BOJORQUEZ_MORALES_GONZALO ejemplo de metodología

UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEO

CONFORT TRMICO EN EXTERIORES: ACTIVIDADES EN

ESPACIOS RECREATIVOS, EN CLIMA CLIDO SECO EXTREMO

TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE:

DOCTOR EN ARQUITECTURA

PRESENTA:

GONZALO BOJRQUEZ MORALES

TUTOR:

DR. LUIS GABRIEL GMEZ AZPEITIA

COTUTORES:

DR. ADOLFO GMEZ AMADOR

DR. HCTOR JAVIER GONZLEZ LICON

PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL

DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA

COQUIMATLN, COLIMA, JUNIO DE 2010

UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEO


ESPACIOS RECREATIVOS, EN CLIMA CLIDO SECO EXTREMO

TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE:

DOCTOR EN ARQUITECTURA

PRESENTA:

GONZALO BOJRQUEZ MORALES

TUTOR:

DR. LUIS GABRIEL GMEZ AZPEITIA

SINODALES:

DR. ARMANDO ALCNTARA LOMELI

DR. ADOLFO GMEZ AMADOR

DR. HCTOR JAVIER GONZLEZ LICN

DR. JUAN MANUEL RODRGUEZ TORRES

DR. MIGUEL FERNANDO ELIZONDO MATA

PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL

DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA

COQUIMATLN, COLIMA, JUNIO DE 2010

i

DEDICATORIA

A mi madre:

ANGELA MORALES LPEZ

Por todo su amor en todo momento.

Por motivarme y apoyarme siempre, para alcanzar cada una de mis metas en la vida.

Se fuerte, no te lamentes, sigue adelante y esfurzate al mximo, veras que todo tomar su rumbo poco a poco

A mi padre:

CANDDO BOJRQUEZ PREZ

Por su ejemplo de fortaleza y tenacidad,

Por ensearme que es necesario trabajar duro y constante da a da, para lograr tus objetivos.

A quin considero mi segunda madre, mi ta:

MARA ISIDORA ATONDO LPEZ

Por adoptarme como un hijo ms, apoyarme en todo momento, aconsejarme, atenderme y estar conmigo siempre.

A un gran amigo y una gran persona:

HUMBERTO CERVANTES GUTERREZ

Por mostrarme como la amistad se fortalece con momentos inolvidables, sin importar distancia ni tiempo.

A mis hermanos de sangre:

MARA, GERMN Y CANDDO

Por cuidarme, apoyarme y estar conmigo en todo momento.

A mis hermanos del alma:

ESTHER, CARMEN, PACO, ANTONIO, ENRIQUE, ANBAL, OSVALDO, SANTA, JULIANA, MARY, SOL, ALONSO, SALVADOR,

RAMN, FILIBERTO, ALFREDO, HUMBERTO, JOSU, CESAR, ESTEBAN, PAVEL, CARMEN GARCA, HERLINDA Y CLAUDIA

Por ser parte de mi vida y contar siempre con ellos.

A mis sobrinos:

MARIO, ALAN, ALONSO, MARIANA, KARELY, ALEJANDRA, LUS CARLOS, ALANIS, GAEL, ANTONIO, KARINA,

LUS ENRIQUE, JAVIER, SAIRA, KENNETH, CHRISTOPHER, OSCAR Y RODRIGO

Por ser una alegra en mi vida y permitirme ser parte de la suya.

A mis amigos:

A LOS AYER, LOS DE HOY Y LOS DE SIEMPRE, A QUIENES HE TRATADO DENTRO Y FUERA DE LAS AULAS, Y A AQUELLOS

QUE CONOCI DURANTE LOS ESTUDIOS DOCTORALES, QUE INICIARON SIENDO MIS MAESTROS, ASESORES Y

COMPAEROS,Y HOY FORMAN PARTE IMPORTANTE EN MI VIDA PERSONAL

A mis alumnos:

AQUELLOS QUE HAN PASADO POR LAS AULAS,

DONDE HE TENIDO EL HONOR DE SER PARTE DE SU FORMACIN

Nunca andes por el camino trazado, pues l te conduce hacia donde los otros ya fueron. ALEXANDER GRAHAM BELL

ii

AGRADECIMIENTOS

A DIOS: por permitirme llegar hasta aqu y estar siempre a mi lado DR. LUS GABRIEL GMEZ AZPEITIA: Investigador de la Universidad de Colima; Por su apoyo, disponibilidad y ser adems de un gua, un amigo; as como por creer siempre en este trabajo. DR. ONOFRE RAFAEL GARCA CUETO: Investigador de la Universidad Autnoma de Baja California; Por su asesora, disponibilidad, y apoyo; as como de creer en este trabajo desde antes de iniciarlo y motivarme a continuar con l. DR. ADOLFO GMEZ AMADOR: Investigador de la Universidad de Colima; Por su apoyo, amistad, disponibilidad y actitud siempre crtica a este trabajo durante el desarrollo de los estudios doctorales. DR. HCTOR JAVIER GONZLEZ LICN: Investigador de la Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo; Por su disponibilidad y aportaciones en las revisiones a este trabajo y tutoras durante el doctorado. DR. JUAN MANUEL RODRGUEZ TORRES: Investigador de la Universidad de Guanajuato; Por su amistad y actitud siempre crtica y propositiva, lo que contribuy a mejorar este trabajo DR. ARMANDO ALCNTARA LOMEL: Investigador de la Universidad de Colima; Por su amistad, as como por motivarme a realizar los estudios doctorales, adems de su apoyo y propuestas que sirvieron para mejorar la presente investigacin. DR. MIGUEL ELIZONDO MATA: Investigador de la Universidad de Colima; Por su amistad, y todo el apoyo durante los estudios doctorales. DR. MAURICIO RORZ: Investigador de la Universidad Federal de So Carlos, Brasil. Por su disponibilidad, apoyo y pertinencia en las asesoras en el inicio de este trabajo. DRA. MARIALENA NIKOLOPOULOU, Investigadora de University of Bath, Inglaterra; DR. RICHARD DE DEAR, Investigador de Macquarie University, Australia: por su contribucin y apoyo en la recopilacin de bibliografa especializada. M. ARQ. RAL PAVEL RUIZ: Profesor de la Universidad Autnoma de Chiapas; Por su amistad y por compartir sus conocimientos sobre confort trmico y el apoyo brindado en todo momento. ARQ. HUMBERTO CERVANTES: Por su amistad, por hacerme sentir en Colima como en casa y por su apoyo en la conformacin de la base de datos DR. ANBAL LUNA: Por su amistad, as como asesora en el anlisis de datos climatolgicos y manejo de programas de apoyo MC. XIMENA FELIPE ORTEGA FONSECA: Por su revisin crtica y palabras de motivacin M. ARQ. AARN BERNAL: Vicerrector Campus Mexicali,

Universidad Autnoma de Baja California; Por todo el apoyo durante el proceso de seleccin para ingresar al programa de estudios doctorales. M. ARQ. JESS ANTONIO LEY: Director de la Facultad de Arquitectura y Diseo, de la Universidad Autnoma de Baja California; Por todo el apoyo durante el desarrollo y conclusin de los estudios doctorales. NORMA ESPINOSA: Por todo su apoyo personal y profesional en todo momento, durante el desarrollo de los estudios doctorales Lic. Rodolfo Ramos, Lic. Isidro Siordia, Lic. Jos Lus Nava, Lic. Jorge Veytia, Lic. Martha Estela Herrera, adems del personal Administrativo y de Servicios del CENTRO RECREATIVO JUVENTUD 2000: Por todo el apoyo, colaboracin y facilidades otorgadas durante el desarrollo de la investigacin en campo. AL GRUPO DE LOS SEIS (G6): Ramona Romero, Mara Corral, Anbal Luna, Ricardo Gallegos y Eduardo Vzquez: Por todo el apoyo antes y durante el doctorado Arq. Alonso Haros: Por su apoyo en la realizacin del estudio de parques y usuarios. Elibet Licea, Karely Rodrguez, Juan Barba, Gina Mena, Mara Dorantes, Arianna Mazzotti, Carolina Crdova, Jos Lus Cadena: Por todo el apoyo durante el proceso de edicin del documento de tesis. ESPECIALMENTE, A TODOS LOS COLABORADORES EN EL TRABAJO DE CAMPO, CAPTURA Y ANLISIS DE DATOS; ALUMNOS DE LOS PROGRAMAS DE SERVICIO SOCIAL RECOLECCIN DE DATOS PARA ESTUDIOS DE CONFORT TRMICO EN ESPACIOS EXTERIORES (Primera

Etapa) y EVALUACIN DE CONFORT TRMICO EN ESPACIOS EXTERIORES (Segunda Etapa) de la FACULTAD DE ARQUITECTURA y DISEO de la

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA: Cony Becerra, Carlos Ramrez, Jorge Torres, Alfredo Viloria, Alfredo Romn, Olivia Hernndez,

Kathy Heinecke, Mario Cadena, Pablo Pompa, Katia Castro, Arturo Montiel, Ian Maldonado, Vanessa Ortiz, Lizbeth Rivera, Araceli Campos, ngela

Jaime, Gabriel Manrquez, Hiram Uras, Jos Lus Tama, Silvia Quintero, Alejandra Torres, Carlos Tom, Humberto Razo, Edgar Cazares, Jaime

Velzquez, Alberto Romn, Abraham Mrquez, Lus Pureco, Carolina Neblina, Silvia Acosta, Lus Alberto Lpez, Isaac Ayala, Sara Trujillo, Pal Jimnez,

Lucina Muoz, Claudia Lozano, Manuel Laguna, Mariel Herrera, Viridiana Delgadillo, Roco Mexa, Tania Corrales, Gabriela Zamora, Claudia Cruz, Edgar

Orozco, Arely Negrete, Pamela Cabrera, Jorge Vsquez, Ivn Meza, Juan Carlos Lpez, Ramn Machado, Karla Nevares, Marco Briseo, Gina Mena,

Abraham Montao, Nahomi Ruiz, Brbara Nevarez, Alfonso Alcntara, Adrin Muoz, Jess Torres y Jos Lus Cuevas: Por su tiempo, apoyo, disponibilidad y colaboracin, ya que sin ellos no hubiera sido posible la realizacin de este estudio. DR. RICARDO GALLEGOS Y DR. DANIEL SAUCEDA: por su asesora en la programacin e instalacin de la estacin meteorolgica porttil. A FRANCISCO MORALES: Por su apoyo en la fabricacin de

componentes para la estacin meteorolgica porttil. A MIS AMIGOS Y COMPAEROS DEL DOCTORADO: Herlinda Silva, Carmen Garca, Lus Carlos

