Condiciones que debe cumplir el diseño de un muro cortina

8/2/2019 Condiciones que debe cumplir el diseo de un muro cortina

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de

Las tesinas

Belgrano

Facultad de Arquitectura y UrbanismoCarrera de Arquitectura

El aspecto sustentable de la piel en edificiosinteligentes

N 59 Mara Florencia Galvagni

Tutor: Ricardo Kina

UNIVERSIDADDE BELGRANO

Departamento de InvestigacinDepartamento de InvestigacinDepartamento de InvestigacinDepartamento de InvestigacinDepartamento de InvestigacinJulio 2002


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Tesinas El aspecto sustentable de la piel en edificios inteligentes

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Agradecimientos

En primer lugar y muy especialmente quiero agradecer al Arq. Ricardo Kina, mi profesor tutor, por toda sudedicacin y concejo para conmigo, quien a lo largo de esta investigacin a significado mucho ms que unconsejero acadmico.

A mi familia pap, mam, Federico, Nicols, Toms, Guadalupe y Jazmn agradecerles es poco. Ellossoportaron mis ausencias, mis demoras y mis desordenes. Les debo todo el amor que me dan, el nohaberme dejado bajar los brazos nunca y apoyarme siempre.

A Mariano por ser parte de mi vida, por aconsejrme y estar siempre a mi lado.

A la Sra. Haydee por su dedicacin y ayuda que permitieron que esto fuera posible.

Al Dr. Ricardo Vanella, coordinador acadmico la dependencia en la cual trabajo, la Facultad de Estudios aDistancia y Educacin Virtual de la Universidad de Belgrano, a quien agradezco mucho su apoyo y consejosque me hicieron crecer no solo en el aspecto laboral sino tambin a nivel personal. Al igual que agradezco

tambin a mis compaeros de trabajo por su colaboracin.

A las autoridades de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo, por su sugerencia, comentarios y colabora-cin que oportunamente hicieron en pro de mi futuro profesional.

Y a mis amigos, por su amistad, sostn y dedicacin, en ayudarme y acompaarme siempre.

Gracias.

Buenos Aires, abril de 2002


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ndice

Introduccin .................. .................... .................... .................... .................... .......... ............ 7

Captulo 1: Antecedentes ............................................................................................................. 8

Captulo 2: Edificios inteligentes ................................................................................................... 9

2.1 Aspecto funcional .............................................................................................................. 9

2.2 Componentes de un sistema inteligente .......................................................................... 12

Captulo 3: La piel de un edificio inteligente ................................................................................ 14

3.1 Curtain wall ..................................................................................................................... 14

3.2 Tipos de curtain wall ........................................................................................................ 18

3.3 Tipologas Constructivas.................................................................................................. 21

3.4 Materiales ....................................................................................................................... 21

3.5 Condiciones de diseo que debe cumplir el Curtain Wall ............................ ............... 22

3.6 Soluciones especiales .................................................................................................... 22

3.7 Componentes que hacen a un curtain wall inteligente ................................. ................ 23

Captulo 4: Ejemplos ............................................................................................... .......... 24

Captulo 5: Conclusin ........................................................................................... ............ 36

Bibliografa ...................... ...................... ....................... ....................... ..................... ........ 39


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Introduccin

En la actualidad nos encontramos en un mundo globalizado, con concentraciones humanas cada vezmayores, que pareciera ignorar el desgaste y la contaminacin de los recursos naturales del planeta.

Algunos de los mbitos de la realidad en los que se refleja la globalizacin son el econmico, el tecno-

lgico y el de la innovacin, estos mbitos estn ntimamente relacionados con la arquitectura, y esta noescapa de los alcance de la globalizacin. Es por estos que hoy podemos ver edificios con la mismaapariencia y sistemas constructivos aqu o en el resto del mundo.

Las concentraciones humanas traer aparejado el uso masivo de edificios en altura, que, a menos que seproduzcan cambios radicales en las presentes practicas empresariales, transporte urbano o que se inviertala tendencia migratoria del campo a la ciudad, los edificios en altura seguirn siendo la respuesta por losfuturos veinticinco aos. Esta afirmacin se basa en estimaciones que apuntan que en este ao, el 2002, el47 % de la poblacin mundial residir en reas urbanas y veinticuatro ciudades del mundo tendrn mas dediez millones de habitantes.

Esta situacin a llevado a disear en su mayora de forma despersonalizada, que consiste en edificios degran altura de planta libre, piel de vidrio y sistemas de inteligencia computarizados, creando climas interio-res artificiales. Este tipo de obras aunque pueden ofrecer soluciones volumtricas muy interesantes rompe

en gran medida con el contexto y a su vez no se explora la posibilidad de integrarse con el medio ambientea travs de soluciones bioclimaticas, permitiendo el acondicionamiento natural de los espacios.Los grandes edificios exigen una mayor atencin respecto a su diseo ecolgico, pues son los lugares

donde los problemas de consumo de recursos, relaciones econmicas y modo de vida contaminantes delmedio ambiente suponen una amenaza mayor y mas insistente para los recursos naturales y los ecosiste-mas globales.

La posibilidad de conseguir un programa global para un futuro sostenible se decidir probablemente apartir de los edificios de gran altura, por esto, los encargado de disearlos y construirlos debern dedicarmayor atencin, ya que pronostican para el ao 2006 que 500 millones de personas vivirn en el 1 % de lasuperficie de la tierra y la nica respuesta edilicia para dicho pronostico son los edificios en altura.

Esta mayor atencin al disear tiene como respuesta tratar de integrar los avances de la tecnologa y lassoluciones bioclimaticas para generar una arquitectura sustentable, que no este aislada de los problemasque afectan al mundo, ni de los avances de la tecnologa.

En la actualidad a estos edificios se los conoce como Inteligentes, aunque muchas veces se habla deeste termino para sealar o nombrar ejemplos errneos de dicha tendencia, este bien aplicado se caracte-riza por una conciencia ecolgica reflejada desde la gestacin del proyecto, dando como resultado unaarquitectura basada en los principios de la sustentabilidad.

Un de los aspectos mas importantes de los edificios inteligentes es la concepcin de sus fachadas, quedejan de ser simples cerramientos, para transformarse en pieles con funciones ambientales mltiples.

Mi estudio se abocara entonces a el aspecto sustentable de la piel en los edificios inteligentes.Dicho estudio se organiza en cinco captulos: Captulo 1 incursiono en los orgenes que dieron como resultado a los edificios inteligentes. Captulo 2 describo el funcionamiento de un sistema inteligente en un edificio de gran altura. Captulo 3 investigo las soluciones constructivas para desarrollar pieles en este tipo de edificios. Captulo 4 analizo ejemplos de pieles de edificios inteligentes.

Captulo 5 reflexin y conclusin de dicha tesina.


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Captulo 1: Antecedentes

Para entender l porque de los edificios inteligentes y sus pieles en la arquitectura de nuestros das, esnecesario revisar las causas que motivaron y posibilitaron este desenlace, razn por la cual es convenienteincursionar en su entorno histrico.

Es por ello que nos remontamos a la revolucin industrial, donde hubo un cambio radical a nivel social ytecnolgico.

Tales cambios son: La concentracin urbana La aparicin de nuevos materiales Las nuevas tcnicas constructivas Un incremento progresivo de los implementos de confort Escasez de las superficies habitables en las ciudades

Esto produjo una nueva arquitectura, la Arquitectura Moderna influenciada por la maquina, la industria,la estandarizacin y la planificacin.

Propona un mismo lenguaje arquitectnico para todo el mun-do, difundindose rpidamente bajo el nombre de Estilo Interna-

cional que defina ciertas pautas como ventana corrida, plantalibre y paramentos despojados de toda ornamentacin.Los edificios en altura fueron los abanderados de esta arqui-

tectura, volmenes aislados de la ciudad, el hombre no necesi-taba salir de los grandes edificios, all estaban las oficinas, lasviviendas, los comercios y los lugares de recreo.

Utilizando sistemas activos para lograr confort en los am-bientes, que consisten en mecanismos alimentados por electri-cidad u otro combustible para acondicionar los ambientes. Entre

los sistemas activos encontramos sistemas centrales de acondicionado por aire, agua o vapor. Ventilacio-nes forzadas, etc.

El consumo energtico era muy elevado debido a estos sistemas y a la iluminacin artificial.El muro-cortina de vidrio sin ventanas produca un hermtico aislamiento, que creaba microclimas interio-

res.La hermeticidad trajo el problema del edificio enfermo. Este es aquel que produce patologa o enfermedad

a sus ocupantes.Como consecuencia de esto aparece el Sndrome del Edificio Enfermo (SEE), que la Organizacin

Mundial de la Salud ha definido como un conjunto de enfermedades originadas o estimuladas por la conta-minacin del aire en estos espacios cerrados, por la mala ventilacin, la descompensacin de temperatura,las cargas inicas y electromagnticas, las partculas en suspensin, los gases y vapores de origen qumi-co y los bioaerosoles.

Frente a esta problemtica surge otra alternativa la Arquitectura Ecolgica, esta se basa en la arqui-tectura verncula y en los avances tecnolgicos que no afectan al medio ambiente.

Propone pautas de diseo que permiten la integracin y protec-cin del paisaje, y ambientes sanos y confortables.

Esto abarca desde el aprovechamiento de la energa solar y eli-ca, hasta la eleccin de materiales autctonos.La forma edilicia, la orientacin, los colores y las proporciones de

los espacios exteriores e interiores y el dimensionamiento de aber-turas son fundamentales para un buen acondicionamiento natural.

