bioclimatica megacolegio cartagena

8/19/2019 Bioclimatica Megacolegio Cartagena

1/14

ESTUDIO DE CASO: Revisión de aspectos bioclimáticos en la obra Construcción del Megacolegio enCartagena del Chairá.

Arq. WERNER ANTONIO GUERRA HERRERA __________________________________________________________________________________

Con objeto de reconocer aspectos importantes sobre la aplicación de la normativaexistente de ingeniería civil y arquitectura en cuanto a los ambientes escolares serefiere1 o por lo menos los requisitos mínimos que deben contener los ambientes

escolares en su componente de confort bioclimático, su aplicación en la“Construcción Megacolegio Cartagena del Chaira” y por encima de lo que se expreseaquí; se pretende reconocer que los únicos beneficiarios de tal desempeño serán losestudiantes quienes podrán gozar de la comodidad requerida en pro de mejorar lacalidad educativa en sinergia con las condiciones ambientales locales.

Para enmarcar algunos conceptos en cuanto a los aspectos bioclimáticos quepueden afectar las actividades según la función del edificio que construimos, se debe

entender como incide la implantación arquitectónica propuesta y la respuestaarquitectónica que su ejecución debería aportar.

En Cartagena del Chairá con latitud 1.35 y clima cálido húmedo, las edificacionesescolares como muchos otros tipos de edificios deben garantizar la menor incidenciade radiación solar sobre aberturas y en general sobre superficies predominantescomo fachadas principales y cubiertas, así mismo se debe aportar amplia circulacióny velocidad del aire.

Para responder satisfactoriamente a estas premisas, la implantación del edificioentendido como el conjunto de módulos de clase y construcciones alternas comobatería y restaurante debió haberse realizado orientando las fachadas principalesperpendicularmente al eje Norte-Sur con objeto de disminuir sustancialmente laincidencia de radiación solar; el esquema del perfil arquitectónico de cada bloquedebió responder utilizando superficies curvas en las cubiertas y elementos de control

climático en las aberturas.Estos aspectos principales no se lograron en el diseño entregado para su ejecución,por lo tanto es recomendable realizar acciones correctivas durante la ejecución de laobra en respuesta a estos desaciertos.


2/14



ESTUDIO DE CASO: Construcción Megacolegio Cartagena del Chairá

La implantación del edificio aproximada a los 45° respecto al eje Norte-Sur implica larecepción de radiación solar durante todo el año sobre las fachadas y sobre lascubiertas en todos los bloques que conforman la obra, de esa forma durante lasmañanas las aulas y recintos con vista Nor-Oriente y Sur-Oriente recibirándirectamente los rayos solares, de igual forma las superficies de orientación opuestarecibirán los rayos solares durante la tarde.

“La incandescencia y aumento sustancial de la temperatura serán la constante diariaque deberán soportar los ocupantes de cada recinto en la nueva construcción”.

Fig. 1 Afectación total por radicación solar en fachadas durante el día


3/14



Para la situación geográfica y climática local, las aberturas para acceso de luz debentotalizar un área afectiva equivalente al 20% del área de piso servido en cada recinto,relación lograda con un 22% en promedio para todos los salones, salvo, que la alturade ventanas por diseño supera el límite, situando las alfajías de ventanas por debajodel plano de trabajo2 “Situación aceptable’’ pero con influencia desfavorable para

lograr comodidad visual.

La ubicación de las aberturas o ventanas debe localizarse en planos perpendicularesal eje norte sur y en caso ultimo con un abanico de variación hasta de 45°, desdeluego utilizando mecanismos de respuesta arquitectónica como aleros, corta soles, odiferentes tipos de pantallas entre muchísimos otros elementos.

Fig. 2 Nivel de aberturas bajo el plano de trabajo

Las aberturas sin control climático alguno provocan radiación total al área servidadurante toda la mañana en los bloques orientados a 45°, para el estudio de caso, por


4/14



En conclusión el edificio recibirá radiación solar directa durante las horas sol en todassus fachadas. Las figuras No.3 y No. 4 muestran la huella de radiación solar durantetodo el día en cada salón afectado.