Herrera, Efran Crdenas, Esteban Hernndez, Pavel Ruiz, Alberto Aguirre, Hctor lvarez, Jos Lus Caballero, Jorge Aguilln, Antonio Palacios, Eduardo

Vzquez, Ana Velazco, Leonardo Hernndez y Gladys Arana: Por sus comentarios y apoyo; pero sobre todo por su amistad y los buenos momentos durante el desarrollo del doctorado. A MIS AMIGOS Y COMPAEROS DE TRABAJO: Ramona Romero, Ricardo Gallegos, Mara Corral, Rosa Imelda Rojas, Ral Venegas, Bertha Coronado, Augusto Arredondo, Martha Armbula, Karla Arredondo, Delia Jurez, Leticia Tinoco, Leticia Cantabrana, Brenda Veroa, Elva Corona, Cesar Pea,

Ana Margarita Gonzlez, Francisco Armendriz, Cesar Iiguez, Rogelio Zizumbo, Ana Espinosa, Mara de La Paz Sandoval, Enrique Gutirrez, Orestes Pacheco,

Thala Gaona, Jos Lus Cuesta, Eduardo Vzquez, Carmen Garca, Lus de Arco, David Morilln, Rebeca Flores, Irene Corona, Carlos Cota, Israel Vega, Lourdes

Rocha, Nicols Velzquez, Oscar Resndiz, Federico Poujol, Humberto Cervantes, Cosme Arreola, Oswaldo Baeza, Milagrosa Prez, Lucila Arellano, Beatriz Torres,

Vanessa Gomes, Lucila Chebel Labaki, Giampietro Candelu, Juan Manuel Rodrguez, Armando Alcntara, Adolfo Gmez, Gabriel Gmez, Eduardo Gonzlez, Pavel

Ruiz, Vctor Fuentes, Alfonso Alfonso, Enrique Amat e Inocente Bojrquez: Por todo su apoyo y motivacin durante el desarrollo de los estudios doctorales. A MIS AMIGOS Y ALUMNOS: Cony Becerra, Carlos Ramrez, Jos Lus Tama, Silvia Quintero, Isis Blanco, Jos Sahagn, Mariana Vzquez, Vanessa Ortiz, Hiram

Uras, Viviana Soto, Patricia Bandrs, Gabriela Zamora, Akemi Hotta, Daniel Olvera, Los ngeles de Charlie (Karla Romero, Ana Romero y Kristeel Czares): Por su apoyo antes y durante el desarrollo de los estudios doctorales. A MIS AMIGOS DE SIEMPRE: Anbal Luna, Jennifer Castro, Osvaldo Leyva, Fabiola Herrera, Estefanie Mena, Santa Heras, Alonso Romero, Ramn Delgado, Salvador Snchez, Eligio Lpez, Alfredo Sauceda, Juliana Soto, Aliosha Atondo, Mara Norzagaray,

Sol Meza, Josu Garca, Guillermina Snchez, Azucena Guzmn, Adliz Ochoa, Sildia Mecott, Irma Acosta, Filiberto Glvez, Juan Carlos Beltrn, Alejandra

Preciado, Reynaldo Molinar, Enrique Castillo, Cesar Miranda, Norma Espinosa, Humberto Cervantes, Cuauhtmoc Robles, Enrique Quiones, Ramn Valdz,

Lorenzo Valdz, Emma Ayala, Lul Aquino, Herlinda Silva, Carmen Garca, Sofa Canseco, Claudia Caldern, Mnica Atondo y Maritza Atondo: Por su amistad, apoyo y motivacin. A MI FAMILIA: ngela, Cndido, Isidora, Rita, Mara, Gero, Mara, Germn, Martha, Ester, Carmen, Paco, Viv, Enrique, Anglica, Antonio, Azucena, Santa, Anbal, Osvaldo, Alonso y Ramn: Por todo el apoyo incondicional antes, durante y despus del doctorado. A LAS FAMILIAS:

Bojrquez Morales, Morales Atondo, Negrete Bojrquez, Bojrquez de la Cruz, Bojrquez Uriarte, Morales Lara, Morales Raygoza, Morales Lerma, Atondo Lpez,

Luna Castro, Leyva Herrera, Atondo Snchez, Escobar Romero, Guzmn Tovar, Snchez Soto y Hernndez Gutirrez; Por abrirme las puertas de sus hogares y hacerme sentir siempre como en casa. A TODOS MIS MAESTROS: Quienes en diferentes etapas de mi vida han sido parte importante de mi formacin. A TODAS LAS PERSONAS: Que directa o indirectamente de alguna manera intervinieron y apoyaron en la realizacin de este trabajo. UNIVERSIDAD AUTNOMA DE BAJA CALIFORNIA: A travs de la Facultad de Arquitectura y Diseo: 1) Por el apoyo y tiempo de formacin docente durante el desarrollo de los estudios de doctorado. 2) Por el apoyo econmico dentro del proyecto: Vivienda econmica en Mexicali: Confort trmico y ahorro de energa (10ma convocatoria interna-UABC) del que forma parte esta tesis y 3) Por el apoyo econmico del programa de Reconocimiento al Desempeo del Personal Acadmico. PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA: Universidad Autnoma de Aguascalientes, Universidad de Colima, Universidad de Guanajuato

y Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo; Por ser las instituciones que representan este trabajo. FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEO DE LA UNIVERSIDAD DE COLIMA: Por ser la casa de estudios COMISIN NACIONAL DE VIVIENDA Y CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y

TECNOLOGA: Por la beca de doctorado dentro del proyecto: Confort trmico y ahorro de energa en la vivienda econmica en Mxico: regiones de clima clido seco y hmedo (CONAFOVI 2004-01-20) del que forma parte esta tesis. SINDICATO DE PROFESORES SUPERACIN UNIVERSITARIA DE LA UNIVERSIDAD AUTNOMA DE BAJA CALIFORNIA: Por el apoyo econmico para los estudios doctorales.

Mexicali, Baja California, Junio de 2010 GONZALO BOJORQUEZ MORALES

En la mayora de los hombres, la gratitud es simplemente una esperanza secreta de obtener mayores favores. DUQUE DE LA ROCHEFOUCAULD

iii

NDICE

RESUMEN... 1

ABSTRACT. 2

INTRODUCCIN... 3

1. PLANTEAMIENTO DE INVESTIGACIN... 8

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA....... 8

1.2. JUSTIFICACIN... 12

1.3. PREGUNTAS DE INVESTIGACIN...... 18

1.4. HIPTESIS........ 18

1.5. OBJETIVO..... 19

1.6. ALCANCES Y LIMITACIONES...... 20

2. ANTECEDENTES...... 22

2.1. CONFORT TRMICO EN ESPACIOS EXTERIORES...... 22

2.1.1. Bioclima y confort trmico... 23

2.1.2. Adecuacin bioclimtica de espacios exteriores..... 28

2.2. ESTADO DEL ARTE........ 31

2.2.1. Disciplinas relacionadas.... 32

2.2.2. Enfoques de estudio....... 36

2.2.3. Autores lderes... 38

2.2.4. Tipologas....... 45

2.2.5. Desarrollos recientes y tendencias... 50

2.3. CASOS ANLOGOS........ 55

2.3.1. Bedford, Humpreys y Auliciems...... 57

2.3.2. Nicol y otros....... 60

2.3.3. ASHRAE RP 884... 61

2.3.4. Mxico y Venezuela....... 64

2.3.5. Rediscovering the Urban Realm and Open Spaces.... 67

iv

2.3.6. Japn e Israel..... 69

3. MARCO TERICO.... 72

3.1. SENSACIN TRMICA PERCIBIDA.... 72

3.1.1. Metabolismo... 73

3.1.2. Termorregulacin...... 77

3.1.3. Balance trmico humano...... 81

3.1.4. Ambiente trmico...... 87

3.1.5. Adaptacin trmica humana.... 90

3.1.6. Sensacin trmica...... 92

3.2. CONFORT TRMICO...... 95

3.2.1. Enfoque de prediccin....... 95

3.2.2. Enfoque de adaptacin.. 104

3.2.3. Modelos de prediccin....... 118

3.2.4. Modelos de adaptacin...... 130

3.2.5. Estudios correlacionales.... 137

3.3. NORMATIVIDAD.... 143

3.3.1. Estimacin de confort trmico

con PMV y PPD y criterios locales (ISO 7730:2005)..

143

3.3.2. Condiciones de ambiente trmico

para ocupacin humana (ANSI/ASHRAE 55:2004)......

146

3.3.3. Estrs trmico en personas con trabajo

en ambientes clidos - WBGT (ISO 7243:1989)......

148

3.3.4. Estrs trmico con el clculo

de sobre carga trmica estimada (ISO 7933:2004).....

150

3.3.5. Efecto del ambiente trmico

con el uso de escalas de juicio subjetivo (ISO 10551:1995)...