Una correcta interpretacin de los mtodos y tcnicas bioam-bientales tendr un menor consumo energtico, ya que utilizan sis-temas pasivos para lograr ambientes confortables.

Los sistemas pasivos son aquellos donde el flujo de energa cal-rica se efecta por medios naturales (radiacin conduccin trmi-ca y conveccin natural).

Se distinguen de los activos por carecer de bombas mecnicas o ventiladores que necesitan de laelectricidad para su funcionamiento.

Entre los sistemas pasivos encontramos la utilizacin de patios internos como reguladores de la tempe-ratura en viviendas de zonas clidas, muros gruesos en zonas de bajas temperaturas, en zonas azotadaspor fuertes vientos recurrir a semi enterrar las viviendas, aprovechar la radiacin solar para mejorar la tempe-


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ratura del interior, correctas orientaciones, aprovechar las corrien-tes internas de aire, etc.

La evolucin de la arquitectura esta directamente relacionadacon los avances de la tecnologa y la investigacin de nuevosmateriales.

Esta evolucin gesta en los comienzos de 1960 la Arquitec-tura High Tech bajo la idea de que el edificio deba expresarsepor medio de los elementos tcnicos y constructivos.

Actualmente se lo conoce Eco Tech debido a la influencia enla actualidad de los parmetros sustentables, y abarca preocu-paciones ms amplias relacionadas con temas como el entorno,la conciencia social, el uso de energa, el urbanismo y la con-ciencia ecolgica. Se paso de la reverencia tecnolgica, al usoselectivo de la misma con fines concretos.

Resulta de crucial importancia la integracin creativa de va-rias disciplinas como por ejemplo estructura, servicios mecnicos, materiales, sistemascomputarizados y ecologa, para crear una arquitectura que ofrezca una variedad muchomas amplia, capaz de adaptarse a las necesidades cambiantes de la sociedad contempo-

rnea.Las preocupaciones tecnolgicas, sociales y arquitectnicas que inspiran la arquitec-

tura Eco Tech de la actualidad son: Expresin estructural La cuestin energtica Respuesta urbana Simbolismo cvico

Es en este contexto surgen los edificios inteligentes.

Captulo 2: Edificios inteligentes

Histricamente el hombre ha construido edificios, crean-do entornos controlados, para poder vivir y trabajar. Pero a lolargo de las ultimas dcadas han cambiado las prioridadesen el diseo y la organizacin del edificio. Se busca ambien-tes mas productivos minimizando costos, bajo este concep-to surgen los edificios inteligentes.

El edificios inteligentes es aquel en donde los sistemas, los servicios,la estructura y la administracin se interrelacionan de forma progresivapara proporcionar un ambiente confortable y eficiente; correctarelacin con el medio ambiente y ciclos de vida prolongados debido asu flexibilidad .El edificio inteligente tiene la caracterstica principal de

contar con punto de manejo central que se denomina Unidadde Control (U.C.)comparable con el cerebro humano que consiste en una gran computadora o la suma de

varias.El U.C. gestiona, controla, monitorea y administra toda la informacin y operaciones que se realizan en

el edificio a travs de un software diseado en base a las necesidades del usuario, buscando el confort y elahorro energtico.

Todos los componentes de un edificio inteligente se encuentran interco-nectados a travs de una red de cableado llamado cableado estructural. Elmaterial usado para este tipo de cableado es fibra ptica o cable del tipotelefnico.

2.1. Aspecto FuncionalDesde el aspecto funcional, el edificio inteligente debe contar con cuatro

elementos, estos son:

Estructura Sistemas Servicios Administracin


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Estructura:Los componentes que la conforman son los componentes estructurales losas, vigas, columnas, etc.; los

muros, los acabados exteriores e interiores y el equipamiento.Los aspectos estructurales importantes que debe cumplir un edificio inteligente son:

Tener en cuenta la situacin y orientacin para minimizar gastos deenerga.

Manera en la que se aprovecha la luz solar, tomando en cuenta suimpacto sobre la visibilidad y la calidad de la luz necesaria para traba-jar.

Espacio suficiente para proveer pisos tcnicos y cielorrasos suspen-didos, para albergar el cableado estructural.

Prever la sobre carga por equipos elctricos, grupos electrgenos,antenas, etc.

Disponer de lugar para fuentes de poder auxiliar,de respaldo y de nointerrupcin, que alimentaran a los equipos en situaciones de corteenergtico.


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Tener en cuenta la composicin de los acabados para que favorezcanla acstica y tener en cuenta los aspectos ergonmicos, a la hora de

disear los ambientes y elegir el equipamiento.

Sistemas:Los sistemas de un edificio son aquellos componentes que permiten lograr

ambientes confortables. Los sistemas son: Sistemas de aire acondicionado calefaccin / refrigeracin y ventilacin. Instalacin de gas. Suministro de energa elctrica. Suministro de agua fra y caliente. Desages cloacales. Desages pluviales. Elevadores. Telecomunicaciones. Circuito cerrado de TV. Control de acceso. Administracin de informacin. Instalaciones contra incendio y deteccin. Instalacin de sensores de flujo luminoso. Sistemas de energa alternativos (Ej. energa solar)

El aspecto a tener en cuenta en los sistemas de un edificio inteligente es que debenser flexible a futuras modificaciones.

Servicios:Los servicios del edificio son los que satisfacen las necesidades directas de los

usuarios.Entre los servicios encontramos:

Comunicaciones. Automatizacin de oficinas. Fax, fotocopiadoras y scanner. Intranet. Servicio de internet. Correo electrnico. Limpieza y mantenimiento.

Tanto los servicios como los sistemas de un edificio inteligente deben estar inter-conectados a la red de cableado estructural para poder ser administrados, controla-dos, mantenidos y optimizados por la unidad central.


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Administracin:Provee las herramientas para controlar y administrar todo el edificio. Dar mantenimiento y tomar decisio-

nes en caso de emergencia.Son parte de la administracin los componentes del sistema inteligente, el cableado estructural y el

software.

2.2. Componentes de un sistema inteligente1

Los componentes de un sistema inteligente son: Unidad Central Inteligente Interfaz PBX Unidad de Control Especifico Unidad Remota Unidad de Control de Acceso Detectores y sensores Software

Unidad Central Inteligente (UCI):

Cuenta con una interfaz hombre-mquina que le permite al operador mantener un control constante de loque sucede en el edificio. La unidad central se encarga de registrar condiciones de operacin, condiciones

de alarma y valores medidos. Se encarga de toda la administracin del edificio, incluyendo seguridad.

Interfaz PBX (IPBX):

Realiza la interconexin entre centrales telefnicas y una Unidad Central Inteligente.

Unidades de Control Especifico (UCE):

Son responsables ya sea de una funcin o de un rea. Registran informacin proveniente de puntos decontrol de su rea.

Entre los tipos de UCE estn: UCE para equipo de electricidad, aire-acondicionado y sanidad. UCE-F para equipo de prevencin y extincin de fuego. UCE-S para equipo de seguridad. UCE para equipos de suministro y control de energa, y equipos de energa alternativa.

Unidades Remotas (UR):

Realiza el control digital directo del equipo, trabajando en conjunto con varios tipos de sensores y contro-ladores de terminales. La UR-S es la unidad especial para el equipo de seguridad.

Unidades de Control de Acceso (UCA):

Son dispositivos colocados en los accesos que controlan el ingreso del personal y visitantes.Entre los tipos de unidades de control de acceso se encuentran:

Por tarjeta de identificacin. Por detector de huellas dactilares. Por lectura de patrn de la retina.

1 Datos extrados de la Tesis de grado en Licenciatura en Ingeniera en Sistemas Computacional.Autora: Ingrid Kirschuning


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Detectores y sensores:

Dispositivo que determinar los valores de una dimensin fsica, tal como temperatura, sonido o intensi-dad de luz.

Encontramos: Detectores de humo.

Detectores de temperatura. Sensores de presencia. Sensores de flujo luminoso. Sensores de calidad de aire.

Software:Es capaz de tomar decisiones en lugar del operador. Se disea en funcin a las necesidades del edificio.

Entre las funciones que realiza estn: Tomar decisiones en caso de emergencia, como por ejemplo presurizar escaleras de evacuacin a travs

de la inyeccin de aire o cortar el suministro de gas en caso de incendio. Detectar y auto diagnosticar fallas. Monitorear y controlar las actividades y el funcionamiento de las instalaciones.

El software se estructura en niveles: Nivel Fsico: agrupa a todos los dispositivos de deteccin y equipos de automatizacin de oficinas

conectados al cableado estructural.Estos dispositivos pueden ser : sensores de temperatura, flujo luminoso, humedad, presin, de gases,de sismos y de presencia; Detectores de llama y sismos; Alarmas, controles de acceso, iluminacin,vlvulas, etc.

Sistema de Monitoreo: Este se encarga de verificar peridicamente todos los dispositivos del nivel fsicorecogiendo informacin sobre su desempeo. Esta informacin es guardada en una base de datos y sepuede utilizar para chequear su buen funcionamiento y posteriormente, para generar reportes.

