Informe Final Aplicación DE Arquitectura Solar Activa Y Pasiva EN Vivienda PDF

Preview

Summary

INFORME DE APLICACION DE LA ARQUITECTURA SOLAR EN UNA VIVIENDA , CON APLICACION DE ARQUITECTURA SOLAR PASIVA Y CALCULO DE CALOR CON FORMIT...

Description

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRÍAS “CARRERA DE ARQUITECTURA”

GESTIÓN URBANA AMBIENTAL INFORME FINAL DE ARQUITECTURA SOLAR ACTIVA Y PASIVA EN VIVIENDA

DOCENTE: ARQ. FERNANDO AYLLON ECHALAR ESTUDIANTES: Univ. Delgado Campos Adriana Univ. Escurra Pinto Jonathan Davis Univ. Fernández Morodias Karen Ximena Univ. Martínez Micaela Melisa Univ. Mendoza López Christian Gabriel Univ. Ramírez Ponce Christian Univ. Salamanca Sardinas Winny Marcela FECHA: 27/09/2021

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

POTOSI-BOLIVIA

INTRODUCCION El planeta tierra es un conjunto medioambiental equilibrado en el que todos sus elementos interactúan entre sí, sin embargo el ser humano al lograr mayor comodidad y desarrollo, ha producido una degradación del medio ambiente. Las actividades realizadas por el hombre producen cambios en el medio ambiente y cierto grado de degradación, algunas son importantes como la agricultura, la ganadería, pesca, extracción de recursos, industria, producción de energía, urbanización e infraestructuras y, guerras y otras son amenazantes para el ecosistema como ser: la contaminación del agua ,la contaminación del aire , la destrucción de la capa de ozono, la destrucción de bosques y la eliminación de la biodiversidad son acciones totalmente destructivas para el medio ambiente. Es por eso que el hombre al ser consiente del daño busca soluciones que puedan ayudar a la disminución de la degradación del medio ambiente entre muchas de las opciones existe el aprovechamiento al máximo de la luz solar. La arquitectura solar aprovecha la energía del sol para ser utilizada en cualquier tipo de construcción ya sea una vivienda o cualquier otro tipo de recinto. En la arquitectura solar podemos encontrar dos tipos de que son: la arquitectura solar pasiva y la arquitectura solar activa. En el siguiente proyecto se busca implementar estos dos tipos de arquitectura solar en el diseño de una vivienda buscando que esta sea óptima y cumpla los parámetros exigidos por el docente.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Desarrollo: Objetivo general: Realizar el diseño de una vivienda que este dentro de los parámetros de la iluminancia y radiación Objetivos específicos:    

Realizar la propuesta de diseño de una vivienda con los requisitos del proyecto Realizar el cálculo de iluminancia Realizar el cálculo de radiación solar. Realizar el cálculo de requerimiento de paneles solares.

Marco teórico: Arquitectura solar: La arquitectura solar nos permite controlar y optimizar el comportamiento energético en las edificaciones, para poder reducir el impacto ambiental, utilizando criterios de diseño que aproveche al máximo las características climáticas del emplazamiento donde se ubica. Existen dos tipos de arquitectura solar: La arquitectura solar pasiva aprovecha la energía del sol atraves de ventanales o de los muros para mantener condiciones de bienestar en el interior de los edificios y reducir al máximo el costo y la contaminación de sistema de climatización.     

Se cuidan aspectos como: Orientación del edificio Morfología Materiales empleados Ubicación del terreno.

Dentro de la arquitectura solar pasiva existen elementos arquitectónicos que favorecen e intensifican la capacitación de energía solar entre ellos podemos mencionar  Invernaderos adosados  Muros trombe

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

El Muro Trombe es un sistema de captación solar pasivo que no tiene partes móviles y que no necesita casi ningún mantenimiento. Esta alternativa propone potenciar la energía solar que recibe un muro y así convertirlo en un sencillo sistema de calefacción. La arquitectura solara activa es el aprovechamiento sistemas mecánicos y /o eléctricos

de

la energía solar mediante

La arquitectura solar activa es capaz de transformar la energía solar en calor utilizable. Podemos mencionar algunas tecnologías solares activas como ser:  Panales solares  Cubiertas solares  Calentador solar Los Panales solares son módulos que convierten la energía luminosa del sol en electricidad esta puede ser utilizada inmediatamente o puede ser almacenada en un banco de baterías atreves de un control de carga.

Las cubiertas solares son una estructura de paneles solares que se coloca en una cubierta de cualquier tipo de edificación.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL El calentador solar es un aparato que utiliza el calor del sol para calentar cualquier otra sustancia como agua, aceite o incluso aire.