151

v

4. METODOLOGA... 155

4.1. CARACTERSTICAS DE LA INVESTIGACIN... 157

4.1.1. Enfoque de estudio.... 157

4.1.2. Diseo de investigacin......... 158

4.1.3. Variables e instrumentos...... 160

4.1.4. Bioclima de Mexicali..... 170

4.1.5. Seleccin de caso de estudio...... 182

4.2. ESTUDIO CORRELACIONAL.... 190

4.2.1. Diseo de cuestionario....... 190

4.2.2. Aplicacin de encuesta...... 204

4.2.3. Captura de datos....... 210

4.2.4. Medias por intervalo de sensacin trmica......... 214

4.2.5. Confort trmico por magnitud de variable meteorolgica........ 218

5. RESULTADOS........ 221

5.1. SENSACIN TRMICA POR TEMPERATURA DE BULBO SECO... 221

5.1.1. Periodo clido........ 221

5.1.2. Periodo fro........ 226

5.1.3. Periodos de transicin... 231

5.1.4. Comportamiento anual..... 236

5.1.5. Anlisis comparativo..... 240

5.2. SENSACIN TRMICA POR HUMEDAD RELATIVA... 244

5.2.1. Periodo clido.... 245

5.2.2. Periodo fro........ 249



5.2.5. Anlisis comparativo......... 262

vi

5.3. SENSACIN TRMICA POR VELOCIDAD DE VIENTO... 266

5.3.1. Periodo clido.... 266

5.3.2. Periodo fro........ 271



5.3.5. Anlisis comparativo..... 281

5.4. SENSACIN TRMICA POR TEMPERATURA DE GLOBO GRIS.... 285

5.4.1. Periodo clido........ 286

5.4.2. Periodo fro........ 290

5.4.3. Periodos de transicin....... 294

5.4.4. Comportamiento anual......... 298

5.4.5. Anlisis comparativo......... 302

5.5. EFECTO EN LA SENSACIN TRMICA POR

MAGNITUD DE VARIABLE METEOROLGICA

305

5.5.1. Periodo clido........ 305

5.5.2. Periodo fro........ 307

5.5.3. Periodos de transicin....... 307

5.5.4. Comportamiento anual......... 309

6. CONCLUSIONES... 311

7. ANEXOS.................. 317

ANEXO A: MODELOS DE PREDICCIN.... 318

ANEXO B: MODELOS DE ADAPTACIN....... 331

ANEXO C: USUARIOS Y ESPACIOS RECREATIVOS... 335

ANEXO D: MANUAL DE ENCUESTA E INSTRUMENTOS...... 348

ANEXO E: SENSACIN TRMICA POR CONDICIONES FISIOLGICAS..... 383

ANEXO F: METABASE DE DATOS..... 397

8. BIBLIOGRAFA..... 467

vii

NDICE DE FIGURAS

1. Aspectos a estudiar para el confort trmico en espacios exteriores.... 23

2. Actividad en espacio exterior (a) y actividad en espacio interior (b) .... 26

3. Estrategias de adecuacin pasiva para espacios exteriores......... 31

4. Propuesta de anlisis del Estado del Arte sobre confort trmico........ 32

5. Diferencias bsicas entre los enfoques de estudios del confort trmico humano... 37

6. Interrelacin de las variables que afectan la sensacin trmica percibida...... 73

7. Sistema termorregulador segn Grandjean (1988)......... 79

8. Intercambios de energa entre el cuerpo y el ambiente trmico..... 82

9. Parmetros del ambiente trmico........ 88

10 Proceso de percepcin de la sensacin trmica...... 93

11. Estudio general del confort trmico.... 95

12. Modelo conceptual de la sensacin trmica fisiolgica,

segn el enfoque de prediccin.......

97

13. Tipos de acciones para alcanzar el confort trmico humano.. 108

14. Modelo conceptual de la percepcin trmica, segn el enfoque de adaptacin. 110

15. Modelo conceptual de un estudio correlacional de confort trmico... 138

16. Normas sobre confort trmico analizadas... 144

17. Esquema metodolgico general para correlacin

de sensacin trmica percibida por variables meteorolgicas........

156

18. Diseo de investigacin...... 158

19. Seleccin de variables meteorolgicas e instrumentacin.. 161

20. Monitor de estrs trmico....... 163

21. Sensor de temperatura de globo gris... 165

22. Termmetro infrarrojo de temperatura interna (odo) ... 166

23. Termmetro infrarrojo de temperatura externa.. 167

24. Monitor de presin sangunea y ritmo cardaco..... 168

25. Bscula para peso de sujetos de estudio..... 169

26. Flexmetro para medir altura de sujetos de estudio... 170

27. Ubicacin de Mexicali, Baja California..... 171

28. Temperatura ambiente de Mexicali B.C., 2000-2005. 172

viii

29. Humedad relativa de Mexicali B.C. ...... 173

30. Precipitacin promedio mensual Mexicali, 1981-1997.. 173

31. Frecuencia y direccin de vientos en Mexicali B.C.. 174

32. Radiacin solar global en plano horizontal, Mexicali B.C..... 175

33. Temperaturas neutrales por mes en Mexicali B.C.. 178

34. Carta bioclimtica de Olgyay adaptada para Mexicali por Luna (2008).... 179

35. Sensaciones trmicas y requerimientos para condiciones de confort en espacios

exteriores en Mexicali B.C. ...

180

36. Periodos de estudio..... 181

37. Ubicacin de los espacios recreativos estudiados.. 186

38. Diseo de cuestionario........ 190

39. Cuestionario del proyecto RUROS..... 193

40. Cuestionario de la Facultad de Arquitectura y Diseo de la Universidad de Colima.... 196

41. Cuestionario del proyecto Confort trmico y ahorro de energa en la vivienda

econmica en Mxico, regiones de clima clido seco y hmedo (CONAVI)......

198

42. Cuestionario para levantamiento de informacin sobre confort trmico en exteriores.. 201

43. Escudo de radiacin solar e infrarroja.... 204

44. Aplicacin de encuestas...... 206

45. Estimacin de valor neutro de temperatura (Tn) con el mtodo de medias por

intervalo de sensacin trmica percibida........

215

46. Temperatura de bulbo seco neutral y rangos de confort trmico en periodo clido

para: total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa...

226

47. Temperatura de bulbo seco neutral y rangos de confort trmico en periodo fro para:

total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa....

230

48. Temperatura de bulbo seco neutral y rangos de confort trmico en periodos de

transicin para: total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa..

235

49. Temperatura de bulbo seco neutral y rangos de confort trmico, comportamiento

anual para: total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa.....

240

50. Humedad relativa neutral y rangos de confort trmico en periodo clido para: total de

observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa.

249

ix

51. Humedad relativa neutral y rangos de confort trmico en periodo fro para: total de


253

52. Humedad relativa neutral y rangos de confort trmico en periodos de transicin para:


257

53. Humedad relativa neutral y rangos de confort trmico, comportamiento anual para:


262

54. Velocidad de viento neutral y rangos de confort trmico en periodo clido para: total

de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa....

270

55. Velocidad de viento neutral y rangos de confort trmico en periodo fro para: total de


274

56. Velocidad de viento neutral y rangos de confort trmico en periodos de transicin


277

57. Velocidad de viento neutral y rangos de confort trmico, comportamiento anual para:


280

58. Temperatura de globo gris neutral y rangos de confort trmico en periodo clido


290

59. Temperatura de globo gris neutral y rangos de confort trmico en periodo fro para:


294

60. Temperatura de globo gris neutral y rangos de confort trmico en periodos de

transicin para: total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa..

297

61. Temperatura de globo gris neutral y rangos de confort trmico, comportamiento

anual para: total de observaciones, actividad pasiva, moderada e intensa.....

301

x

NDICE DE TABLAS

1. Variables de la adaptacin trmica humana en espacios exteriores e interiores 25

2. Variables del espacio construido

y su influencia en la percepcin del confort trmico.....

26

3. Casos anlogos representativos a nivel mundial

sobre confort trmico en interiores y exteriores con el mtodo de correlacin.....

56

4. Caractersticas de los proyectos que conforman el estudio ASHRAE RP-884. 62

5. Modelos de confort trmico desarrollados en el proyecto ASHRAE RP-884....... 63

6. Periodos de estudio por clima y ciudad proyecto CONAVI-Mxico........ 64

7. Temperaturas y rangos de confort trmico proyecto CONAVI-Mxico... 65

8. Periodos de estudio, temperaturas

y nmero de observaciones del estudio Ruiz-Torres.

66

9. Caractersticas de los casos de estudio que conforman el proyecto RUROS.... 68

10. Modelos de confort trmico por ciudad del proyecto RUROS.. 68

11. Metabolismo basal por edad....... 74

12. Energa requerida por nivel de actividad....... 74

13. Relacin de actividades en W/m2 y en met segn ISO 7243..... 76

14. Actividad y energa en W/m2 y mets..... 77

15. Variables de la adaptacin trmica.... 91

16. Parmetros de la sensacin trmica percibida.... 94

17. Escala de valoracin trmica de Fanger (1972) .... 100

18. Valores de b y m para la construccin de modelos de confort trmico..... 111

19. Criterios de anlisis de modelos de confort trmico...... 119

20. Aspectos a considerar en el diseo de cuestionario....... 140

21. Evaluacin subjetiva de estrs trmico (ISO 10551). 153

22. Comparacin de parmetros por enfoque de estudio de confort.... 157

23. Comparacin de los tipos de periodicidad de estudios...... 160

24. Caractersticas tcnicas del equipo de monitor de estrs trmico.. 164

25. Valores promedio considerados de relacin metablica por nivel de actividad.... 176

26. Caractersticas de usuarios de espacios recreativos de Mexicali, Baja California. 187

27. Caractersticas de espacios recreativos analizados de Mexicali, Baja California.. 189

xi

28. Caractersticas de los periodos de aplicacin del trabajo de campo...... 205

29. Grupos y variables que conforman la metabase de datos...... 211

30. Clasificacin de la constitucin corporal segn el IMC.... 212

31. Nivel de aislamiento estimado por tipos de vestimenta utilizados.... 213

32. Grado de relacin de la sensacin trmica percibida

con las variables meteorolgicas monitoreadas....

214

33. Escala de sensacin trmica percibida, segn ISO 10551. 217

34. Valor neutral y rangos de confort trmico por temperatura de bulbo seco por

periodo estudiado, para actividades pasiva, moderada e intensa...

241

35. Valor neutral y rangos de confort trmico por humedad relativa por periodo

estudiado, para actividades pasiva, moderada e intensa....

264

36. Valor neutral y rangos de confort trmico por velocidad de viento por periodo

estudiado, para actividades pasiva, moderada e intensa....

282

37. Valor neutral y rangos de confort trmico por temperatura de globo gris por

periodo estudiado, para actividades pasiva, moderada e intensa...

303

38. Caractersticas de la ecuacin de regresin de la lnea de regresin media, por

variable meteorolgica y nivel de actividad, en el periodo clido.

306


variable meteorolgica y nivel de actividad, en el periodo fro.

307


variable meteorolgica y nivel de actividad, en los periodos de transicin...

308


variable meteorolgica y nivel de actividad, en el comportamiento anual....

310

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ESPACIOS RECREATIVOS EN CLIMA CLIDO SECO EXTREMO

RESUMEN

El estimar las condiciones por variable meteorolgica para el confort trmico, establece las

bases para una correcta toma de decisiones en el diseo arquitectnico. El confort trmico en

espacios exteriores es una de las caractersticas esenciales de la calidad del medio ambiente

urbano. El objetivo de esta tesis fue conocer el efecto de las variables meteorolgicas en el

confort trmico del usuario de reas exteriores de espacios recreativos en clima clido

extremoso. Se desarroll un estudio correlacional, con el enfoque de adaptacin, en cuatro

periodos. Se midieron temperatura de bulbo seco, temperatura de globo gris, humedad relativa

y velocidad de viento. Se consideraron tres niveles de actividad. El anlisis de datos se realiz

con el mtodo de medias por intervalo de sensacin trmica. Se observ que existe un efecto

distinto, en la sensacin trmica percibida, por variable meteorolgica, periodo climtico y

nivel de actividad.