Nivel Evaluativo: analiza la informacin proveniente del monitoreo, controla supervisa y decide sobre elfuncionamiento del edificio en caso necesario. En este nivel se encuentra la Unidad Central Inteligente.Como veremos en el diagrama (grafico 1) de funcionamiento, el nivel fsico esta compuesto por los

dispositivos de deteccin y equipos de automatizacin, conectados a Unidades de Control Especifico (UCE),

los cuales se encuentran distribuidos en todo el edificio. Estos UCE guardan informacin sobre el desempe-o y el funcionamiento de los dispositivos, puede controla dispositivos del mismo tipo, o los que se encuen-tran en una rea determinada. Estos UCE pueden programarse, a su vez, para controlar los dispositivosconectados a ellos (por ejemplo: encendido y apagado, regulacin). De esta manera existe un control detipo distribuido. Los UCE conforman el nivel de monitoreo.

Sin embargo, la informacin siempre es controlada centralmente en Nivel Evaluativo, auque posea uncontrol distribuido, el cual recoge la informacin del nivel de monitoreo y la almacena en la base de datos dela Unidad Central Inteligente, que conforma el nivel evaluativo.

La Unidad Central Inteligente procesa esa informacin contenida en la base de datos y de ser necesario,analiza el caso y toma decisiones para resolver el problema suscitado. Tanto el problema como la solucinson presentados al operador. Incluso, las acciones donde es importante una operacin inmediata, sonordenadas directamente por el UCE, el cual se encarga de controlar.

Estas acciones van desde cerrar puertas, apagar el sistema de aire acondicionado, iniciar la extraccinde humo, encender luces de emergencia, llamar a los bomberos.

Hasta detectar a travs de sensores de sismos las vibraciones, automticamente el sistema inteligenteaumentar la rigidez del sistema de amortiguadores (que se utilizan en la actualidad en zonas ssmicas) deforma exponencial, si no se corre el riesgo de empeorar la situacin, ya que estos en momentos no crticosse configuran para que sean relativamente blandos, de manera que los movimientos sean suaves y noperjudiquen la edificacin.

El usuario es el responsable de mantener actualizada la base de datos, coma as tambin debe indicara la hora de la realizacin y la configuracin del software, el tipo de informacin que le interesa saber sobrelos dispositivos, los intervalo de monitoreo y los parmetros de configuracin de la base de datos.

Un edificio con estas caractersticas podra controlarse y operarse automticamente, pero por cuestio-nes de seguridad humana el sistema funciona como APOYO a la hora de tomar decisiones, siempre laultima decisin la tiene el operador.


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Captulo 3: la piel del edificio inteligente

La piel del edificio cumple la funcin de aislar los espacios interio-

res de la condiciones climticas y ambientales exteriores.

Se trata de un aislamiento trmico, acstico, visual y de seguri-

dad.Debido a esto, la correcta o errnea ejecucin se traduce en el

ahorro o mal gasto energtico, que como vimos en el capitulo terce-

ro de este trabajo, es una de las caractersticas fundamentales del

Edificio Inteligente.

Se puede establecer una analoga entre las pieles de los edificios

inteligentes y la piel de los seres humanos.

Las pieles en los seres humanos est formada por dos capas

diferentes, una interna dermis y otra externa epidermis, que forma

una barrera protectora contra la accin de agentes fsicos y qumi-

cos; Las pieles inteligentes se conforman por dos o mas pieles, don-

de al igual que en la humana, se diferencia una interna y otra externa,

cumpliendo idntica funcin protectora.Adems la piel humana contiene rganos especiales que suelen

agruparse para detectar las distintas sensaciones, como lo es la

temperatura; En las pieles inteligentes, estos rganos, son llamados

sensores que detectan variaciones climatologicas.

Los Edificio Inteligente utilizan en gran medida fachadas de curtain wall porque:

Se logran tener superficies parcial o totalmente vidriadas, obteniendo mayor luz solar, que permite un

ahorrar energtico considerable en los edificios de oficinas.

Permiten en los edificios de gran altura, en donde es imposible abrir ventanas por los fuertes vientos,

tener ventilacin natural gracias al curtain wall de doble piel de vidrio, la cara exterior protege del viento y

la cara interior se separada de la exterior un metro y posee aberturas que permite la ventilacin natural.

Permite tener un lenguaje arquitectnico acorde con la tecnologa que se utiliza en el interior.

3.1. Curtain Wall2

El Curtain Wall se basa en un cerramiento continuo, liviano y de poco espesor que posee una estructura

auxiliar desde el cual se suspende.

La resolucin de este tipo de fachada se basa en los principios de especificacin y divisin de funciones,

ordenando una serie de elementos encargados de resolver los aspectos estticos, funcionales y de mante-

nimiento.

Los elementos que componen el sistema de curtain wall son:

Material de cierre

Estructura

Anclajes

Juntas

El material de cierre son elementos de rellenos que definen la esttica del edificio. Los materiales de

cierre se pueden clasificar en: Paneles

Aventanamientos

Vidrios

Paneles: pueden agruparse en dos conjuntos claramente diferenciados, paneles de revestimientos y

paneles compuestos.

Los paneles de revestimiento son laminas metlicas que estn dotados de elementos antisonoros que

consisten materiales de bases bituminosas colocadas en la parte interior del mismo. Este tipo de paneles

tienen un espesor aproximado de 1,8 mm y pesan 3,5 Kg. por metro cuadrado. Son resistentes al agua y se

mantiene resistentes a menos 30 y 200 grados centgrados.

En el paneles compuestos son laminas metlicas, principalmente de aluminio, que conforman un snd-

wich por ejemplo productos como el Alpolic o Alucobond.

Los paneles compuestos pueden subdividirse en tres tipos segn su constitucin interna: respirables,

ventilados y estancos.


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Los paneles respirables (Fig. 1) no tienen cmara de aire ventilada, en lugar de esta se coloca unabarrera de vapor mejorando su aislacin.

Los paneles ventilados (Fig. 2) tienen una cmara de aire que comunica con la atmsfera por su parteinferior y superior. La misin de esta ventilacin es refrigerar el panel, que continuamente esta expuesto ala accin solar, y por otra parte, evitar que se formen condensaciones a partir de la humedad que pudiera

penetrar en el panel.Los paneles estancos (Fig. 3) solo poseen en su interior un aislante permeable. Sus paredes tantointerior como exterior son metlicos y para evitar que se unan en los laterales formando un puente trmicose coloca una junta aislante.


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Aventanamientos: son ventanas que se disean especialmente,el tipo mas utilizado es la ventana de banderola que se integra muybien con el entramado.

Al disearse especialmente se puede conseguir que no se dife-rencie visualmente la zonas de abrir, de las fijas.

Vidrios: en la materializacin del Curtain Wall se utilizan:

- Vidrio templado: se caracteriza por una superficie de alta resistenciamecnica. Este tipo de vidrio es usado como vidrio de seguridad, conriesgos prcticamente nulos de producir accidentes ya que si se rompe lo

hace en pequeos trozos. Como falencia tienen que no pueden ser puli-dos, perforados o cortados despus de ser templados.

- Vidrio tintado: es un vidrio con alto ndice de oxido metlico que aumentael coeficiente de absorcin y reduce la trasmisin de energa solar. Estose traduce en un aumento considerable de la temperatura de los vidriospor eso se obliga a templarlos para prevenir la rotura por choque trmico.

- Vidrio reflejante: poseen una cara tratada por distintos metales por piroli-sis o por pulverizacin catdica al alto vaci, para obtener mejores com-portamientos en el control solar, con niveles de trasmisin luminosa muyelevados y baja reflexin.

- Vidrio extraclaro: contienen menor cantidad de oxido metlico que elresto de los vidrios, caras perfectamente claras y espesor uniforme mejo-rando sustancialmente su coeficiente de trasmisin luminosa y un trata-miento antirreflejo superficial.

- Vidrios esmaltados: contienen una capa de esmalte cermico resistentea los fenmenos atmosfricos.

- Vidrios laminares: son bsicamente el conjunto resultante de la unin devarias lunas de vidrios, tratadas superficialmente o no, con la posibilidadde interposicin de algn material en la capa de pegado. El material deunin, generalmente es un plstico de polivinilo butiral o bien una capa deresina.

Lunas

polivinilo butiral


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La estructura esta constituida por montantes y travesaos, estos forman una retcula a la cual seincorporan los elemento de cierre.

Esta estructura trasmite las cargas de su propio peso, la de los paneles y la carga de viento que incidensobre la piel, a la estructura del edificio.

Los montantes son los elementos verticales capaces de soportar la presin dinmica del viento corres-

pondiente a su modulo de accin. Este modulo de accin esta definido por dos montantes y uno o variostravesaos. Los montantes se fijan a la estructura del edifico a travs de los anclajes.Los travesaos son los elementos horizontales fijados a los montantes que soportan el peso del elemen-

to de cierre que gravita sobre l y lo trasmiten a los montantes.

Los anclajes permiten la fijacin y unin de cada montante a la estructuradel edificio. Para absorber las desigualdades de la obra y conseguir una facha-da bien aplomada debe estar diseado para regulaciones de mas o menos 3cm como mnimo en los tres ejes: vertical, horizontal y perpendicular a la facha-

da.Hay diferentes soluciones que consiguen estos objetivos entre los cualesse destacan el sistema HALFEN y el anclaje comn.

La unin Halfen se coloca en el momento del hormigonado se compone dedos partes el cuerpo de la unin (Fig. 4) que queda nivelado con el forjadorecibe la fijacin, la otra parte es un anclaje (Fig. 5) que tiene la misin derepartir los esfuerzos a la masa del hormign garantizando el comportamientosolidario con esta.

