Edificios Confortables de Máxima Eficiencia Energética

Profesor: Dr. Morales Ramírez José Diego

TEMA 3 Arquitectura y clima

Introducción

El clima, al igual que el término confort, ha sido definido de formas muy distintas por geógrafos,

arquitectos, climatólogos, etc. en diferentes épocas. El término clima viene del griego klima y su

significado etimológico es inclinación , pues en sus inicios hacía referencia a la forma en que inciden

los rayos solares sobre la tierra. Se define como un conjunto de factores o fenómenos atmosféricos y

meteorológicos que caracterizan una región y determinan las condiciones ecológicas propias del lugar

la suma total de las condiciones atmosféricas, que hacen de un lugar de la superficie terrestre más o

menos habitable para los seres vivos.

LAS CONSTRUCCIONES HUMANAS DEBEN ADECUARSE

BIOCLIMÁTICAMENTE PARA CONFORMAR UN HÁBITAT RACIONAL,

ECONÓMICO Y CON EL MAYOR GRADO DE EFICIENCIA QUE PERMITA

CADA MOMENTO HISTÓRICO.

El Clima El clima hace referencia al estado de las condiciones de la atmósfera que influyen sobre una determinada

zona, abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante

un periodo representativo

Estos elementos del tiempo y clima son:

Temperatura

Precipitación

Dirección del viento

Radiación solar

Nubosidad y visibilidad

Presión atmosférica

Composición y pureza del aire

Es importante conocer que tiempo y clima son conceptos diferentes; el tiempo se refiere a las condiciones

de los factores y elementos atmosféricos en determinado momento y lugar , y el clima en cambio se

enfoca en periodos de tiempo mas extensos.

Presenta: Hidalgo Vega Rafael

Sistema de clasificación climática de la República Mexicana El clima de la República Mexicana, como de cualquier otra parte del planeta, es producto de la

conjugación de los elementos y factores anteriormente señalados. Con esos antecedentes es posible

determinar el tipo de clima que caracteriza las diversas regiones del país, para el efecto se utiliza el

sistema propuesto por W. KOPPEN modificado por ENRIQUETA GARCIA, Para adaptarlo a las condiciones

de México. En dicha clasificación se utiliza una simbología apoyada en el empleo de letras mayúsculas

y minúsculas para definir las zonas de clima en función de la temperatura, los regímenes de lluvia y los

tipos de vegetación.

Temperatura

Es quizá en este punto donde es más común incidir cuando se habla de arquitectura bioclimática. Lo más

habitual, es aprovechar al máximo la energía térmica del sol cuando el clima es frío, por ejemplo para

calefacción y agua caliente sanitaria. Aprovechar el efecto invernadero de los cristales. Tener las

mínimas pérdidas de calor (buen aislamiento térmico) si hay algún elemento calefactor.

Cuando el clima es cálido lo tradicional es hacer muros más anchos, y tener el tejado y la fachada de la

casa con colores claros. Poner toldos y cristales especiales como doble cristal y tener buena ventilación

son otras soluciones. En el caso de usar algún sistema de refrigeración, aislar la vivienda. Contar delante

de una vivienda con un gran árbol de hoja caduca que tape el sol en verano y en invierno lo permita

también sería una solución.

Principales climas en México:

Dirección y velocidad del viento dominante

El viento es el desplazamiento horizontal del aire, este movimiento del aire es producido por diferencias

de presión atmosférica, atribuidas sobre todo, a diferencias de temperatura.

Como el peso del aire caliente es menor, éste asciende

sobre el aire más frío y pesado.

La dirección del viento es uno de los parámetros más

importantes, los vientos son nombrados en relación con

las direcciones en las que soplan. Así se habla de vientos

del Oeste, vientos del Este, vientos del Nordeste, etc.

La dirección del viento se mide mediante una veleta,

que consiste en un cuerpo montado sobre un pivote de

tal manera que puede rotar libremente sobre un eje

vertical e indica la dirección de la fuerza resultante

sobre ella, provocada por la presión que ejerce el viento

que pasa a través del eje vertical.

Ventilación de verano:

Ventilación de invierno:

Radiación solar

Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El aprovechamiento de la energía

solar por parte de la arquitectura, sea para calefacción o para producción de energía eléctrica, suele

requerir el empleo de elementos constructivos específicos.

