: para lograr un uso racional de la energía y una reducción de la amplitud térmica será necesario darle una forma compacta al edificio (cuidando en nuestro caso qué es lo que se entiende por compacidad del edificio).

  Aberturas: deberán proveer la iluminación natural necesaria, cuidando las pérdidas de calor en invierno (reducir la amplitud térmica) y lograr una protección solar estival así como un asoleamiento invernal, cuidando la incidencia directa de luz solar sobre los objetos o elementos que se exponen en el museo.

  Paredes exteriores: se requiere reducir la amplitud térmica, lograr el uso racional de la energía, una iluminación natural adecuada y protección solar especialmente en verano. Para ello será necesario contar con una adecuada aislación térmica, materiales pesados (gran inercia térmica) y utilizar colores claros.

  Techos: presenta los mismos requerimientos que las paredes exteriores. Además se deberá contar con aleros para protección solar y la posibilidad de utilizar iluminación cenital en áreas específicas del museo.

  Paredes interiores: ídem para las paredes exteriores respecto a la reducción de la amplitud térmica. 

  Ventilación selectiva o nocturna: cuando la temperatura exterior es mínima, se ventila el interior del edificio para reducir la temperatura de las superficies interiores de los elementos constructivos. Cuando la temperatura exterior es elevada, se disminuye la ventilación para reducir el calentamiento de las superficies interiores. Se pretende lograr una disminución de la amplitud térmica interior.

- No requiere grandes aberturas/ aberturas únicas con proporciones verticales.
- No requiere aventanamientos en lados opuestos del edificio.
- Ubicación de entrada y salida del aire a distintas alturas.

  Inercia térmica: Es necesario utilizar materiales de gran capacidad térmica, en combinación con aberturas reducidas y formas compactas para lograr una disminución en la variación de la temperatura en el interior del edificio, considerando una amplitud térmica elevada en el exterior. 

  Ganancia solar: Utilizando la radiación solar que penetra a través de las aberturas vidriadas, podemos aumentar la temperatura interior cuando el exterior presenta temperaturas no confortables.

- Uso del doble vidrio y postigos durante las horas nocturnas.
- Muro acumulador.
- Utilización de sistemas solares pasivos: superficies vidriadas orientadas al sol, buena aislación térmica, aberturas reducidas en las orientaciones menos favorables y proporciones adecuadas de los espacios exteriores para garantizar el asoleamiento invernal.

Además, los elementos constructivos interiores de gran capacidad térmica contribuirán a evitar amplitudes térmicas elevadas. La aislación térmica evita aumentos de temperatura en el interior del edificio, la condensación de humedad en invierno y logrará un considerable ahorro de energía destinada a calefacción. 

  Asoleamiento e iluminación natural: Se diseñarán elementos de protección solar y de iluminación natural indirecta sobre los objetos del museo.

  Uso de la vegetación: Se considerarán especies originarias del lugar para la provisión de sombra en verano, paro adecuado asoleamiento invernal.

 

Trabajo realizado en el marco de la materia electiva Introducción al Diseño Bioambiental, Cat. Evans/deSchiller de la Facultad de Arquitectura UBA, año 1999. Prohibido el uso y/o reproducción de los artículos sin autorización de sus autores.

 
 
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