Fig. 3 Asoleación interior directa AM (izquierda) y PM /derecha)


5/14



Fig. 4 Asoleación interior directa AM

REFLEXIÓN DE LA LUZ

Las instalaciones escolares deben asegurar al interior de sus recintos principalescoeficientes de reflexión de la luz no inferior a los siguientes:

COEFICIENTES DE REFLEXI N DE LA LUZ REQUERIDOS SEG N SUPERFICIESUPERFICIE COEFICIENTE DEFINICI N EN PLANOS

(SI o NO)PISOS 15% a 30% NOMUROS ADYACENTES A

VENTANAS

50% a 70% NO

MUROS CON VENTANAS 70% a 80% NOMUROS FRENTE A VENTANAS 70% a 80% NOCIELO RASO 80% a 100% NO

TABLA No. 1 REFLEXIÓN DE LA LUZ REQUERIDA

Como respuesta de acabado arquitectónico en caso de requerimiento, se muestranen la tabla No.2 algunos coeficientes de reflexión según material o color.

REFLEXI N DE LA LUZ SEG N MATERIALSUPERFICIE COEFICIENTE

PINTURA BLANCA 81%PINTURA MARFIL 79%

PINTURA CREMA 74%PINTURA VERDE CLARO 63%PINTURA AZUL CLARO 58%PINTURA GRIS OSCURO 26%PINTURA VERDE OLIVA 17%MADERA ROBLE 13% a 32%


6/14



COMODIDAD TÉRMICA

El confort térmico hace alusión a las condiciones ambientales requeridas paragarantizar una respuesta efectiva frente a las condiciones ambientales al colectivoescolar que pudiere sentir perturbación en el desarrollo de la actividad educativa a

causa del clima.

Fig. 5 Orientación de la edificación respecto al eje Norte-Sur.

Para nuestro caso específico se hace referencia en todos los casos al clima cálidohúmedo con temperaturas fluctuantes entre los 22°C y los 32°C, humedad relativa

entre el 65% y el 95% y alta pluviosidad.En relación con la aireación, las herramientas para lograr la comodidad térmicaapuntan a lograr una ventilación natural cruzada, garantizando que los planos deaberturas estén orientados de forma que se logre incidencia del aire con un ángulode 45° respecto de la dirección predominante de los vientos. En casos diferentes la


7/14



ALTURA EFECTIVA REQUERIDA CLIMA C LIDO H MEDOAMBIENTE ALTURA MÍNIMA

AMBIENTE E 2.2 mOFICINAS, BAÑOS, CUARTOS DE SERVICIO 2.5 mAMBIENTES A, B, C (Salones) 3.0 m

AMBIENTES F 3.5 mAMBIENTES D 3.5 m

TABLA No. 3 ALTURA EFECTIVA REQUERIDA CLIMA CÁLIDO HÚMEDO

Para el caso típico de salones del megacolegio Cartagena del Chairá, el área servidaes de 66m² y el área de ventanas sobre fachada es de 14.5 m², con estasmagnitudes el área de ventilación efectiva en salón tipo llega al 22%, si bien sesupera el requerimiento, recordemos que en segundo piso la altura de aberturas estápor debajo del plano de trabajo.

En relación al control de radiación solar las fachadas no están orientadasperpendicularmente al eje norte sur, la respuesta arquitectónica debe ser la inclusiónde elementos que obstaculicen el paso directo de los rayos del sol a la fachada y al

interior de los salones y recintos, como el uso de aleros aletas, grandes voladizos,entre otros.

En toda circunstancia debe contarse con vegetación y áreas verdes como agentesmoduladores del clima. El estudio de caso local implica con obligatoriedad laplantación de vegetación, el desarrollo de zonas verdes y evadir el sellamiento delsuelo en grandes superficies, aspectos malogrados en el diseño aportado donde sepropone sellar más del 85% del área del proyecto. Ver figura No.5.


8/14



Fig. 6 ÁREA DE ZONA VERDE POR DISEÑO

Ya que la superficie de zonas verdes en el estudio de caso es mínima, no segarantiza su condición moduladora del microclima; además los materiales que seproponen para sellamiento del suelo dentro del proyecto, infieren un alto porcentajepotencial de radiación por onda corta desprendida por los materiales a lo largo deldía después de recibir la radiación solar directa.