Las juntas resuelven las uniones entre los distintos elementos del curtain Wall garantizando la continui-dad exigida por el cerramiento.

Los tipos de juntas que encontramos en un curtain wall son:- Junta de dilatacin vertical: es una unin deslizante vertical que se forma entre dos montantes. Consiste

en un manguito que enlaza los montantes telescopicamente. Para conseguir una buena estanquidad

este elemento deber fijarse al montante inferior e ir suelto en el superior. De esta forma los movimientosde vida y la dilatacin se producen en la unin superior, mientras que en la junta inferior fija puedecerrarse con siliconas u otro tipo de sellante, impidiendo as la entrada del agua.

Fig. 4

Fig. 5


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- Junta de dilatacin horizontal: esta puede citarse en el montante o travesao, depende nicamente de laconfiguracin del perfil. La junta en el montante consiste en practicar una abertura de 4 mm de ancho portodo su largo.

- Junta entre paneles: esta resuelve la unin entre los distintos paos. Hay dos tipos de junta: Impermea-ble, presenta dos soluciones: Lajunta impermeable cerrada tiene doble sellado y cmara. La presin

exterior es mayor que la presin de la cmara, el agua entra por presin diferencial. As tambin sucedecon la junta interior, la cmara no evacua porque la presin exterior es mayor que la de la cmara. Suefectividad depender de la perfeccin del sellador, a pesar de las constantes contracciones que sufrirel edificio.Lajunta impermeable abierta tiene una sola junta de sellado en el interior. La presin de la cmara seiguala con la exterior, permitiendo la evacuacin del agua por los canales de drenaje ubicados en elinterior de la cmara. La junta interior de sellado permanece seca.Permeable este sistema se desarrollo a partir del anlisis cientfico de las presiones dinmicas y gravi-tatorias. Permite la respiracin de la fachadas, en aras de una mayor vida til mediante la solucin defachadas trasventiladas. Los paneles de fachadas ha de estar suficientemente ventiladas para garantizarque la presin en dicha cmara y la presin atmosfrica en el exterior sean la misma, de este modo seevitan las infiltraciones de agua por succin. El agua podra penetrar directamente si la junta es demasia-da ancha y el panel tiene poco espesor, pero aun en este caso la gravedad en la cmara de descompre-

sin eliminara el agua por la parte inferior del acabado de la fachada. De todas formas, para evitar esteproblema puede hacerse la junta tan estrecha como la dilatacin de los paos adyacente lo permitan.

- Junta burlete se utiliza para dar estanquidad entre los elementos practicables y fijos o entre el acristala-miento y los marcos. Estas juntas no tienen ninguna adherencia propia y trabajan nicamente a compre-sin. Se emplean materiales de dos familias los elastmeros y los plastmeros. En los dos tipos dejuntas se constituyen de forma continua.

- Junta felpudo estn formadas a modo de cepillo y suelen tener intercaladas una u mas laminas flexiblespara aumentar la estanquidad y evitar deformaciones. Los materiales empleados en su fabricacin sonpolipropileno o nylon. Se utilizan en aventanamientos y puertas vaivn.

3.2. Tipos de Curtain WallDe acuerdo a los sistemas constructivos del curtain wall se dividen en:a) Sistemas de retculab) Sistemas de mdulos prefabricadosc) Sistema de silicona estructurald) Sistema de vidrio estructural

a) Sistema de retcula: en este sistema los montantes y travesao seunen por medio del anclaje formando una retcula que posteriormente recibirlos elementos de relleno.

La colocacin de este sistema puede realizarse de dos maneras: avancehorizontal que consiste en ir completando planta entera y avance vertical queconsiste en completar cada montante en toda su altura.

b) Sistema de mdulos prefabricados: este sistema se realiza me-diante mdulos de grandes dimensiones (3m x 6m) acabados en taller,que incluyes ventanas, paneles y vidrios.

Estos mdulos se fijan a los forjados por medio de anclajes, de rpidomontaje en obra debido a su mayor industrializacin .

Cada modulo tiene su propio anclaje y queda independizado del restoEn este caso es necesario que el avance sea de tipo vertical, para

poder corregir las irregularidades del montaje.As mismo al estanquidad se ve mejorada ya que el ajuste de los com-

ponentes se ve realizado en fabricas.

c) Sistema de silicona estructural: este sistema tambin es cono-cido como VEC (Verre Exterrieur Coll).


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Consiste en eliminar de la parte exterior de la fachada todos los ele-mento de la estructura auxiliar y todos los elementos que permiten la uninde los paneles y la estructura auxiliar.

Este sistema se conforma de paramentos exteriores que dan la visinde una fachada totalmente continua.

El vidrio queda unido a la estructura auxiliar mediante un material dealta adherencia.Al carecer de fijaciones por el exterior no presenta el inconveniente de

otros sistemas que tienen marcos exteriores semiocultos o pernos que letrasfieren tensiones a los acristalamientos por efectos de variaciones cli-matolgicas y de dilataciones de los elementos componentes que puedenproducir la rotura del vidrio.

El sistema consiste en una retcula (montantes y travesaos) a la cualse fija por medios mecnicos un marco sobre el cual se han dispuestopreviamente los elementos de cierre, mediante una silicona especial. Estesistema tambin acepta elementos practicables.

Como seguridad el acristalamiento va apoyado por su parte inferior auna pieza de aluminio con el mismo diseo a una junta de estanquidad,

con lo cual no se observa ninguna discontinuidad y se evita que el materialsellante trabaje a esfuerzosde cortes por la accin del peso del elementode cierre.

Las juntas que van dispuestas al exterior y que han de estar sujetasagresiones de tipo convencional (suciedad, lluvia cida y esfuerzos mec-nicos) son de EPDM (Etileno Propileno Dieno Monmero).

Como variante del vidrio estructural o V.E.C. a cuatro lados existe otrotipo conocido con el nombre de Butt Joint en el cual las partes superiorese inferiores del elemento de cierre van introducidos a unos calces como enun muro cortina tradicional y los laterales del elemento de cierre van colo-cados con el sistema de vidrio estructural. Este sistema tambin se llamaV.E.C. de dos lados.

En este sistema, a diferencia del anterior, la colocacin y el sellado delelemento de cierre pueden efectuarse en obra ya que dichos elementos sefijan a la estructura del muro cortina tanto el lado superior e inferior por elmtodo mecnico.

El adhesivo sellante de silicona se caracteriza por:- Buena adhesin a una amplia gama de sustrato de construccin- Elevada tensin de rotura- Excelente vida til (60 aos)- Soporta importante deformaciones sin problemas- Resistencia a los cambios atmosfricos

D) Sistema de Vidrio estructural: este sistema no se conforma comolos anteriores, en donde exista una estructura auxiliar que se vincula alforjado del edificio. Aqu montantes y travesaos se cambian por gramponesy rotulas.

Los grampones son elementos rgidos de acero inoxidable fundidos ochapa oxicortada que abraza a las rotulas. La funcin del grampn es de

anclar el sistema a la estructura portante.Las rotulas son elemento de acero inoxidable que se acoplan al vidrio

previamente fresado en las esquinas, con orificios semi cnicos. Estos se


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realizan de forma semi cnica para atenuar las contraccin inducidas por elpeso del vidrio y la carga del viento.

La cabeza de la rotula se acopla al vidrio por medio de una caja cilndricacon tapa exterior. Tanto del lado exterior como interior del vidrio se colocanarandelas de material aislante. Una tercera arandela tubular de aluminio

puro se fija a la rotula y por la presin a la que est sometida se deformaadaptndose a la rugosidad interna del orificio en el vidrio y amortiguandolas tensiones.

La rotula se fija al grampn por medio de una tuerca, tambin se colocanarandelas de un lado y del otro al grampn para amortiguar las tensiones.

La unin de la caja cilndrica a la tapa se hace por soldadura de lsergarantizando estanquidad.

En este sistema puede ser que no exista la rotula y el anclaje se realiza pormedio de un perno, obteniendo anclajes rgidos. Esta variante se utiliza enpaos de pequeas dimensiones que no se encuentran expuestos a la pre-sin del viento.

La rotula permite:- Amortiguar las deformaciones del vidrio debido a la presin del viento, las

dilataciones, etc.- Facilitar la colocacin, ya que en grandes superficies es muy difcil ha-

cer coincidir en obra los anclajes con el vidrio.- Construir fachadas y techos curvos.- Corregir mejor los defectos constructivos.- La construccin de cubiertas esfricas.

El muro cortina de vidrio estructural se puede realizar como fachada ventilada, en cuyo caso slo esnecesario dejar la junta libre (12 mm) para que pase el aire o bien hacer una fachada cerrada.

Los tipos de junta utilizados en este sistema son :- Junta de acristalamiento: disponemos de un perfil de silicona extruida que permite ser colocada en la

parte interior o exterior de la ranura y que al expandirse tapa la junta de 12 mm entre cristales y permiteentonces poner un cordn de silicona, para sellarla.

- Juntas de dilatacin: que permiten sellar los cristales por el permetro exterior de la fachada por medio deun perfil tipo acorden de silicona para fijar al vidrio y a la pared.


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3.3. Tipologas ConstructivasEl curtain wall puede ser ensamblado :

a) In Situb) En fabrica

In Situ:Esto significa que el ensamble de curtain wall se hace en obra, primero se coloca la estructura y luegose acopla el marco con el panel elegido, ya sea de vidrio, acero, cobre, titanio u otro material.