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OUTDOOR THERMAL COMFORT: RECREATIONAL SPACES

ACTIVITIES IN EXTREME WARM DRY CLIMATE

ABSTRACT

Estimating the conditions by meteorological variable for thermal comfort establishes the

grounds to right decision making regarding architectonic design. Outdoor thermal comfort is

one of the essential characteristics of urban environment quality. This work aims to knowing

meteorological variables effect on the users of outdoor recreational areas in extreme warm dry

climate. A corelational study was developed, with the adaptive approach, in four periods. The

dry bulb temperature, grey globe temperature, relative humidity and wind speed were

measured. Three levels of activity were considered. The data analysis was realized with the

method of averages by interval of thermal sensation. It was observed that a different effect

exists, in the perceived thermal sensation, by meteorological variable, climatic period and

level of activity.

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INTRODUCCIN

El cuerpo humano es sometido, en general, a diferentes condiciones climticas, y en particular

a cambios de temperatura, humedad, velocidad de viento y radiacin solar, que crean la

sensacin de comodidad o incomodidad en el individuo. El conocer las condiciones de confort

trmico en exteriores, establece las bases para una correcta toma de decisiones en el diseo de

espacios, lo que puede propiciar que los usuarios estn en un ambiente trmico apto para el

desarrollo de sus actividades de manera adecuada.

La necesidad de investigacin sobre la sensacin trmica percibida en exteriores, se ha

demostrado en eventos como juegos olmpicos y ferias mundiales (Pickup y de Dear, 2000),

adems de proyectos como Rediscovering the Urban Realm and Open Spaces (Nikolopoulou,

2004), las aportaciones de estos trabajos tienen aplicaciones en proyectos de tipo turstico,

recreativo o reas de exposiciones.

Ashihara (1982), define los espacios exteriores como aquellos que se crean al delimitar la

naturaleza y generan un entorno exterior con un fin especfico. Este tipo de espacios no son

cubiertos y estn definidos por dos planos: pisos y muros.

El estudio de la relacin clima-humano es el origen de la bioclimatologa, definida como: rea

de la ciencia, que estudia la interaccin entre los seres vivos y el ambiente atmosfrico donde

se desenvuelven (Auliciems, 1998). En bioclimatologa existe un inters particular sobre el

estudio, estimacin y simulacin del confort trmico humano, definido en la norma ISO

7730:2005 como "aquella condicin mental que expresa satisfaccin con el ambiente

trmico"; que tambin puede definirse segn Nikolopoulou (2004) como la satisfaccin

psicofisiolgica del humano con respecto a las condiciones climticas del entorno. Segn

Humpreys y Nicol (1998) para los estudios de confort trmico se utilizan dos enfoques:

1. Enfoque de prediccin: Se trabajan datos de laboratorio, con condiciones de prueba

controladas. El individuo se estudia aislado de su hbitat y se toman en cuenta las

reacciones fisiolgicas (aclimatacin) voluntarias e involuntarias para alcanzar el confort

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trmico. Se considera al humano como receptor pasivo en espera del balance energtico.

Los modelos de este enfoque tienen un nivel de anlisis fisiolgico.

2. Enfoque de adaptacin: Se trabajan datos de campo, las condiciones de prueba tienen

variacin continua y el individuo se estudia en su hbitat. Se toman en cuenta reacciones

fisiolgicas (aclimatacin) y psicolgicas (expectativa, experiencia, conducta). Se

considera al humano como receptor activo en busca del confort trmico. Los modelos de

este enfoque tienen niveles de anlisis fisiolgico y psicolgico.

El estudio realizado por de Dear, Brager y Cooper (1998), contribuy a la reconciliacin de

los dos enfoques al demostrar la existencia de niveles diferentes de adaptacin (fisiolgico y

psicolgico), algo que no era reconocido en el pasado. Con respecto a lo anterior Humpreys y

Nicol (2002), afirman que las personas se adaptan mediante procesos de ajuste en su

organismo y modificaciones en su ambiente trmico, bajo el enfoque de adaptacin, para

reducir incomodidad y la tensin fisiolgica.

Segn Nikolopoulou y Steemers (2003), la adaptacin trmica humana se considera como el

decremento gradual de respuesta del organismo a repetidas exposiciones a estmulos que se

reciben de un ambiente trmico especfico. En el contexto del confort trmico esta

descripcin considera todos los procesos en los cuales las personas tienden a mejorar sus

condiciones entre el ambiente trmico y sus requerimientos higrotrmicos. La adaptacin para

su estudio se puede dividir en dos categoras: fisiolgica y psicolgica.

La adaptacin fisiolgica implica cambios en las respuestas de la termorregulacin humana.

En el contexto del medio ambiente trmico esto es llamado aclimatacin. La adaptacin

psicolgica establece que la manera de percibir el medio ambiente de las personas es diferente

de una a otra, y la respuesta humana a un estmulo fsico no est directamente relacionada con

su magnitud, pero depende de la informacin que las personas reciban para una situacin en

particular.

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Los factores psicolgicos son por lo tanto influidos por la percepcin trmica del espacio y los

cambios que ocurren en ste, con base en las condiciones del espacio, expectativa y

experiencia, tiempo de exposicin, control de la percepcin y estimulacin del medio

ambiente (Nikolopoulou y Steemers, 2003).

La permanencia por uso en espacios exteriores, es menor a la permanencia en interiores,

debido a los tiempos en el proceso de adaptacin, lo anterior genera que la aplicacin de un

modelo de confort trmico diseado para interiores tenga una tendencia a sobrestimar la

sensacin real del usuario de exteriores. Esta discrepancia es mayor en condiciones de

temperaturas bajas que en las de temperaturas altas.

En espacios exteriores, el uso de un modelo de prediccin por las implicaciones de

variabilidad de ambientes, condiciones de los espacios exteriores y tiempos de permanencia,

no es adecuado, mientras que la aplicacin del mtodo de adaptacin debido a que es resultado

de una evaluacin de campo, se ajusta mejor a las condiciones exteriores (Hppe, 2002).

Con base en lo antes expuesto, el objetivo de esta tesis es conocer el efecto de la temperatura

del aire, radiacin solar, velocidad de viento y humedad relativa en el confort trmico del

usuario de espacios exteriores, con diferentes niveles de actividad, en clima clido extremoso,

y expresarlo por medio de modelos de adaptacin de confort trmico de tipo univariable.

Para lograr lo anterior, se desarroll un estudio de tipo correlacional, con el enfoque de

adaptacin, en cuatro periodos: clido, fro y dos de transicin. El periodo de aplicacin fue

entre marzo del 2008 a marzo del 2009. Se utiliz un cuestionario basado en ISO 10551 y se

midieron temperatura de bulbo seco, temperatura de globo gris, humedad relativa y velocidad

de viento.

Los niveles de actividad analizados fueron tres: pasivo (0 a 75 W/m2), moderado (76 a 183

W/m2) e intenso (183 a 600 W/m

2), la relacin metablica de consumo energtico se

estableci con base en Fanger (1986) y Mondelo et al., (2001).

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La muestra fue de 95% de confiabilidad y precisin de los estimadores del 5%, se aplicaron un

total de 3883 observaciones. El anlisis univariable de datos se llev a cabo con el mtodo de

medias por intervalo de sensacin trmica, propuesto por Gmez-Azpeitia et al., (2007).

El estudio se realiz en Mexicali, Baja California, ciudad del noroeste de Mxico, que se

encuentra a una latitud de 3239'54" N y longitud de 11527'21" O, y con una altura sobre el

nivel del mar de cuatro metros. El clima es de tipo clido seco extremo, con temperaturas

promedio de mximas de 42 C (con mximas extremas de 49 C) y temperaturas promedio de

mnimas de 8 C, (con mnimas extremas de -3 C) (Luna, 2008). El caso de estudio fue el

Centro Recreativo Juventud 2000, donde se practican deportes, ejercicios al aire libre y otras

actividades de convivencia.

An cuando se recolect a una cantidad significativa de informacin durante el estudio de

campo, no fueron analizadas todas las variables registradas en el cuestionario a aplicar. El

anlisis desarrollado no hace diferenciaciones de edad o sexo en los sujetos de estudio, lo

anterior con la intencin de estimar modelos genricos de fcil aplicacin para la toma de

decisiones en el diseo arquitectnico.

Los periodos de transicin no fueron diferenciados por el efecto de cambios de adaptacin del

periodo clido al fro y viceversa. El efecto de la adaptacin psicolgica en los sujetos de

estudio fue considerado de forma esencial, en funcin de sus respuestas y en la escala de

sensaciones subjetivas utilizadas, sin llegar a hacer un anlisis especfico de estos aspectos.

Los resultados obtenidos coinciden con la teora de los climas asimtricos y su variabilidad

con los rangos de confort trmico en periodos fro y clido. Se observ que existe un efecto

distinto, en la sensacin trmica percibida, por variable meteorolgica y periodo climtico.

La temperatura de bulbo seco y temperatura de globo gris presentaron variabilidad en cuanto a

los valores de confort por nivel de actividad. El efecto por humedad relativa no tuvo variacin

por periodo climtico y nivel de actividad. La velocidad de viento present un efecto diferente

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en el periodo fro en los tres niveles de actividad, mientras que en el periodo clido y los de

transicin se observa que el efecto significativo ocurre solo en la actividad intensa.

La mayor afectacin en la sensacin de confort trmico por magnitud de variable

meteorolgica fue por velocidad de viento en los periodos estudiados. Por nivel de actividad el

mayor efecto tambin fue por velocidad de viento en los tres niveles de actividad.

El documento se conforma de siete captulos y cinco anexos. En el primer captulo se presenta

el planteamiento del problema, justificacin, preguntas de investigacin, hiptesis, objetivos y

alcances y limitaciones. El segundo captulo trata sobre antecedentes del confort trmico en

espacios exteriores, Estado del Arte y casos anlogos. El tercer captulo presenta el marco

terico sobre sensacin trmica percibida, confort trmico y sus enfoques, modelos de confort

trmico y normatividad existente.

El cuarto captulo se conforma de la metodologa que describe las caractersticas de la

investigacin, bioclima y espacios recreativos, estudio correlacional y anlisis de datos. En el

quinto captulo se presentan los resultados sobre bioclima y caso de estudio de Mexicali, B.C.,

los instrumentos, muestreo y pruebas piloto, as como la sensacin trmica por variable

meteorolgica.

En el sexto captulo se exponen las conclusiones y en el sptimo las recomendaciones. En los

anexos se incluyen estudios sobre modelos de prediccin y adaptacin, un estudio de usuarios

y espacios recreativos de Mexicali, B.C.; El manual de encuesta e instrumentos, un anlisis

descriptivo de sensacin trmica por condiciones fisiolgicas y la metabase de datos producto

de las encuestas aplicadas.