En relación con los materiales constructivos en general, ya que la orientación delproyecto no es perpendicular al eje norte sur se deben escoger como acabadosaquellos que brinden muy baja ganancia de calor de manera que la energía solarincidente o factor de ganancia de calor solar no sea mayor del 5% al interior de lossalones y demás recintos.


9/14



Toda las cubiertas exteriores conformadas por laminas o placas delgadas ya sean enfibrocemento o metálicas deben contar con cielorraso falso para generar una cámarainterior de aire no menor a 0.20m de alto, la cual debe ventilarse al exterior ygarantizar así el paso de aire. En casos diferentes se debe garantizar que losmateriales o la composición de la cubierta solo transmitan al interior hasta un 4% de

la energía solar incidente. En nuestro caso las cubiertas deben estar recubiertas conmateriales altamente reflejantes.

A manera de ejemplo la siguiente tabla muestra la confrontación de un elemento encubierta con diferente acabado y su respuesta arquitectónica frente a la ganancia decalor:

VALORES DE FACTOR DE GANANCIA DE CALOR SOLAR

MATERIAL FACTOR DEPlaca maciza concreto e=0.15 m 9.1%Placa maciza concreto e=0.15 m mas pintura blancaexterior

4.1%

TABLA No. 5 valores de incidencia de energía solar en cubiertas

Como elementos de control en la incidencia de rayos solares pueden utilizarsemateriales aislantes adicionales como fibra de vidrio, poliestirenos sencillamenteicopor entre otros, podría reducir la incidencia de calor hasta el 2%.

COMODIDAD AUDITIVA

El confort auditivo hace alusión a las condiciones ambientales requeridas paragarantizar una respuesta acústica apropiada en los diferentes recintos acorde a cadaactividad y su aislamiento acústico interior-exterior o exterior-interior de manera quese aísle cada recinto de las fuentes de ruido o se logre el acondicionamiento interiorque afirme la comunicación clara dentro de cada espacio.


10/14



Fig. 7 Esquema arquitectónico de control auditivo y térmico

Similar al caso anterior se podrían utilizar elementos de control en la incidencia delruido provocado por el golpe sobre las laminas de cubierta, materiales aislantes

adicionales como fibra de vidrio o poliestirenos entre otros, o mejor aun utilizarcubiertas tipo sándwich las cuales garantizan el control requerido.

NIVELES DE INTENSIDAD DEL SONIDO PERMITIDOSRECINTO VACIO NIVEL PERMITIDO EN

dBCARACTER STICA

LABORATORIOS 40 A 45 CONVERSACIÓN BAJAOFICINAS 45 A50 CONVERSACIÓN NATURALSALONES HASTA 60 V OZ EN PUBLICO

TABLA No. 6 NIVELES DE INTENSIDAD DEL SONIDO PERMITIDOS


11/14

ESTUDIO DE CASO: Revisión de aspectos bioclimáticos en la obra Construcción del Megacolegio en Cartagena del Chairá.


La siguiente tabla solo expresa las apreciaciones basadas en la normativa existente y en experiencias profesionales acerca

del tema en Arquitectura Bioclimática, su aplicación o recurso será a exclusivamente a cargo del proyecto y en ningún casoserán objeto de réplica.

ASPECTO REQUERIMIENTO DIAGNOSTICO RESPUESTA ARQUITECT NICA

COMODIDADVISUAL

Aberturas 1/5 del área depiso servido en salones

Las aberturas superan larelación requerida.

Ajuste de la altura de antepecho en ventanassobre el plano de trabajo. H min=0.80 m.

Aberturas ubicadas sobrefachadas en el planoperpendicular N-S

Todas las fachadas seubican a4aproximadamente a 45°respecto el eje N-S

Utilizar elementos de control visual comoaleros, corta soles, o diferentes tipos depantallas entre muchísimos otros elementos.

Ajuste agresivo de la altura de antepecho enventanas sobre el plano de trabajo.

Coeficientes de reflexión noinferiores a 15%-30% enpisos, paredes adyacentes

a ventanas 50% a 70%,paredes con ventanas >= a74%.

Los diseños no hacenreferencia a material

específico, textura o colorrequerido.