La colocacin de los elementos de cierre al marco puede hacer en obra o en fabrica. En la actualidad seutiliza el ensamblaje en fabrica para evitar errores en las juntas.

En fabrica:Esto significa que el curtain wall es elaborado en fabrica y llevado a obra

en unidades estandarizadas.Estas unidades contienen la estructura y los paneles, en obra se en-

sambla a la estructura del edificio.

La unidad tiene el alto de la luz entre losas, esta medida siempre estomada desde eje de losa.

3.4. MaterialesLos materiales utilizados en el curtain wall son:

- Acero- Acero inoxidable- Aluminio anodizado (natural o pintado)- P.V.C.

- Madera- Titanio- Cobre

1 colocacin de estructura 2 colocacin de los elementos de cierre

Luz entre losas

Eje de losa

Eje de losa

Losas

unidad

unidad


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- Vidrio- Piezas premoldeadas de hormign

3.5. Condiciones de diseo que debe cumplir el Curtain Wall- Presin del viento- Ssmica- Hermeticidad- Impermeabilidad- Insonorizacin- Resistencia al fuego

- Aislacin trmica / condensacin- Aislacin acstica- Dilatacin

3.6. Soluciones especialesLas cada vez mayores las exigencias de la construccin con curtain wall a obligado a desarrollar deferen-

tes respuestas tcnicas para lograr mayor confort y eficiencia de dicho sistema.Entre las que se han concretado, construcciones multicapas o conceptos globales de fachada en una

amplia gama de soluciones:- Variar la composicin del vidrio- Capas funcionales- Tratamiento superficiales

- Agregar elementos entre capas- Incluir sistema activos o pasivos de control solar y calor- O combinar varios de estos recursos

Los ltimos avances en este campo son las capas funcionales que se logran a partir de los vidrioslaminares permitiendo una diversidad compositiva y visual a la vez que novedosa, tanto en el campo detrasmisin de luz con el aislamiento trmico o en aprovechamiento de energa natural.

Estas capas pueden ser pelculas reflexivas o selectoras de la luz segn el ngulo de incidencia, que selogran a partir de una capa metlica de escamas microscpicas directamente sobre la superficie del vidriopor deposicin. Regulado su espesor, separacin y ngulo de inclinacin se establece el nivel de controlsolar. O bien capas cuyas propiedades fsicas pueden ser variadas activamente como son el caso de lascapas:- Termocrmicos: sufren cambios fsicos reversibles que permiten controlar la trasmisin de luz y que se

desencadena al variar la temperatura.- Electrocrmicas: su capacidad de trasmisin de luz varan con los cambios en su estructura en su

qumica que se produce al someterlos al paso de una corriente elctrica. Son sistemas activos decontrol.

- Fotocrmicas: reaccionan oscurecindose o aclarndose debido a los cambios qumicos que sufrensegn la cantidad de radiacin ultravioleta que incide sobre ellos. Son bsicamente mecanismos pasivosde control.Adems de capas pueden utilizarse mdulos fotovoltaicos que permiten el aprovechamiento de la ener-

ga solar transformndola en energa elctrica, siendo al mismo tiempo un sistema pasivo de control solar. Elproceso mas corriente de produccin es la inclusin de las clulas solares agrupadas en mdulos, en unacapa de resina colocada entre las lunas de un vidrio laminar. Segn el tipo de clula el resultado puede sertransparente, translcido u opaco.

Otro tipo de soluciones especiales en curtain wall son la doble piel, este sistemas se conforma con la

suma de dos pieles una exterior sencilla, que forma un vaci por delante de la piel interior mas compleja.Las mejoras son muchas:

- La presin del viento disminuye permitiendo abrir ventanas incluso en pisos altos, posibilitando la venti-lacin natural y disminuyendo los costes de aire acondicionado.


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- La perdida de calor por conveccion baja sustancialmente.El sistema de doble piel permite colocar en la cmara sistemas de control solar que puedan utilizarse

mediante un intercambiador en el sistema de calefaccin. Tambin pueden contener elementos regulablesde sombreado, o bien inyectar aire a presin que asciende al calentarse, eliminando el calor acumulado enla cmara y se extrae por aberturas en la parte superior de sta. Tambin la cmara puede ser con ventila-

cin forzada, el aire caliente se extrae de los ambientes y se inyecta a la cmara donde se calienta aunms, debido a reirradacin del vidrio antes de ser introducido al sistema de aire acondicionado. Esto permitemantener temperaturas mas altas en las pocas fras sin necesidad de utilizar el sistema de calefaccin.

3.7 Componentes que hacen a un curtain wall inteligenteEl curtain wall (grafico 1)de un edificio inteligente cuenta con:

- Control de radiacin solar- Control de acondicionamiento de aire y ventilacin- Control de limpieza

El control de radiacin solar, controla los dispositivos de oscurecimiento, como estos cuentan con ele-mentos de accionamiento mecnicos comandados por una central inteligente que elevara o bajara losdispositivos de oscurecimiento de acuerdo con el anlisis de los sensores de luminosidad.

As cuando el umbral de luminosidad sea superado el sensor alertara al control inteligente y este accio-

nara los motores para elevar los dispositivos de oscurecimiento, si as lo creyera conveniente el operador.Cuando el umbral de luminosidad se encuentre por debajo de un umbral luminoso, la operacin antesdescripta se har pero ahora alertara para que se bajen los dispositivos.

El sistema de acondicionamiento de aire y ventilacin, estn controlados por el control inteligente esterecibe informacin por medio de sensores de temperatura y calidad de aire.

En el caso de que el sensor de temperatura indique un aumento por encima del ndice de confort esteenviar la seal al control inteligente.

Este indicara al operador, el operador analizar con la ayuda de los recursos informaticos si activa laventilacin natural, por medio de la abertura automtica de exhultorios o si se necesita del accionamientodel sistema de aire acondicionado.

Con el descenso de la temperatura ocurre lo mismo, en este caso el operador deber analizar si encien-de los equipos de aire acondicionado o si utilizar sistemas pasivos de calefaccin como puede ser un

sistema de doble piel con cmara de aire a presin.En caso que la advertencia se dada por el sensor de calidad de aire, el operador decidir dependiendo dela poca del ao, hay dos alternativas:1) Si poca de verano con solo accionar la apertura automtica de exhultorios resuelve el problema.2) Si es invierno la decisin ser en funcin de las temperaturas exteriores.

El sistema de limpieza de curtain wall es un hecho que muchos no contemplan a la hora de disear unafachada de este tipo.

Tales fachadas estn expuestas a los fenmenos climticos (lluvia, viento, sol) y estos deslucen laapariencia del cerramiento.

Es por eso que peridicamente necesitan de mantenimiento. Tradicionalmente este mantenimiento sehace por medio de operarios en forma manual. Pero pases de avanzada han innovado en este campo debidoa que el mantenimiento tradicional es muy riesgoso y anti-econmico.

La innovacin viene de la mano de la robtica. Se desarrollaron robot que contienen un equipo compactode limpieza que se maneja desde un comando a distancia computarizado y enlazado al control inteligentedel edificio.

Este sistema compacto de limpieza consiste en un equipo de cepillos circulares y un secador por aire.El robot se desplaza tanto en el sentido horizontal como en el vertical. En el sentido horizontal lo hace

por medio de un riel colocado en la azotea del edificio. En el sentido vertical el robot cuelga del soporte quese desplaza en sentido horizontal. A medida que desciende va limpiando el curtain wall. A cada extremo elrobot tiene una ruedas que se deslizan por gua colocadas en la estructura y separadas por el ancho de unmodulo de limpieza. El sistema puede ser programado o bien accionarse manualmente.


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Captulo 4: Ejemplos

Edificio Commerzbank en Frankfurt de Norman Foster, 1991 a 1997.Torre de 50 pisos de 195 metros.

La propuesta principal para proyectar el edificio Commerzbank era que deba

ajustarse al mximo de los criterios de ahorro energtico y calidad ambiental.Esto no solo se basaba en resolver los problemas de la fachada, sino que dicha

cuestin se conjugaba con la cuidadosa distribucin de los espacios y la estructu-ra del edificio.

El edificio se arma en una planta trian-gular dividida en tres sectores, dos de ofi-cinas y un sector de jardn. El centro esocupado por el atrio que queda vaco.

Cada jardn ocupa tres niveles y se dis-tribuye en espiral en toda la altura del edi-ficio, en torno al atrio central, con el cualestn comunicados, de forma que todaslas oficinas interiores tengan ventilacin yluz natural.

Para evitar el efecto chimenea, el atriocentral s a compartimentado mediante

forjados de vidrio situado cada doce nive-les, dividiendo as a la torre en tres partesque funcionan como pequeos pueblosapilados, cada uno de ellos con tres jardi-nes de diferentes orientaciones y vegeta-cin.

Los jardines orientados al sur poseenrboles y plantas autctonas del medite-rrneo (por ejemplo olivos) y los orienta-dos al este y al oeste contienen vegeta-cin de origen asitico y de Amrica delnorte.

Los espacios verdes estn cerrados alexterior por medio de paos de vidrio, peroque disponen de apertura permitiendo elpaso del aire a voluntad.

Posee sistemas de climatizacin pasivos eincluye un sistema de refrigeracin por techo.


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El sistema de refrigeracin por techo tiene lassalidas a los costados de los artefactos deiluminacin.