Los más importantes son los colectores solares y los sistemas acumuladores de calor, así como las

distintas estructuras de cubierta energética que, en principio, constituyen un caso particular de

construcción con colectores solares.

La orientación de un edificio responde a su destino: la necesidad de luz natural, el interesa utilizar la

radiación solar para calentar el edificio o por el contrario, la necesidad de protegerlo para que no se

caliente, la presencia de vientos que puedan enfriarlo o calentarlo, son pará metros cuantificables y que

deben considerarse cuando se decide cómo orientar el edificio. El Observatorio de Radiación Solar dentro

de sus funciones como Centro Regional de Radiación, ofrece a profesionales e instituciones de los países

miembros de la AR-IV, usuarios de instrumental para medir radiación solar, su servicio de referenciación

de pirheliometros y piranometros (radiómetros en general) contra instrumentos de referencia estándar,

reconocidos por la Orgaizacion Meteorologica Mundial

Nubosidad y visibilidad La nubosidad es la fracción de cielo cubierto con nubes, en un lugar en particular.

la nubosidad se expresa en octas, u octavos de la bóveda celeste. Ésta es dividida en 8 partes por el

operador, quien evalúa el número de esas partes que están cubiertas por las nubes.De este modo se

puede estimar el rango de visibilidad del observador.

No se pueden hacer mediciones bajo condiciones de

visibilidad muy baja (por ejemplo, en caso de niebla).

La nubosidad es máxima en invierno y mínima en

verano. Durante el día suele ser máxima alrededor de

las 14 horas, momento de máxima ascendencia del aire.

Si se considera la latitud, las zonas de máxima

nubosidad están en la zona ecuatorial y entre los 60 y

70º, las de mínima nubosidad hacia los 35º y las regiones

polares.

VISIBILIDAD: Es la cualidad perceptible, que permite ver

objetos a una determinada distancia. La capacidad de

cuantificar la visibilidad es importante para planificar y

apoyar las operaciones aéreas. Es por ello que los

aeropuertos consideran dos tipos de cálculo de:

Meteorológica y rango visual de pista.

Presión atmosférica Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre. Algo importante que debemos

considerar. Ya vimos, por el ejemplo inicial, que todo cuerpo genera una presión, pero esta presión que

ejerce depende de su estado (sólido, líquido o gaseoso). Los sólidos generan presión solo hacia abajo.

Los líquidos generan presión hacia todos sus costados y hacia abajo. Y los gases generan presión por todo

su derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo, por la propiedad más importante

que los caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los contiene. Como la presión atmosférica se

debe al peso del aire sobre un cierto punto de la superficie terrestre, es lógico suponer que cuanto más

alto esté el punto, tanto menor será la presión, ya que también es menor la cantidad de aire que hay en

su cima. Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay en la parte más alta es menor que la

que hay sobre una playa, debido a la diferencia de nivel.

Tomando como referencia el nivel del mar,

donde la presión atmosférica tiene un valor

de 760 mm, se comprueba que, al medir la

presión en la cumbre que se encuentra a

unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la

presión atmosférica vale aproximadamente

635 mm; es decir, la presión disminuye con

la altura.

Composición y pureza del aire

El aire es tan necesario que los seres vivos podríamos sobrevivir sólo

unos cuantos minutos sin él, mientras que sin agua sobreviviríamos

algunos días y sin comida más de un mes. En el aire se encuentran los

elementos necesarios para realizar las funciones vitales de todo ser. Su

presencia permite la existencia del fuego, el sonido, el viento, las

nubes, las lluvias, etcétera.

En la siguiente tabla aparecen los principales componentes del aire, en

orden decreciente de abundancia.

La composición del aire varía según la estación y la altitud,

entre otros factores. Las concentraciones presentadas en la

tabla anterior son aproximadas.

El aire es una mezcla de gases que tiene la propiedad de ser

elástico debido a que se puede dilatar y comprimir; forma una

capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que

rodea a nuestro planeta.

El aire limpio del campo puede contener monóxido de carbono,

metano, amoniaco, bióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y

ozono. Estos gases, que normalmente se consideran

contaminantes, pueden tener su origen en procesos naturales

que los producen en pequeñas cantidades.