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1. PLANTEAMIENTO DE INVESTIGACIN

El planteamiento de investigacin establece en forma clara el problema, y permite identificar

la validez e importancia del estudio a desarrollar, que a su vez deber tener una justificacin

que demuestre la relevancia del tema.

Lo anterior apoyado en una pregunta de investigacin cientfica que deber ser respondida por

el logro del objetivo general, apoyado a su vez con los objetivos particulares. Esto permitir

conformar una hiptesis sustentada en un supuesto lgico, pero no demostrado hasta la

construccin del conocimiento a generar por el proyecto de investigacin.

Sin embargo, tambin es importante establecer los alcances y lmites del estudio a desarrollar

ya que este ser propuesto dentro de rangos de tiempo real, por lo que las metas a alcanzar

debern ser lgicas y posibles con las delimitantes tcnicas, econmicas y sociales de la

investigacin.

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

An cuando la relacin con la naturaleza es intrnseca al gnero humano, la evolucin de

centros urbanos con densidad alta de poblacin ha debilitado progresivamente este lazo nico.

Desde la antigedad los hombres se apropiaron de los espacios exteriores para desarrollar en

ellos actividades propias de su vida comunitaria. En la ciudad contempornea esto no ocurre,

debido a que el carcter colectivo de la vida urbana ha sido desplazado por la cultura surgida

de las actividades econmicas.

La individualidad se trasforma con el uso de un espacio de convivencia y se convierte en la

colectividad social dada en un contexto determinado. El ritmo de vida actual separa a la

familia, an cuando existe la necesidad de la convivencia social y el interactuar con otras

familias, lo que no se propicia debido, en parte, a las condiciones de ambiente trmico en el

espacio pblico; el cual es un lugar delimitado en el interior de la ciudad, que se circunscribe a

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la idea de lo abierto, lugar de concurrencia social enmarcado por el uso y la funcin (Gonzlez

y Prez, 2004).

En trminos generales, un espacio arquitectnico esta determinado por el conjunto de

relaciones que vinculan al objeto con el ser humano que lo percibe. Esta vinculacin se

establece, en primer lugar, a travs del sentido de la vista, pero al moverse en el espacio se

percibir tambin por medio de los dems sentidos, y se descubrirn los diferentes tipos de

espacio (Pea, 1998).

En una ciudad, pueden experimentarse bsicamente dos tipos de espacio: los cerrados o

interiores y los abiertos o exteriores. Segn Olave (1986), en un sentido amplio, el espacio

exterior o abierto puede definirse como: toda aquella rea geogrfica situada en una ciudad,

que no se encuentra cubierta por una estructura permanente y que esta limitada por

edificaciones o vegetacin.

Ashihara (1981), menciona que los espacios exteriores son aquellos que se crean al delimitar

la naturaleza, generan un entorno exterior fabricado por el hombre con un fin especfico, un

espacio pleno de significado y un fragmento de la naturaleza. Dentro de una trama

constructiva, las partes provistas de techo se ven como espacio interior y las que no lo tienen

como espacio exterior. En un espacio exterior se da la presencia de rboles, agua, piedras,

senderos, as como materiales constructivos que soporten el efecto de la intemperie. Los

espacios exteriores no son cubiertos y estn definidos por dos planos nicamente: pisos y

muros.

De esta manera todo sector o sitio de una ciudad, que no est cubierto, formar parte del

conjunto de vacos denominados espacios exteriores, como pueden ser: cuerpos de agua,

plazas, parques, centros recreativos, calles o incluso el jardn de una casa habitacin.

Para este estudio el caso de inters son reas donde se realizan actividades como recreacin,

convivencia, ejercicio, practica informal de deportes, donde se tienen diferentes niveles de

actividad metablica, condiciones espaciales, horarios de uso, edades, sexo, entre otros

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aspectos que afectan la sensacin trmica percibida, para este estudio se identificarn como

espacios recreativos.

Un espacio de este tipo es el parque, que segn Schjetnan et al. (1984) es el espacio donde

predominan los elementos naturales sobre los construidos, situacin que actualmente no

necesariamente se cumple debido a la falta de espacio y aumento de necesidades de relajacin

y ejercicio fsico, son lugares para el esparcimiento, el descanso y la recreacin de la

poblacin, y se han convertido en un rea de escape a las presiones y rutinas de la vida urbana.

Segn la Secretara de Desarrollo Urbano y Ecologa (1987), otros espacios recreativos

pueden estar dentro de parques urbanos y suburbanos, unidades deportivas, ciudades

deportivas y centros recreativos, estos elementos de equipamiento urbano tienen reas al aire

libre para paseo, descanso, recreacin, y convivencia. Adems de reas verdes,

administracin, restaurant o cafetera, rea de convivencia en general, juegos infantiles,

deporte informal, servicios generales, plaza y estacionamiento, entre otros.

Desde un punto de vista sociocultural el uso de los espacios exteriores de las edificaciones

contribuyen en la calidad de vida de las ciudades. Con la exclusin del hombre de los espacios

exteriores, no slo se ha cercenado la vida urbana. Se han perdido los mbitos de la verdadera

democracia, la participativa, donde la poblacin se convoca para opinar, discutir y organizar

sus actividades.

Con lo anterior, se han debilitado los estmulos para la creacin y crecimiento colectivo, ya

que es en s un medio de distribucin de valores morales y significados socio-culturales

producto de la convivencia misma. Por lo anterior se dice que hay una fuerte relacin entre la

calidad de la vida colectiva y la configuracin del espacio social.

Las actividades desarrolladas en los espacios exteriores son la convivencia y la recreacin; en

lo que se refiere a la primera se da intercambio de opiniones, sobre temas diversos, mientras

que dentro de la recreacin se dan desde la contemplacin, la lectura, hasta la prctica

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informal de deportes individuales o grupales, adems de algunas convivencias por festejos

familiares o reuniones sociales.

Aunque la prctica social de la vida colectiva no se produce sin la voluntad de llevarla a cabo,

su xito depende de la existencia de una especialidad que promueva el encuentro y facilite la

reunin. La intensidad de uso y tiempo de permanencia en un espacio exterior, depende de las

condiciones del mismo, adems de su funcionalidad y las condiciones del ambiente trmico

del mismo, el cual es influenciado por el clima.

Puede suceder que espacios con un alto valor de uso, por su ubicacin y las actividades

potenciales que pueden desarrollarse en l, se transformen en espacios inhabitados por su bajo

o nulo valor de confort trmico. No es difcil imaginar, adems, lo que ocurre en das de fro o

lluvia, con esos espacios sin condiciones trmicas adecuadas lo que provoca una baja

intensidad de uso.

Aunado a lo anterior, los espacios cada vez ms reducidos de las viviendas y jardines obligan

a salir al exterior y buscar momentos de recreacin y encuentro en plazas y parques, donde se

desarrollan relaciones sociales, bajo ciertas condiciones culturales y del modelo econmico y

social que corresponda a la zona de influencia donde se localicen dichos espacios.

Por otro lado, existen riesgos mdicos, como el golpe de calor, que ponen en peligro la salud e

incluso la vida, por la exposicin de los usuarios a condiciones de ambientes trmicos no aptos

para su aclimatacin. En junio del 2006 murieron ms de 30 personas en una ola de calor en

Mexicali, Baja California, Mxico. En todo el mundo los efectos por calor debido al cambio

climtico cobran 160,000 vidas al ao, para el 2020 esta cifra se duplicar (Green Peace,

2006b) (Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007).

Con base en lo antes expuesto, es necesario conocer el efecto de las variables del ambiente

trmico sobre los usuarios, para as poder evaluar las condiciones de confort trmico de los

espacios que se disean mediante modelos de confort trmico, para estimar la sensacin

trmica y riesgo potencial de morbilidad que tendr el usuario.

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1.2. JUSTIFICACIN

Segn Cooper y Francis (1998), se observa poco inters del uso de los espacios pblicos, que

en parte se debe a que estos no propician las condiciones adecuadas para su uso, desde el

punto de vista de diseo. Sin embargo, por otro lado hay espacios externos que renen

condiciones culturales y sociales que demuestran que an hay inters por una convivencia y

recreacin en espacios exteriores.

Es una contradiccin que an cuando se da el hacinamiento en viviendas de pases

subdesarrollados, no se generen al menos espacios pblicos que permitan una convivencia en

exteriores para lograr una realizacin y desarrollo social integral de los individuos que

conforman una familia y forman parte de un contexto cultural con el que debieran interactuar.

El sentido de pertenencia social del espacio pblico en exteriores da al habitante una identidad

social que hace propia a la ciudad misma y la constituye como una extensin de su territorio

de vida. Las actividades en los espacios pblicos exteriores van desde la sola transicin por los

mismos hasta la convivencia social que incluye reuniones familiares, festejos, reuniones

sociales; Adems de actividades como relajacin, estudio, contemplacin, actividades

deportivas, as como una mezcla de algunas de las mencionadas.

Proshansky et al. (1978), mencionan que si se quiere propiciar un desarrollo integral del

individuo como parte de la sociedad, es necesario cubrir no solo su necesidad primaria de un

techo, sino que adems debe pensarse en la interactuacin social con su entorno fsico y social

de manera que no se convierta en un ser aislado.

En lo que respecta a la Arquitectura, Vitrubio escribi: la medicina es necesaria al arquitecto

para conocer cules son los aspectos del cielo, que los griegos llaman climas, las condiciones

del aire en cada lugar; que parajes son nocivos, cules saludables, y qu propiedades tienen

sus aguas, porque sin el conocimiento de estas circunstancias no es posible construir edificios

sanos. En este punto Vitrubio relaciona la importancia de la Arquitectura con el medio

ambiente y con la salud. (Siglo I (23 0 27) a.C. Traduccin de Ortiz y Sanz, 1787).

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En Arquitectura, adems de la envolvente, el espacio contenido o delimitado por elementos

naturales o constructivos que formen parte de un diseo, es el espacio habitable, sea interior o

exterior. El hombre es y debe ser el foco central del diseo para que los usuarios realicen no

slo sus actividades de manera adecuada sino tambin para que ellos mismos se puedan

desarrollar integralmente.

En trminos generales se ve la Arquitectura desde el punto de vista formal, sin considerar que

por problemas de disconfort se pueden tener espacios inadecuados que repercuten en

problemas de salud, eficiencia y productividad.