Gua para el equipo

de limpieza

Piel exteriorVidrio esmaltado y

templado

Ranura superior

Salida del aire

Piel exterior

Vidrio laminado

Ranura inferior

Entrada del aire

Perfil del gotern

Vidrio doble

Piel interior

Difusor perimetral

Techo refrigerante

Estructura de acero

Persianas venecianas

motorizadas

Hoja practicable

Motor de apertura de

hoja practicable

El sistema de revestimiento de la fachada es una triple piel de curtain wall que consiste en una cavidadventilada dispuesta entre un doble acristalamiento, de paos de vidrio aislante y una piel simple exterior, queprotege al edificio de la intemperie actuando como un amortiguador climtico.

La doble piel interior posee ventanas de doble acristalamiento que pueden ser abier-tas individualmente mediante un sistema mecnico o de forma manual. La tercera pielexterior permite el paso del aire a travs de ranuras horizontales. Por pao hay dosranuras, una ubicada en el extremo superior y la otra en el extremo inferior, la ranurasuperior elimina el aire del interior y la ranura inferior permite la entrada del aire exterior.

De acuerdo con los criterios de eficiencia energtica el sistema de acondiciona-miento combina las ventajas de la ventilacin natural y mecnica, para conseguir entodo momento un clima confortable y a la vez controlable por el usuario.


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Verano: Buen

tiempo

Verano: Mal

tiempoInvierno

Ventana de las oficinas perifricas

Panel de

control

Como se dijo los abentanamientos de las oficinas pueden serabiertos por el usuario pero son controlados por el sistema inteli-gente del edificio.

El sistema no solo controla estos abentanamientos, sino quetambin las ventanas de los jardines. La apertura o el cierre (en elcaso de las ventanas del jardn) o la autorizacin (en el caso de lasventanas de las oficinas) de acuerdo a la informacin recibida des-

de las diez estaciones meteorolgicas distribuidas en el edificio,estas envan informacin sobre la velocidad y direccin del viento,temperatura y humedad.

La ventilacin natural se puede realizar gran parte del ao, ycuando esta se realiza se apaga automticamente el aire acondi-cionado.

Una luz mantiene informado a los usuarios de las condicionesclimticas, esta se ubica en el panel de control de cada oficina.Cuando la luz es roja, la ventilacin mecnica esta en marcha ylas ventanas estn bloqueadas, cuando la luz es verde el sistemaesta en modo natural y las ventanas estn libres.

Cuando la temperatura exterior es mayor a 25 C o menor a 3C se utiliza la ventilacin mecnica.

Para reducir la radiacin solares directa que inciden sobre lafachada se colocan persianas de lamas, ubicadas entre la segun-da y la tercera piel, minimizando con ellas la carga de refrigeraciny consumo energtico. Se estima que este sistema de lamas po-dr reducir el gasto de energas en un 10%, estimando un ahorroanual de 350.000 marcos. Estas persianas tambin pueden seraccionadas mecnicas o manualmente.

Las operaciones de accionamiento ya sean de ventanas, ilumi-nacin y sombreado pueden hacerse desde el panel de control uordenados desde la central inteligente.

Ventana de uno de los jardines


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En verano las ventanas de los jardines, si el tiempo es bueno, se abren, el aire ingresa yrefresca el ambiente. A la vez que el aire caliente del atrio, ingresa a los jardines y se reduce

su temperatura.

Eninvierno las ventanas de los jardines se mantienen cerradas la mayor parte del tiempo los rayosde sol mantienen una temperatura agradable en el interior que permite acondicionar el aire fro

proveniente del atrio

El sistema inteligente con el que cuenta el edificio contiene 30.000 dispositivos de regulacin, desdesensores de luz hasta vlvulas para el sistema de calefaccin, que se conectan entre s y con la centralinteligente mediante una red de cableado estructural de fibra ptica.

El sistema inteligente puede actuar automticamente en casos extremos, en donde el viento, el fro sonmuy fuerte o llueve cerrando las ventanas. De la misma manera que durante la noche abre las ventanas para

permitir la ventilacin total del edificio, es mas, ante la ausencia de personas en los ambientes, los detecto-res de movimiento, se activan y apagan las luces. Otros detectores, como los de luz y calor, regulan laspersianas y los sistemas de calefaccin y refrigeracin manteniendo el confort de los ambientes consiguien-


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do un ahorro de energa considerable. En invierno se utiliza un sistema perifrico de calefaccin con controltermosttico, este se complementa con el calor del sol, que se toma desde la cmara entre las pieles, asse reduce el gasto por calefaccin.

A la hora de proponer los sistemas pasivos como parte del sistema integral de acondicionamiento eiluminacin se estimo un consumo promedio de 13.000.000 de kv/h., pero el consumo real es en promedio

de 10.000.000 kv/h. Esto demuestra que el consumo es menor que otros edificios, con nicamente siste-mas tradicionales donde le consumo anual promedia los 17.000.000 kv/h.

Biblioteca Pompeu Fabra en Matarde Miguel Brullet, 1997.

El elemento que la caracterizay la diferencia es la utilizacin depaneles fotovoltaicos integrados ala fachada y la cubierta.

La energa fotovoltaica no es realmente una nueva tecnologa, aunque conocida desde hace unos cuan-tos aos, algunos obstculos impiden su penetracin total en el mercado, tales como su costo o la produc-cin de paneles de gran escala.

La ciudad de Matar ha aprovechado la cons-truccin de esta biblioteca para experimentar estetipo de fuentes renovables y crear un edificio pro-totipo para mostrar estas tecnologas crecientes.Ya que esta ciudad se adhiri a la carta de lasciudades europeas hacia las sostenibilidad, cartade Aalborg, en 1996.

De esta manera se incorpor a la campaa eu-ropea por otras ciudades comprometidas por eldesarrollo sostenible una de las primeras accio-nes al adquirir estos compromisos elaboraron unPlan de Accin Ambiental donde esta ciudad secompromete a difundir el uso de energas limpias yrenovables, contemplado acciones en pro del aho-rro energtico: Alumbrado Pblico utilizando lmparas de bajo

consumo. Diagnostico energtico de los edificios pblicos. Incorporacin de sistema de bajo consumo energtico en los edificios municipales.

La ciudad de Matar ha querido demostrar, con este edifico prototipo, el uso de la energa solar no soloes factible sino que es rentable.

El edificio tiene en cuenta la incorporacin de un sistema para generar electricidad y energa trmica paracalefaccin, buscando un ptimo equilibrio entre los factores de energa, confort, iluminacin interior, estti-ca y economa.


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Se emplaza en una planta rectangular, lafachada de mayor superficie se orienta al sur,esta contiene las clulas fotovoltaicas.

La fachada se basa en un muro-cortinade cmara ventilada con clulas fotovoltaicas

de silicio policristalino azul en su interior. Asu vez, en la cubierta, los mdulos fotovoltai-cos revisten el faldn de los lucernarios orien-tados al norte.

El cerramiento esta compuesto por paosde vidrio opaco y semitransparente. Estasfachadas obtienen la semitransparencia porla disposicin de la clulas policristalinascuadradas, las cuales dejan un espacio de1,4 cm entre las lneas horizontales y verti-cales. Estas bandas trasparente se extien-den a lo largo de toda la fachada.

La propia piel de la fachada acta como amortiguador trmi-

co, resguardando el interior del edificio. Estos mdulos estnseparados 15 cm del cerramiento formando una cmara destina-da a refrigerar las clulas FV y a producir, al mismo tiempo, airecaliente.

Mediante conveccin natural se hace circular el aire calenta-do pudindose utilizar distintamente segn necesidades: duran-te el verano el aire se evacua hacia el exterior aumentando elaislamiento del edificio y en invierno el aire calentado es impul-sado mediante ventiladores hacia el sistema de calefaccin con-vencional. La existencia de este sistema permite un ahorro del30 % de energa.

La universidad de Barcelona en colaboracin con el ZSW de

Stuttgart a desarrollado un sistema de control informatizado (mo-nitoring) que nos permite acceder a datos precisos. El anlisisde datos, correspondiente a 7 meses, nos indica que el sistemaFV de la biblioteca trabaja con un coeficiente de eficiencia del 62%, del valor satisfactorio teniendo en cuenta el estado tecnolgi-co de las FV en nuestros das.


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En el grfico podemos contrastar la produccin de energa de la fachada y de los lucernarios, diferencin-dose por el ngulo de exposicin de los mdulos. En invierno con el sol bajo, la fachada obtiene un rendi-miento similar a la de los lucernarios, pero en verano, con el sol alto, la eficiencia de los paneles de lacubierta casi triplica el rendimiento de sus homlogos de la fachada.

El edificio cubre una parte importante de sus necesidades energticas a lo largo del ao. Un contador

mide la energa producida y otro la consumida por el edificio. En el cuadro siguiente se puede ver laproduccin total anual (fachada y lucernario) segn datos de la propia compaa elctrica ENHER.

No solo contribuye con las necesidades energticas de la biblioteca, sino que enva una parte de laproduccin a la red elctrica local.

A todo esto hay que aadirle la contribucin del sistema trmico para el ahorro de calefaccin estimadoen un 30%. El sistema elctrico de la biblioteca evita cada ao la contaminacin de 55 toneladas de CO

2

500kg de CO2 y 200 kg de nitratos.

Los paneles fueron armados en fabrica y ensamblados a la fachada por unida-des.

Las clulas fotovoltaica no son un mero revestimiento, sino que son un ele-mento constructivo integrado. As, la tecnologa y la arquitectura se pueden vercomo conceptos convergentes.


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Edificio Menara Mesiniega en Selangor, Malasia de Ken Yeang, 1992Torre de 10 pisos.