Utilizar acabados arquitectónicos exterioressegún material y color con altos coeficientes de

reflexión de la luz. Ver tabla No. 2.

Coeficientes de reflexión noinferiores a Cielo raso>=80%

Los diseños no hacenreferencia a materialespecífico, textura o colorrequerido.

Utilizar acabados arquitectónicos exterioressegún material y color con altos coeficientes dereflexión de la luz. Ver tabla No. 2.

COMODIDADTÉRMICA Ventilación natural cruzada

El diseño no contempla eluso de elementos decontrol de aireación enfachada.

El esquema de perfilarquitectónico propuestono garantiza efectividad

en ventilación cruzada.

Contemplar el uso de elementosencausamiento del aire y control climático enfachada como aleros, aletas muros y muchosotros medios como celosías, pantallasdireccionadas, planos o combinacionesinnumerables que puedan contribuir alacercamiento del confort térmico al interior delos salones.


12/14




Contemplar la posibilidad de replantear cielorasos e el esquema de y perfilesarquitectónicos similar al mostrado en la FiguraNo. 7

Área efectiva de ventilación1/6 del área servida en pisosalones y sala computo 1/5

El área de ventilaciónefectiva en salón tipollega al 22%. Aunque sesupera el requerimiento,en segundo piso la alturade aberturas está pordebajo del plano detrabajo.

Ajuste de la altura de antepecho en ventanassobre el plano de trabajo.

Altura mínima piso techo 3 a3.5 m

Se cumple ya que el

promedio de alturas ensalones de piso uno ypiso dos oscila entre los2.7 en el menor caso y3.4 m.

Puede incluirse la instalación de cielorrasos enpiso dos.

Aberturas localizados enplanos N-S

Las fachadas no estánorientadasperpendicularmente al

eje norte sur para lograrcontrol de radiación solar

Adecuar elementos que obstaculicen el pasodirecto de los rayos del sol a la fachada y alinterior de los salones como aleros, aletas,grandes voladizos, etc. Ver Fig. No. 7

Transmisión de energíasolar incidente en muros alinterior de salones


13/14




Cubiertas incluyen materialaltamente reflectivo.

Cubiertas con Cámara deaire >=.20m

cámara interior de aire.

La cubierta indicada enplanos no garantiza porsí sola la bajatransmisión de energíasolar incidente.

Los materiales decubierta ni el diseñopropuesto garantizanatenuación de ruidosaéreos o por impacto delluvias

ventilación al exterior.

Usar materiales cuya composición en cubiertasolo transmita al interior hasta un 4% de laenergía solar incidente.

Las cubiertas deben estar recubiertas conmateriales altamente reflejantes. Comoelementos de control en la incidencia de rayossolares.

Usar materiales aislantes adicionales comofibra de vidrio, poliestirenos.

Bajo sellamiento del suelo.

Vegetación como agentemodulador del clima

Patios y áreas exteriores

totalmente selladassegún diseño.

No existe planteamientovegetativo como agentemodulador del clima.

la superficie de zonas

verdes es mínima, no segarantiza su condiciónmoduladora delmicroclima

Incluir vegetación y áreas verdes como agentesmoduladores del clima.

Con obligatoriedad debe ejecutarse laplantación de vegetación, el desarrollo yaumento sustancial de zonas verdes y evitar almáximo el sellamiento del suelo en grandessuperficies.


14/14




COMODIDAD AUDITIVA

Cubiertas garantizanaislamiento acústico

El tipo de cubierta y losmateriales indicados en planosno garantizan el aislamiento

acústico al interior de lossalones.

Se recomienda utilizarelementos de control en laincidencia del ruido provocadopor el golpe sobre las láminasde cubierta por ejemplomateriales aislantes adicionalescomo fibra de vidrio o

poliestirenos entre otros, ymejor aun utilizar cubiertas tiposándwich las cuales garantizanel control requerido.

Muros garantizan aislamientoacústico

Falta definir al acabado demuros y su composición.

Utilizar materiales de

composición y acabado delmuro que garanticen lascaracterísticas mostradas en latabla No. 6

TABLA No. 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

bioclimatica megacolegio cartagena

Documents