Desde un punto de vista fisiolgico, el ser humano requiere de luz natural, as como oxgeno

de plantas y rboles, para el desarrollo de defensas ante las enfermedades y asimilacin de los

alimentos. Sin embargo, con el uso de climatizacin artificial en espacios interiores y ante la

falta de confort trmico de espacios exteriores, no se produce el contacto con los elementos

mencionados.

Por otro lado, el efecto de las variables meteorolgicas en el ser humano, ha tomado mayor

importancia en los ltimos aos ante la variabilidad de las condiciones climticas; ya que los

cambios drsticos en las temperaturas han provocado muertes y enfermedades tanto en verano

(golpes de calor, estrs trmico) como en invierno (golpe de fro, estrs trmico). Esos

impactos causan trastornos en la salud de las personas, pues la generalizacin del aire

acondicionado como dispositivo de climatizacin artificial y las condiciones de hermeticidad

que implica su funcinamiento, reducen su capacidad natural de adaptacin (Hppe, 2002).

En lo que se refiere al impacto en la salud en Mxico, debido al cambio climtico, Moreno

(2006), reporta que de un total de 3926 evento extremos de tiempo/clima ocurridos durante las

pocas de los 80s y 90s, el 15% de ellos sucedieron en Amrica Latina y como consecuencia

se tuvieron 71,000 muertes (Green Peace, 2006a) (Intergovernmental Panel on Climate

Change, 2007).

Por otro lado, se estima que para el 2100, se tendr un incremento de temperatura global entre

1.4 y 5.8 C, as como un aumento medio global en el nivel del mar de 0.09 a 0.98 m. Debido a

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lo anterior el efecto de ondas e isla de calor se incrementar y podr generar estrs trmico,

adems de fallas cardiorrespiratorias. Los individuos de mayor riesgo son adultos mayores,

indgenas, menores de tres aos y mujeres en edad reproductiva. Lo anterior indica un

aumento considerable en los ndices de mortalidad y morbilidad (Intergovernmental Panel on

Climate Change, 2007).

Los efectos que el calentamiento global ejercer sobre el proceso objetivo de intercambio

trmico entre el cuerpo humano y su entorno y ms an sobre la sensacin subjetiva de

confort, no han sido suficientemente previstos para los escenarios que los especialistas han

vislumbrado para el presente siglo.

En este contexto, Nicol y Humphreys (2002) han analizado las posibilidades de aplicacin de

criterios de sustentabilidad para los estandares de confort trmico en edificios a fin de reducir

el consumo energtico que implican los sistemas activos. Segn Gmez-Azpeitia et al., (2007)

falta trabajar en la construccin de escenarios de confort trmico en los que seguramente las

personas tendrn que adaptarse a las condiciones variables, por lo que los estandares

reconocidos hasta la fecha tendrn que modificarse en funcin de la capacidad de adaptacin

trmica de los seres humanos.

Con base en lo antes expuesto, se hace necesario conocer el efecto de las variables del

ambiente trmico en exteriores sobre los usuarios, para as poder evaluar las condiciones de

confort trmico de los espacios que se disean mediante modelos de confort trmico, para

estimar la sensacin que tendr el usuario.

Dentro de las consideraciones en el marco de la Estrategia Nacional de Cambio Climtico, en

las medidas que recomiendan los especialistas para estar prevenidos ante el cambio climtico,

destacan el apoyar investigaciones para el desarrollo e instrumentacin de sistemas de

vigilancia y respuesta efectivos, as como proyectos que identifiquen necesidades de

adaptacin.

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La justificacin de desarrollar un estudio sobre la percepcin del usuario del ambiente trmico,

en un espacio exterior, en un clima clido seco extremoso, especficamente espacios

recreativos, se basa en los aspectos siguientes:

Entre las lneas prioritarias de investigacin y generacin de conocimiento para

adaptacin de la Estrategia Nacional para el Cambio Climtico, en el rea de salud

humana, destacan: 1) Evaluacin de los efectos de cambios en el clima sobre la salud de

distintos grupos sociales y 2) Fortalecimiento de los planes de actuacin en salud pblica a

partir de sistemas de alerta temprana.

En lo que respecta al rea de asentamientos humanos y con base en los puntos anteriores, es

posible establecer pautas de diseo de ciudades sustentables bajo diferentes escenarios de

cambio climtico, con la consideracin del uso de espacios exteriores y periodos de uso

adecuados sin riesgos mdicos, por tipo de actividad a desarrollar.

Segn Nikolopoulou (2004), el confort ambiental en espacios exteriores es una de las

caractersticas esenciales de la calidad del medio ambiente urbano, ya que bajo condiciones

adecuadas (confort trmico, lumnico, acstico, psicolgico) es posible propiciar

actividades en calles, plazas, patios, parques, etc. La cantidad e intensidad de tales

actividades es afectada por el nivel de disconfort experimentado por los usuarios cuando se

exponen a las condiciones climticas en estos espacios.

Mondelo et al., (2001), afirman que un ambiente trmico inadecuado genera reducciones en

rendimiento fsico y mental, baja productividad, irritabilidad, agresividad, disconfort, as

como aumento o disminucin de frecuencia cardaca; Y en situaciones extremas riesgos

mdicos y hasta la muerte.

En el trabajo de Leech et al., (2000), se demostr que en zonas industrializadas las personas

pasan en promedio el 90% del tiempo en espacios interiores, mientras que los periodos de

permanencia en exteriores son en promedio del 10% en verano y del 4% en invierno, en la

mayora de los casos la permanencia promedio es menor a una hora, debido a los tiempos

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en el proceso de adaptacin, lo anterior implica que el uso de un modelo de confort trmico

diseado para interiores tenga una tendencia a sobrestimar la sensacin real del usuario de

exteriores. Esta discrepancia es mayor en condiciones de temperaturas bajas que en las de

temperaturas altas.

El estudio sobre confort trmico en exteriores implica diversas condiciones, que no se

presentan en estudios sobre espacios interiores, ya que en los exteriores las personas tienen

condiciones climticas que varan continuamente como son la temperatura del aire,

radiacin solar (directa, difusa y reflejada) humedad relativa y velocidad del viento; lo cual

modifica su respuesta al fenmeno de adaptacin, adems de la percepcin psicolgica que

vara de un espacio cerrado a uno exterior.

Segn Hppe (2002), el desarrollo de un modelo de prediccin por las implicaciones de

variabilidad de ambientes, condiciones de los espacios exteriores y tiempos de

permanencia, no es adecuado, mientras que la aplicacin del mtodo de adaptacin debido a

que es resultado de una evaluacin de campo, se ajusta mejor a las condiciones exteriores.

Mediante la determinacin de modelos de adaptacin de confort trmico para actividades en

exteriores de espacios recreativos en un clima desrtico, como Mexicali, Baja California; es

posible establecer el efecto de las condiciones microclimticas en los usuarios, lo cual

puede servir para el desarrollo de principios de diseo arquitectnico de espacios externos,

adems de la evaluacin de las condiciones de los espacios a disear, ya que la Arquitectura

debe ser una respuesta a las sensaciones del cuerpo humano con base en el clima del lugar.

Lo anterior representa la intencin de permitirle al usuario el habitar ms all de la envolvente

arquitectnica y extenderse hacia una zona externa para la convivencia, recreacin, meditacin

o contemplacin; en contacto con la luz natural y el oxgeno.

La justificacin de desarrollar un estudio sobre la percepcin del usuario del ambiente trmico,

en un espacio exterior, en un clima clido seco extremoso, especficamente un espacio

recreativo, se basa en los aspectos siguientes:

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a) Propiciar una vida colectiva que permita el intercambio de experiencias, la

convivencia, la recreacin y la prctica del deporte entre los habitantes de una ciudad,

en otras palabras, la socializacin misma de la convivencia, que es la base de la

sociedad humana.

b) Poder comparar las diferencias entre lo que representa la sensacin trmica en espacios

interiores con la de espacios exteriores.

c) Contar con informacin que permita el poder prolongar los tiempos de permanencia de

los usuarios en los espacios externos, mediante la implementacin de estrategias de

diseo que propicien el aumentar las horas de confort trmico en los ambientes donde

se desarrollan las actividades al aire libre.

d) Identificar en general las condiciones de temperatura, humedad relativa, radiacin solar

y velocidad de viento que los usuarios consideran confortables.

e) Poder advertir a las personas en base a sus propios lmites fisiolgicos, cuando habra

condiciones de riesgo para el uso de los espacios exteriores acorde a las actividades a

realizar.

f) Extrapolar, con las consideraciones necesarias, cuando una actividad determinada, que

no se desarrolle necesariamente en un parque, pudiera representar riesgos en la salud

de las personas, como es el caso del golpe de calor.

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1.3. PREGUNTAS DE INVESTIGACIN

En el planteamiento de este trabajo surgen como punto de partida de la investigacin las

preguntas siguientes:

1.3.1. Pregunta principal

El efecto que ejercen en su conjunto las variables meteorolgicas sobre la sensacin trmica

percibida de confort en los usuarios de espacios exteriores en clima clido extremoso, vara en

funcin de la magnitud de cada una de ellas?

1.3.2. Preguntas secundarias

1. Qu tan significativo es por separado el efecto de la temperatura del aire, radiacin solar,

humedad relativa y velocidad de viento, en el confort trmico del usuario de espacios

exteriores, en espacios recreativos de clima clido seco extremoso?

2. Las diferencias de magnitud de las variables meteorolgicas influyen en la sensacin de

confort trmico del usuario de espacios exteriores, en espacios recreativos de clima clido seco

extremoso, de diferente forma segn el nivel de actividad y los periodos del ao?

1.4. HIPTESIS

El efecto que ejercen las variables meteorolgicas sobre la sensacin de confort trmico en

los usuarios de espacios exteriores en clima clido seco extremo es diferente, y depende de la

magnitud de los parmetros por separado, adems del nivel de actividad y periodo climtico

en que se produce dicho efecto.

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Esta hiptesis se basa en que segn el periodo climtico, verano o invierno, la magnitud de

cada variable atmosfrica ser distinta y el efecto sobre la sensacin de confort trmico del

usuario de espacios exteriores tambin.

Sin embargo, el nivel de actividad de los sujetos influye en la energa interna generada y su

intercambio con el ambiente trmico, por lo que variables meteorolgicas como la humedad

relativa podrn beneficiar en un intercambio por exceso de calor interno, pero afectar en un

intercambio por sensacin trmica de fro.