Este edificio se estructura de forma tripartita:La base ancha, de tres alturas, contiene el acceso y abraza en forma

helicoidal al edificio. Se la denomina base verde pues esta constituida por

una losa inclinada cubierta por vegetacin, que permite la integracin deledificio al terreno.El cuerpo se desarrolla dentro de una estructura cilndrica de diez pisos,

la particularidad del cuerpo es que esta ajardinada comenzando en la baseverde y pasa de forma espirala-da entorno al edificio.

La coronacin esta dada poruna terraza cubierta por parasolque contiene una estructura deacero con paneles de aluminio.Y provee en un futuro la coloca-cin de celdas fotovoltaicas so-bre dicha estructura.

Su diseo se fundamenta enconceptos blioclimaticos tales como el estudio del entorno, elclima, la vegetacin y la manera de construir del lugar. Estosconceptos permiten reducir los costos de energa, minimizar elimpacto del excesivo sol y el uso de energa pasiva.

Reducir los costos de energaEste edificio no solo recae en las soluciones mecnicas

tradicionales del sistema de aire acondicionado, calefaccin yluz artificial; Si no que tambin plantea nuevas alternativas ta-les como: Apertura automtica de ventanas que son accionadas de

acuerdo a la lectura de los sensores de temperatura y me-didores de intensidad de viento.

Mximo aprovechamiento de la luz solar, al utilizar curtainwall de vidrio en las fachadas norte sur y oeste. Y ventanas

en la fachada este donde se agrupan los servicios. Las ofi-cinas del centro tambin son vidriadas para poder utilizar enellas la luz natural.


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Estudiar la incidencia del viento, esto tambin determina los rasgos del diseo, debido a que es usadopara la ventilacin interior.

Minimizar las costos del impacto del sol:Cuando hablamos de que el planteo del edificio responde a la orientacin con respecto a la luz del sol, es

que dispone el rea de servicios del lado este para amortiguar los rayos del sol de la maana y dispone lasoficinas con orientacin oeste sur y norte, evitando consumos excesivos de energa para refrigerarlas.

Adems al no disponer los servicios en el centro de la planta, si no en uno de suslados permite la iluminacin y ventilacin natural de estos ya sean baos, escalerasy hall de ascensores.

La vegetacin, en los jardines que abrazan al edificio, permiten atenuar los efec-tos del clima tropical actuando como regulador natural de temperatura, humedad ycomo renovador del aire en el edificio.


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La piel del edificio tambin se diseo en funcin del impacto del sol ya que se uso un curtain wallcombinado de vidrio en el norte y en el sur, y proteccin solar en la fachada oeste.

El diseo de esta proteccin tiene dos variantes: Placas de aluminio que detienen a la mayora de los rayos

solares

Lamas de aluminio que dejan pasar parte de los rayos.

Uso de energa pasiva:Al utiliza:

Jardines como regulador de temperatura, humedad, protec-tores solares y filtradores del aires.

Superficies vidriadas, que permiten captar mayor luz natu-ral.

Posibilidades de abrir ventanas para la ventilacin natural. Proyectar en la terraza del edificio una estructura que permite instalar celdas fotovoltaicas para generar

electricidad para consumo del edificio. Protectores solares en las fachadas oeste y este para reducir la radiacin y evitar el consumo excesivo

de aire acondicionado.

El edificio cuenta con un sistema inteligente que permite integrar los distintos sistemas y as reducir elcosto energtico.

Torre RWE en Esse de Overdiech Kahlen, 1994 a 1996.Torre de 30 pisos de 120 metros.

Los objetivos bsicos de partida para el diseo era re-ducir los costos energticos y crear un ambiente laboralgrato y saludable, que tuviera la posibilidad de ser climati-zado ventilado e iluminado naturalmente de forma individualpor los usuarios.

Se conforma por un volumen cilndrico de treinta pisos,

120 de altura, que para aprovechar al mximo toda la su-perficie se saco el ncleo de ascensores al exterior, organi-zndolos en una esbelta columna rectangular conectada alvolumen principal.

El paquete de servicios y otros ascensores se encuen-tran en los extremos de uno de los ejes diametrales.

Esto permite aprovechar el centro de la torre para ofici-nas, salas de reuniones y baos. La iluminacin del centrodel edificio se consigue a travs de los claristorios abiertosen la tabaquera de los despachos del permetro.

El elemento fundamental del proyecto es la complejapiel que conforma la fachada.


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El sistema de ventilacin natural que utiliza es conceptualmente muysimilar al de otras torres ecolgicas. Y consiste bsicamente en una pri-mera piel interior en donde se sitan los paos practicables y una segundapiel exterior que protege la otra interior de las inclemencias del tiempo ypermite la entrada del aire y salida a travs de ranuras horizontales. El

sistema de proteccin solar se sita entre ambas capas. Esta piel le per-mite respirar al edificio.

El proyecto tambin se baso en amplios estudios sobre la optimiza-cin de la ventilacin natural controlada. En el caso de las torres cilndri-cas la velocidad del aire son superiores a la presin del viento con lo quese consigue fcilmente la circulacin vertical del aire y a la vez la ventila-cin diagonal en todo los pisos.

La doble piel contiene en su interior una cmara de 50 cm de ancho,esta cmara se particiona tanto en vertical como en horizontal.

En vertical a travs de lamas de vidrio fijas, colocadas en la lneaimpuesta por la modulacin exterior de la fachada.

Estas lamas son de dos tipos unas perforadas en la parte inferior ylas otras en la parte superior. Estos dos tipos se intercalan en todo elpermetro, de esta manera se garantiza la ventilacin en diagonal y evitaque el aire viciado entre en el interior.

Las lamas permiten controlar la ventilacin evitando corrientes deaire fuerte a travs de la cmara en todo su permetro.

En horizontal se divide por bandas llamadas bocas de pescado, porsu seccin en corte, que se colocan a la altura de las losas. Estasbandas permiten el ingreso y salida del aire exterior a la cmara a travsde las ranuras que poseen.

Estas bocas de pescado impiden que el aire que previamente apasado por un piso, no pase al otro, as se evita la saturacin del aire. Elaire que toma del exterior es ajustado a una velocidad conveniente paraevitar rfagas o ruidos molestos.

Se hace ms lenta en caso de que la velocidad del viento sea muyfuerte, mientras que le da mas fuerza si no hay mucho viento. Por su-puesto que la lluvia no accede a la cmara gracias a la informacinrecibida por los sensores dentro de la abertura.

El tamao de la boca de pescado varia su tamao de acuerdo conla altitud, en los pisos a partir del 16 las bocas son mas chicas debido aque los vientos son mas fuertes y con menos seccin a la entrada de airese logra la misma ventilacin que en los pisos inferiores donde los vientosno tienen tanta fuerza as se consigue una ventilacin uniforme en todoslos pisos.

La piel exterior es continua y las bandas quedan por detrs de los

paos de dicha piel, solo se evidencia las ranuras de las bandas.La piel interior se componen por paos practicables, que van desde el

piso a el techo y pueden abrirse hasta 15 cm para poder permitir la venti-lacin natural de los ambientes del edificio.

Piel interior

Proteccin solar

Piel exterior


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La fachada exterior se materializa en paos de vidrio de 1,97 m por 3,46m extra claros templados cada pao se fija por medio de 8 pernos que sefijan a los mullions.

La ventilacin y el acondicionamiento del aire es un sistema combina-do de acondicionamiento natural con artificial.

El sistema inteligente controla el ajuste de persianas y de ventiladoresas como tambin el acondicionamiento basndose sobre los datos delclima del lugar y las condiciones obtenidas a travs de los sensores incor-porados en el interior del edificio. Por ejemplo, cuando la velocidad delviento supera los parmetros fijados, como aceptables (10 m/seg) en losniveles mas altos una alarma sonora advierte a los usuarios para que cie-rren las ventanas; cuando las ventanas estn abierta, esta informacin setrasmite a la computadora central del sistema la cual apaga el sistemamecnico de acondicionamiento.

Cada usuario puede controlar el sistema artificial de acondicionamien-to, como el natural desde un panel de control en cada oficina.

Los datos divulgados por los dueos del edificio son con el consumode energa para el aire acondicionado son del 30 al 35 menor al de un

sistema tradicional.Con respecto al costo de la compleja piel encontramos que en una

fachada tradicional de curtain wall el costo oxila entre el 20 al 24 % delvalor total del edificio.

En caso de esta fachada el costo fue del 30 % del total de la construc-cin incluyndose las persianas elctricas. Este tipo de soluciones tie-nen un costo inicial mayor pero luego se reducen los costo a lo largo de lavida til del edificio.

Interior de la cmara, la rejilla

permite el ingreso del aire

exterior en la cmara.

El panel de control forma parte

del revestimiento interior

El sistema de refrigeracin mecnica tiene las rejillas de salidas en el techo, y a

igual que el panel de control, forma parte del revestimiento interior.