Con respecto al efecto de las variables por periodo climtico, cuando en verano, durante el da,

la radiacin solar y temperatura del aire son altas, el efecto combinado de ambas producir una

sensacin trmica de disconfort; mientras que por la noche, cuando ya no hay radiacin solar,

la temperatura del aire, influenciada por la radiacin infrarroja de los cuerpos, es alta y afecta

la sensacin de confort trmico. En invierno, durante el da, cuando la temperatura es baja, una

radiacin solar relativamente alta contribuye a tener una sensacin de confort trmico; en el

caso de la noche ante la ausencia de radiacin solar la temperatura baja afecta directamente la

sensacin de confort trmico.

1.5. OBJETIVO

Para contrastar la hiptesis planteada anteriormente, se propuso un objetivo general y cuatro

objetivos particulares, los cuales son los siguientes:

1.5.1. Objetivo general

Conocer de manera cuantitativa el efecto de la temperatura del aire, radiacin solar,

velocidad de viento y humedad relativa en el confort trmico del usuario de exteriores de

espacios recreativos en clima clido seco extremo, y expresarlo por medio de modelos de

adaptacin de confort trmico de tipo univariable.

20

1.5.2. Objetivos particulares

1. Establecer periodos estudio con base en el clima de Mexicali, Baja California y el

comportamiento horario representativo de temperatura del aire, humedad relativa,

radiacin solar y velocidad del viento.

2. Seleccionar un caso de estudio con base en densidad de uso, densidad de poblacin del

radio de influencia, tipologa de usuario por edades, sexo y actividades, tipologa de

espacios por tipo de actividad (pasiva, moderada e intensa), tipos de actividades en

exteriores, disponibilidad de uso para la investigacin, control y seguridad de

instrumentos de medicin de variables.

3. Establecer en qu proporcin intervienen las variables meteorolgicas involucradas en

el confort trmico de usuarios de espacios exteriores de espacios recreativos en clima

clido seco extremoso.

4. Comparar las diferencias entre variables, nivel de actividad y periodos climticos de la

sensacin trmica percibida para espacios exteriores.

1.6. ALCANCES Y LIMITACIONES

Los alcances de la presente investigacin estn delimitados por el estudio de la sensacin

trmica percibida de confort, por medio de un estudio de tipo correlacional, con base en tres

niveles de actividad de los usuarios de un espacio recreativo, en un contexto climtico clido

seco extremoso, especficamente la ciudad de Mexicali, Baja California, Mxico.

Las variables meteorolgicas estudiadas sern temperatura de bulbo seco, humedad relativa,

velocidad de viento y radiacin solar. Se pretende establecer correlaciones lineales

univariables, entre la sensacin trmica de confort y las variables mencionadas.

21

Los periodos climticos a estudiar sern en funcin de las condiciones extremas fras y clidas

del clima de estudio, as como los periodos de transicin. Los datos meteorolgicos sern

recolectados en tiempo real a nivel de microclima bajo las condiciones del ambiente trmico

inmediato del rea de desarrollo de la investigacin.

Las limitaciones de la investigacin estn dadas con base en los problemas tcnicos de

aplicacin y los tiempos para el desarrollo del estudio. Los instrumentos a utilizar sern

seleccionados en funcin de su disponibilidad y/o capacidad econmica de adquisicin, con

las consideraciones necesarias sugeridas por la normatividad internacional para estudios de

confort trmico.

El caso de estudio a seleccionar adems de reunir las caractersticas de equipamiento, tipo de

actividades y usuarios, deber propiciar la seguridad tanto de personal de apoyo e

instrumentos a utilizar en el proceso de trabajo de campo.

An cuando se recolecte a una cantidad significativa de informacin durante el estudio de

campo, no sern analizadas todas las variables registradas en el cuestionario a aplicar. El

anlisis a desarrollar no har diferenciaciones de edad o sexo en los sujetos de estudio, lo

anterior con la intencin de estimar modelos genricos de fcil aplicacin para la toma de

decisiones en el diseo arquitectnico. Los periodos de transicin no sern diferenciados por

el efecto de cambios de adaptacin del periodo clido al fro y viceversa. El efecto de la

adaptacin psicolgica en los sujetos de estudio ser considerado de forma esencial, en

funcin de sus respuestas y en la escala de sensaciones subjetivas utilizadas, sin llegar a hacer

un anlisis especfico de estos aspectos.

22

2. ANTECEDENTES

Los antecedentes de un tema de investigacin, segn Tamayo (2001), se conforman en

principio por aquellas situaciones con relacin causal del problema de investigacin, para as

permitir una comprensin mejor de las variables a integrar al estudio.

Sin embargo es importante contar con un adecuado Estado del Arte que permita establecer de

forma general los conocimientos existentes sobre el tema de estudio y los diferentes enfoques

y mtodos utilizados en la forma de abordarlo, adems de identificar posibles casos anlogos

con la investigacin a desarrollar.

La revisin de casos anlogos hace posible visualizar la complejidad tcnica, herramientas e

instrumentos, as como los resultados de su aplicacin en los diferentes trabajos revisados, y

permite una aportacin importante en la conformacin del marco terico y la metodologa a

aplicar.

2.1. CONFORT TRMICO EN ESPACIOS EXTERIORES

La sensacin trmica de confort en espacios exteriores, con bioclimas extremos, determinan la

densidad y periodicidad de uso de los mismos. Es necesario entender las relaciones causales

que originan que un espacio creado para la recreacin o la convivencia sea subutilizado debido

a las condiciones de ambiente trmico. Un esquema de lo anterior se presenta en la figura 1.

El bioclima est definido en funcin del efecto que tienen sobre los seres humanos las

condiciones meteorolgicas de un ambiente trmico. En exteriores los parmetros que influyen

en el confort trmico, an cuando tienen puntos similares al confort en interiores, se

encuentran dentro de una gama ms amplia de variabilidad, temporalidad, espacio y

actividades; debido a esta complejidad ha habido pocas intenciones de entender el confort

trmico en exteriores (Hppe, 2002).

23

Fuente: Elaboracin propia

Figura 1. Aspectos a estudiar para el confort trmico en espacios exteriores

2.1.1. Bioclima y confort trmico

El diseo adecuado de espacios, implica que los usuarios de los mismos estn en confort para

que puedan desarrollar no slo sus actividades de manera adecuada sino tambin para que

ellos, se puedan desarrollar integralmente. Sin embargo, los arquitectos en su mayora,

desconocen que en aspectos de confort trmico existe una diferencia significativa entre las

reacciones fisiolgicas y psicolgicas de los individuos cuando se trata de espacios exteriores

e interiores. La importancia del estudio de confort trmico en espacios interiores se observa

con el desarrollo de las normas ISO 7730: 2005, ANSI/ASHRAE 55:2004, ISO 7243:1989,

ISO 7933:2004, ISO 11079:2007, e ISO 10551: 1995 entre otras.

CONFORT

TRMICO

BIOCLIMA

ADECUACIN

BIOCLIMTICA

DE ESPACIOS

EXTERIORES

24

La necesidad de estudios serios sobre condiciones de confort trmico en exteriores, se ha

demostrado en eventos de trascendencia mundial como: los juegos olmpicos de Atlanta 1996,

Sydney 2000 y Atenas 2004, Feria Mundial Expo Sevilla 1992, adems de proyectos de

investigacin como Rediscovering the Urban Realm and Open Spaces (RUROS), as como

algunas normas ISO que adems de ser para espacios interiores tienen aplicaciones en

espacios exteriores. Las aportaciones de estos trabajos tienen aplicaciones en proyectos de tipo

turstico, educativo, recreativo o reas de exposiciones.

En lo que respecta a las variables de adaptacin trmica, que sern tratadas ms adelante a

detalle, existen condicionantes que muestran la diferencia entre el confort trmico de espacios

exteriores y el de espacios interiores (Ver tabla 1).

Existen aspectos como la experiencia y la expectativa que presentan una variabilidad

significativa de un espacio exterior a otro, ya que las condiciones meteorolgicas de los

mismos cambian constantemente, por lo que no es posible comparar la experiencia de un

espacio a otro. Esta situacin no sucede en el caso de los espacios interiores ya que acorde a

los usos de los mismos tienen caractersticas generales similares.

El entorno sociocultural, establece patrones de conducta basados en el modo de vida y

costumbres locales que influyen en la vestimenta, alimentacin, uso y diseo de los espacios,

lo cual afecta las condiciones de los sujetos y el ambiente trmico. Por otro lado, los hbitos y

preferencias personales afectan el nivel de adaptacin fisiolgica y psicolgica, y a su vez en

la experiencia y expectativa trmica con respeto a las condiciones de los espacios utilizados.

25

VARIABLES

ESPACIOS EXTERIORES ESPACIOS INTERIORES

A D A P T A C I N F I S I O L G I C A

ACLIMATACIN

La intensidad y tipo de estmulos cambian a

cada momento, debido a las variaciones del

ambiente trmico, por lo que el decremento

gradual de respuesta es menor.

La intensidad de los estmulos es menor

y el tipo es constante, debido a que la

envolvente arquitectnica, o los equipos

de climatizacin regulan el ambiente

trmico.

A D A P T A C I N P S I C O L G I C A

NATURALIDAD

DEL

ESPACIO

Puede variar de un espacio exterior a otro,

donde se tengan elementos artificiales hechos por el hombre, y donde no se den

estos.

No se da una naturalidad del espacio,

todo es artificial, en ocasiones tambin

las condiciones del ambiente trmico.

EXPERIENCIA

Y

EXPECTATIVA

Se da una variacin significativa, ya que la

experiencia (memoria) influye en la

expectativa, y los espacios externos

presentan una variabilidad de forma y

contenido compleja.

Hay una aproximacin en la expectativa

y la realidad debido a que la memoria

relaciona espacios similares con

condiciones similares.

TIEMPO DE

EXPOSICIN

Los tiempos de exposicin son cortos

(tiempos promedios menores a una hora)

Con mayor porcentaje en verano (10%) y

menor en invierno (4%). (Leech et al.,

2000)

Tiempos de exposicin largos del 90%

en verano y 96% en invierno, con

tiempos promedios 7.5 horas.

(Leech et al., 2000)

CONTROL

DE LA

PERCEPCIN

Es difcil tener un alto grado de control de

la fuente de incomodidad por la variacin

de las condiciones.

Se puede tener cierto o total control de

la fuente de incomodidad. (Falta de

ventilacin, acondicionamiento de aire).

ESTIMULACIN

DEL MEDIO

AMBIENTE

Variable importante para el uso del espacio

exterior, la estimulacin es continua y

variable.

La estimulacin es de tipo continuo con

poca variacin.

CONDUCTA

REACTIVA

Se da una variacin por tipo de lugar,

temporada, horario y actividad en la

vestimenta, postura, consumo de lquidos y

posicin fsica.