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Captulo 5: Conclusin

Por todo lo expuesto y en virtud de la realidad que impera en el mundo, donde el hecho de habitar unedificio inteligente, en su mayora de gran altura, es uno de los condicionantes ambientales ms importan-tes que debern afrontar los habitantes de las ciudades, se hace indispensable la integracin de aspectos

ecolgicos, tecnologa y diseo.Pues el edificar en el futuro no podr ser viable si no existe dicha integracin, que hacen a un edificio

sustentable, capaz de adaptarse a las necesidades cambiantes de la sociedad.Esto debe ser aplicado a cada una de las partes del edificio y tenido en cuenta desde los comienzos del

proyecto.Es por ello que al analizar las pieles de los edificios inteligentes lo hago desde el aspecto sustentable.Una piel sustentable debera tener en cuenta los siguientes factores:

Entorno Diseo Tecnologa Costos Eficiencia energtica

Entorno:Tiene como estudio al entorno mediato y a la parcela a construir.Del entorno mediato debe tenerse un conocimiento exhaustivo, desde en comienzo del proyecto, estu-

diar las caractersticas topografcas, vegetacin y clima ya que esto ser determinante a la hora de elegir ydisear la piel, logrando as que esta sea eficiente. Cada lugar en funcin de sus caractersticas tendr unarespuesta diferente.

De la parcela en donde se construir, se tendr en cuenta la orientacin y la incidencia del sol de los quese desprende datos de periodos de sobre-exposicin solar, periodos de optimo aprovechamiento solar,patrones de soleamiento en las distintas pocas del ao. A cada fachada le corresponder un estudio y porconsiguiente un diseo de acuerdo a su orientacin.

Pues en nuestros das existe una tendencia a usar modelos pre establecidos por el uso de tendenciasarquitectnicas que lejos estn de dar una respuesta eficiente con respecto al entorno y en virtud del medio

ambiente.

Diseo:Como vimos en la variable del entorno la arquitectura moderna no tenia en cuenta el medio ambiente, el

diseo era cerrado en si mismo dando solo soluciones de programas y funciones. Cuando tenia que darrespuestas problemas del entorno, clima y orientacin se recurra a la tecnologa como nica respuesta.

Hoy el diseo debe ser interactivo con el medio, la piel paso a ser el lugar de intercambio entre exteriore interior.

Esta no puede ser entendida como un simple cerramiento liviano, sino que debe ser entendida como uncomplejo sistema, que deje de tener solo la funcin de cierre, para asumir otras funciones.

El papel de las pieles a pasado a ser un elemento activo del edificio y un componente con funcionesmltiples, debido a que es parte de los sistemas de acondicionamiento y ventilacin de aire, control solar y

de ahorro energtico.Por esto mas que nunca la fachada debe ser llamada piel pues su funcin es comparable con la de losseres humanos.

Pues entonces el diseo debe entenderse como la variable integradora entre los conceptos ecolgicos ylos avances tecnolgicos. A la hora de disear tendremos que tener muy presente todas las variables.

Pero a la variable del diseo le competen de forma directa: La iluminacin: debe el diseo lograr mayor captacin de luz natural, cuando mayor sea la superficie

vidriada menor ser el costo de energa para iluminar, que ciertamente satisfacen los requerimientos delos edificios, en especial los de oficinas, pero siempre y cuando se corrija el sobre calentamiento que seproduce en las pocas de alta temperatura. Esto se consigue con la incorporacin en el diseo dedispositivos inteligentes de control que actuaran en caso de cambios climticos, guiados por sensoresde temperatura . Estos dispositivos por ejemplo son parasoles convencionales o diseados por el pro-yectista para un caso en particular.

La ventilacin: debe el diseo permitir la ventilacin natural, esto se logra con el diseo de pielesmltiples, que permiten el paso del aire al interior a travs de una piel exterior que amortigua los efectos


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del viento y deja pasar de forma moderada aire al interior de la cmara, que se materializa entre esta y lapiel interior. La piel interior contiene aventanamientos regulables que introducen el aire. Adems estopermite no solo utilizar el aire natural para ventilar sino que tambin es usado para refrigerar y calefaccio-nar, ya que se pueden integrar sistemas pasivos con sistemas mecnicos de acondicionamiento de aire,logrado por el sistema inteligente mediante dispositivo de control como son los sensores de temperatura

y humedad, que en funcin de las condiciones climticas y la poca del ao, se alterna el uso de lossistemas, reduciendo considerablemente el ahorro energtico y logrando ambientes mas sanos debido ala eliminacin de la hermeticidad.

Organismos vivos : como la vegetacin, que ya no se introducen por cuestiones estticas nicamente,sino que son un aspecto importante y comprometido con el diseo sustentable. Porque tal como ocurrial principio fueron los vegetales los que crearos la biosfera, que permitieron el desarrollo de los de msreinos naturales. El incorporar determinadas especies de plantas para producir oxigeno en intercambiocon el anhdrido carbnico, pueden revertir en 24 horas el 90% de los cidos voltiles en el aire, como astambin los biovertidos generados por las personas. Adems los vegetales actan como reguladores detemperatura y humedad.La ventilacin natural y los organismos vivos logran ambientes mas sanos, por consiguiente se protege

la salud de los usuarios.

Tecnologa:Para poder analizar esta variable se hace necesario rememorar la historia de las ultimas dcadas.En primer lugar la arquitectura se encontraba dividida por dos corrientes muy diferentes que pareca poco

probable una integracin entre ambas.Por un lado la arquitectura ecolgica era la abanderada de los sistemas pasivos:

- Radiacin, conduccin trmica y conveccion natural.- Patios internos como reguladores.- Muros de gran espesor.- Edificaciones semi-enterradas.- Aprovechar la radiacin solar como forma de energa.- Correcta orientacin.- Atrios para favorecer las circulacin internas del aire, etc.

Y por el otro la arquitectura moderna, con mayor aceptacin, daba respuesta a travs de sistemasactivos utilizando los ltimos avances de la tecnologa.Los sistemas activos adoptados son:

- Aire acondicionado- Ventilacin forzada- Iluminacin artificial- Hermeticidad de los edificios

La crisis energtica, el sndrome del edificio enfermo y una mayor conciencia ecolgica trajo comoconsecuencia una revisin de los paradigmas de la arquitectura, como resultado se produjo una revaloriza-cin de lo natural que ocasion la integracin de los sistemas pasivos y activos, conformando una arquitec-tura ecolgicamente mas sustentable.

Dentro de este marco surgen nuevas soluciones y reinterpretaciones de otras ya existentes como son:- Piel mltiple.- Ventilacin y acondicionamiento del aire a travs de la combinacin de sistemas. naturales y sistemas

mecnicos.- Sensores para detectar variaciones climatologicas y de iluminacin.- Sistema inteligente de control integral.- Sistemas manuales de control.- Control de radiacin solar.- Dispositivos de generacin elctrica a partir de la luz solar.- Regulacin del ambiente interior a travs de la vegetacin.- Correcta disposicin de los ambientes en funcin de la orientacin.- Ventilacin natural controlada a travs de dispositivos especialmente diseados.- Utilizacin de materiales con optima relacin entre su produccin y longevidad.

Costos:A la hora de analizar la variable costos, es necesario resaltar que esta variable se divide en dos:

- Costos iniciales de construccin- Costos de mantenimiento y funcionamiento


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Su complejidad hace que estas pieles sean muy caras en relacin a los costos iniciales, pero conrespecto al costo por mantenimientos y funcionamiento, en comparacin con las fachadas tradicionales,sumado al resto de los sistemas inteligentes del edificio, como ser los de iluminacin, acondicionamientode aire, etc. reducen aproximadamente hasta un 30% el consumo energtico del edificio.

No solo se debe analizar el costo de la piel, sino que adems se debe analizar el costo oculto por

decisin de diseo como atrios o quntuples alturas, etc., que en edificio tradicionales, se aprovechan comometros cuadrados construidos, pero que en el caso de edificios inteligentes, mejoran el confort ambientalteniendo un costo que es difcil de cuantificar.

Para hacer un anlisis real del costo de estas nuevas soluciones hara falta una ecuacin entre costo ybenefici que exceden los fines de este estudio y que dejo para una futura investigacin.

Eficiencia energtica:Como nuestro estudio apunta al anlisis sustentable debemos tener encuentra tambin la gestin de la

energa que consiste no solo en el balance energtico que se produce en el intercambio de flujos entre elmedio ambiente y el edificio ya sea iluminacin, ventilacin, desechos, etc. Si no tambin la energa consu-mida en la materializacin del edificio.

Sabemos que a la hora de procesar la materia prima no todos los materiales necesitan la misma canti-dad de energa para ser transformados. Por ejemplo la madera es la que menos consume, mientras que el

aluminio es la materia prima que mas energa necesita para ser procesados.Paradjicamente el aluminio es el material mas utilizado en este tipo de pieles.Entonces para poder hablar de sustentabilidad arquitectnica tendramos que tener en cuenta todos

estos factores para poder organizar una estrategia global de diseo y no soluciones o anlisis parciales.Debo admitir que el estudio no puede ser totalmente concluyente pues no he podido analizar en profun-

didad las variables de costos y eficiencia energtica ya que por su complejidad exceden este trabajo, solopuedo fijar pautas de cmo abordar una futura investigacin.

Como conclusin personal despus de dicha investigacin, considero que estas pieles son justificablessiempre que sean diseadas con conocimientos fundados y no por una simple moda.

Como arquitectos tenemos la grata tarea de edificar el habitad de los seres humanos, pero tambin laresponsabilidad de que nuestras obras no perjudiquen, ni degraden el medio ambiente y la salud de laspersonas.

Por eso considero que todo nuevo avance de la tecnologa aplicado en el campo de la arquitectura concriterio ecolgico es muy positivos para colaborar desde nuestro lugar a construir un mundo mejor para lasgeneraciones presentes y futuras.


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Condiciones que debe cumplir el diseño de un muro cortina

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