Hay poca variacin, en vestimenta y

consumo de lquidos, solo se da

notoriamente por cambio de temporada.

La actividad y posicin es similar todo

el ao.

CONDUCTA

INTERACTIVA

Por lo regular, no se dan modificaciones del

medio ambiente inmediato

Cambios significativos en el medio

ambiente inmediato: aperturas de

ventanas, cortinas, ventiladores,

acondicionadores de aire, etc.

ENTORNO

SOCIOCULTURAL

Como parte del modo de vida y costumbres

locales, se pueden dar o no actividades en

exteriores. Algunas sern de convivencia y

otras de tipo competitivo. Estas tienen una

influencia en la expectativa de sensacin

trmica.

Existen actividades de convivencia,

ritos, costumbres que se realizan en

interiores, esto determina parte de la

adaptacin e influye en la expectativa de

sensacin trmica.

HBITOS Y

PREFERENCIAS

PERSONALES

El tener hbitos de practicar actividades en

exteriores, influyen en las preferencias

trmicas de los individuos. Estas varan en

funcin del tipo de actividad: pasiva,

moderada e intensa.

Si parte de los hbitos es el desarrollo

de actividades en interiores, estos

marcarn una influencia en la

expectativa del individuo de cmo debe

sentirse trmicamente un espacio.

Fuente: Elaborada con base en Nikolopoulou y Steemers, 2000.

Tabla 1. Variables de la adaptacin trmica humana en espacios exteriores e interiores.

26

En lo que puede considerarse el ambiente trmico construido, las condiciones espaciales

influyen notoriamente en el usuario sobre su percepcin del confort trmico. Las condiciones

varan conforme a la actividad y el tipo de espacio, como se puede apreciar en las figuras 2a y

2b.

Foto: Bojrquez, 2008 (2a) (2b)

Figura 2. Actividad en espacio exterior (a) y actividad en espacio interior (b)

Las variables del espacio construido que influyen en el ambiente trmico son distintas en el

caso de los espacios exteriores e interiores, y se clasifican en: condiciones meteorolgicas,

actividades, horarios de uso, materiales de construccin, mobiliario y estrategias de

adecuacin (Ver tabla 2).

VARIABLES EXTERIOR INTERIOR

Condiciones

meteorolgicas

Variacin contina durante las 24 horas

Variacin controlada por equipos de

climatizacin y/o parcialmente por la

envolvente arquitectnica

Actividades Variacin por temporada y horario Definidas con poca variacin

Horarios de uso Variacin por temporada y actividad Preestablecidos

Materiales de

construccin

Materiales resistentes a la intemperie,

en ocasiones predominan los materiales

de origen natural

Materiales tpicos por regin y en ocasiones

se utilizan algunas de climas diferentes a

donde se construye.

Mobiliario Fabricados con materiales resistentes a

la intemperie.

Materiales y modelos ya preestablecidos de

uso comn acorde a la actividad.

Estrategias de

adecuacin

Prevalecen las estrategias de tipo

pasivas y pocas veces las activas.

Prevalecen las estrategias de tipo activas,

aun con uso de las pasivas.

Fuente: Elaboracin propia

Tabla 2. Variables del espacio construido y su influencia en la percepcin del confort trmico

Las condiciones climticas en exteriores presentan una variacin continua durante las 8760

horas del ao ya que hay cambios de temperatura, humedad relativa, radiacin solar, velocidad

27

y direccin de vientos, mientras que en caso de los interiores, an cuando la envolvente se ve

afectada por las condiciones meteorolgicas exteriores, se da una variacin controlada, de las

variables mencionadas, por equipos de climatizacin o adecuaciones climticas del edificio.

Las actividades que se desarrollan en espacios exteriores pueden variar con base en la

temporada e incluso con el horario de uso, mientras que en las actividades de un espacio

interior regularmente estn definidas por la funcin misma del espacio, como una oficina, una

biblioteca, etc. y tienen poca variacin.

Los horarios de uso de un espacio exterior a uno interior no solo son diferentes en hora, sino

que en el caso de los exteriores cambian de una temporada a otra y con base en la actividad a

desarrollar, mientras que en interiores sern en trminos generales los mismos cada da.

En el caso de los materiales de construccin, es importante hacer una seleccin adecuada ya

que en exteriores estarn expuestos a las condiciones meteorolgicas y pueden acumular o no

energa que afectar las condiciones de confort trmico del espacio.

Los materiales que se utilizan para construir espacios exteriores e interiores, an cuando tienen

algunas caractersticas en comn, en general en exteriores se buscan aquellos que sean

resistentes a las condiciones meteorolgicas y requieran de poco mantenimiento. Mientras que

interiores las decisiones son conforme a proporcionar un control ambiental interno que pueda

propiciar confort trmico, por medio de la envolvente, mientras que en los acabados para su

seleccin existen criterios como textura, costos o gustos personales.

El mobiliario se elige conforme al uso del espacio, pero los materiales a utilizar dependern de

su funcin especfica, ubicacin (exterior o interior). Sin embargo, pocas veces se considera el

efecto por carga trmica acumulada en ellos conforme al uso que se tendr por actividad. As

una banca de madera es ms adecuada que una de metal en un exterior de un clima clido. En

el caso de interiores la seleccin de mobiliario afectar la carga trmica a retirar por

enfriamiento artificial y as mismo al ambiente trmico del usuario del espacio.

28

Las estrategias de adecuacin en un espacio exterior o interior varan mucho, sin embargo, el

objetivo en ambos caso es el mismo: tener condiciones de confort trmico para el usuario. En

espacios exteriores, las estrategias de adecuacin generalmente son de tipo pasivo como

orientacin, sembrado de rboles, tipologa de vegetacin, sombras, materiales, mobiliario,

abanicos pasivos, fuentes, espejos de agua, etc. En casos especiales se utilizan tambin

enfriadores evaporativos o abanicos de tipo activo, adems de columnas de enfriamiento.

En espacios interiores, las adecuaciones pueden estar en los materiales de la envolvente,

cubiertas, orientacin, sombreados, verticales u horizontales, colores, texturas, masa trmica,

ventilacin natural y en la mayora de los casos sistemas de enfriamiento activos como:

abanicos, enfriadores evaporativos, acondicionadores de aire, entre otros.

2.1.1. Adecuacin bioclimtica de espacios exteriores

La adecuacin bioclimtica de espacios exteriores, considera estrategias de adecuacin a las

condiciones meteorolgicas, mediante aspectos como: orientacin, soleamiento, sombras,

iluminacin natural, ventilacin natural, materiales y sistemas constructivos, para la toma de

decisiones de la propuesta de diseo.

Los estudios de diseo bioclimtico realizados por: Olgyay (1962), Givoni (1976, 1998),

Watson (1983) y Bansal (1994) afirman que es necesario conocer las condiciones de las

variables meteorolgicas del sitio en el cual se construirn las edificaciones, con la finalidad

de controlarlas en funcin de los requerimientos de confort trmico del usuario.

La adecuacin bioclimtica de espacios exteriores, establece la posibilidad de que los

habitantes de regiones con climas extremos puedan estar en contacto directo con el sol, el aire

y sobre todo con otros seres humanos. Existen algunos tipos de espacios arquitectnicos

exteriores como estadios, cines y teatros al aire libre, reas de exposicin al aire libre, parques,

centros recreativos, reas de juego de escuelas, reas exteriores de hoteles, ferias, entre otros,

29

donde se observa la importancia de la adecuacin bioclimtica para que sea posible llevar a

cabo adecuadamente las actividades propias para los que fueron creados.

Segn Vidal (2004), en los proyectos sobre espacio pblico exterior, no se profundiza en los

aspectos del bienestar fsico-ambiental de los usuarios. Las preocupaciones paisajsticas,

formales y estticas son las que predominan, si bien no son menos importantes, el problema es

que para que un lugar sea habitable, es decir confortable para las exigencias del usuario en

relacin con una actividad determinada, no basta que sea bello. Se requiere, adems, y de

manera fundamental, que satisfaga las necesidades de confort ambiental, es decir, trmico,

acstico, lumnico, visual y de seguridad.

Respecto de estas necesidades, se puede observar que la mayora de los espacios pblicos

exteriores presentan, en general, malas condiciones de habitabilidad, en trminos de confort

ambiental, a los potenciales usuarios: contaminacin acstica, disconfort trmico, luminosidad

no regulada y contaminacin visual.

La demanda por espacios pblicos exteriores implica la necesidad de exteriorizar los valores

de una colectividad, a travs de formas construidas, y los valores de una cultura, a travs de

los usos de esas formas construidas. El demandante es un usuario potencial, es decir un

productor de valores colectivos y un consumidor del espacio pblico (Vidal, 2004).

En la ausencia de esta preocupacin, el espacio pblico exterior se usa slo para circular, para

permanecer un tiempo breve, y no alcanza, en la mayora de los casos, a resolver el problema

del confort trmico. Lo anterior, lleva a la idea de intensidad de usos de los espacios pblicos

exteriores, en funcin de las condiciones estacionarias, meteorolgicas y de horario.

La intensidad de uso se refiere a la cantidad de usuarios por unidad de tiempo y de espacio. A

mayor cantidad de usuarios, en menor unidad espacial en una duracin restringida de tiempo,

se dice que hay mayor intensidad. Si la cantidad de usuarios disminuye, proporcionalmente a

la disminucin de la unidad espacial y de la duracin en tiempo, se mantendr la alta

intensidad. Si la cantidad de usuarios disminuye, mientras aumenta la unidad espacial y el

tiempo de ocupacin, se dice que hay disminucin de la intensidad de uso. S, finalmente, el

30

aumento de usuarios es menor al aumento de la unidad espacial, y del tiempo de ocupacin, se

considera igualmente de disminucin de la intensidad.

Pasar de la Arquitectura convencional a la Arquitectura Bioclimtica, implica un cambio de

paradigma, ya que sugiere una nueva forma de disear (con nfasis en el bienestar ambiental

del usuario) y una nueva forma de habitar, que significa pasar de un usuario pasivo en un

entorno arquitectnico activo (de sofisticadas tcnica de climatizacin artificial) a un usuario

activo en un entorno pasivo (donde la Arquitectura captura toda la energa pasiva disponible

en los elementos del clima).

Para lograr este completo cambio de paradigma, se requiere una toma de consciencia cabal no

slo de la necesidad de utilizar la energa solar para disear espacios pblicos exteriores que

permitan una mayor intensidad y duracin de uso sino, adems, se requiere el consenso en

torno a la idea de que la bioclimatizacin de espacios pblicos

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