Instalación de paneles solares: La instalación de paneles solares es un proceso que consiste en varias etapas que son:      

Montar los soportes de las placas Fijar la cubierta Fijar las placas solares Realizar la conexión del sistema con el inversor Conectar el inversor al cuadro eléctrico Conectar las baterías en el caso de las instalaciones aisladas

La instalación de paneles fotovoltaicos es un trabajo laborioso y complicado para no cualquier persona ajena a conocimientos eléctricos puede hacer esta instalación y por eso se recomienda siempre dejarlo en manos de profesionales del sector con experiencia en este tipo de montajes. Vivienda sostenible: La vivienda sostenible es aquella que tiene en cuenta elementos ambientales y sociales durante todo el proceso de diseño y construcción. Para poder reducir los impactos negativos en la salud de sus habitantes y en sus entornos sociales. Para identificar una vivienda sostenible es importante fijarse en los siguientes aspectos:     

La ubicación del lote y la orientación de la vivienda El uso de energías renovables para el autoconsumo. Los materiales naturales o reciclables en el consumo de agua o energía. Sobre todo el aprovechamiento de la luz solar. La reutilización de aguas fluviales.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Desarrollo del proyecto: El siguiente proyecto consiste en diseñar una vivienda sostenible la cual debe cumplir con los parámetros indicados en las instrucciones enviadas por el docente de la materia. Realizando un cálculo lumínico, de radiación solar y paneles solares que demuestren el cumplimiento con la arquitectura solar en la vivienda diseñada. Terreno

Descripción del diseño: Primeramente es de notar que el terreno presenta una forma irregular con 3 colindantes vecinos y que dos de sus colindantes presentan una altura de 8 metros y un colindante de 6 metros de altura. Lo cual influye en la propuesta de diseño por que el objetivo es aprovechar al máximo la energía solar. Por lo cual se propone una vivienda de 4 niveles, con un patio orientado en el norte para poder dar mayor energía calórica e iluminación respetando el 30 % de área libre según rige la norma, El diseño presenta una funcionalidad dirigida al norte, en los dormitorios contamos con aberturas hacia el norte para mayor iluminación y radiación solar esto para aprovechar la energía solar y clima del lugar de emplazamiento

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Planos de planta: Planta baja

Primer Piso

. Terraza

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Cortes Corte A-A´

Elevaciones:

Calculo de iluminancia

Corte B-B´

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Planta baja 21 de junio hrs. 12:30 condición del cielo intermedio

Planta baja 21 de diciembre hrs. 12:30 condición del cielo intermedio

Se puede notaren las imágenes que ay una clara diferencia de iluminancia del mes de junio a comparación del mes de diciembre. Se puede observar que el mes de diciembre recibe mayor iluminancia de la orientación del norte. Se puede notar que el menor rango de la planta baja es de 369 lux en junio y en diciembre es de 460 lux como mínimo en el área del baño siendo el lugar con menos luminancia. Mientras en la otra área de mayor uso tenemos un máximo de 2062 lux en junio y en diciembre de 3459 lux esta perteneciente específicamente el área del garaje. Los demás

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL ambientes de la planta baja se encuentran en medio de los rangos indicados.( verificar en tabla de anexos) Primer piso21 de junio hrs. 12:30 condición del cielo intermedio

Primer piso 21 de diciembre hrs. 12:30 condición del cielo intermedio

Se puede notaren las imágenes que ay una clara diferencia de iluminancia del mes de junio a comparación del mes de diciembre.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Se puede observar que el mes de diciembre recibe mayor iluminancia de la orientación del norte. Se puede notar que todads las habitanciones tienen buena iluminacia sin embargo el menor rango del primer piso es del dormitorio 1 de 331 lux en junio y en diciembre es de 455 lux como mínimo, en ambos meses se superan los 300 luxes del rango optimo establesido para areas de uso frecuenteb siendo el ambiente con menos iluminancia de toda la planta. El dormitorio 2 es el ambiente con mayor iluminancia en ambos meses uso con un promedio de 1215lux en junio y en diciembre de 1220 lux esto debido a que se aprovecha tanto la luz solar del norte como la luz solar del sur. Los demás ambientes del primer piso se encuentran en medio de los rangos indicados.( verificar en tabla de anexos) Segundo piso, 21 de junio hrs. 12:30 condición del cielo intermedio

Segundo piso ,21 de diciembre hrs 12:30 condicion del cielo intermedio

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Se puede notaren las imágenes que ay una clara diferencia de iluminancia del mes de junio a comparación del mes de diciembre. Se puede observar que el mes de diciembre recibe mayor iluminancia de la orientación del norte. Se puede notar que todas las habitanciones tienen buena iluminacia sin embargo el menor rango del segundo piso es el estudio de 269 lux en junio y en diciembre es de 349 lux como mínimo, en ambos meses se superan los 200 luxes del rango optimo establesido para areas de uso no frecuentes siendo el ambiente con menos iluminancia de toda la planta. El dormitorio principal es el ambiente con mayor iluminancia en ambos meses con un promedio de 1158 lux en junio y en diciembre de 1108 lux se observa un baja de los lux en diciembre esto debido por la baja entrada de luz solar del sur en este mes. Los demás ambientes del primer piso se encuentran en medio de los rangos indicados.( verificar en tabla de anexos)

Terraza,21 de junio, hrs.12:30 condicion del cielo intermedio

Terraza, 21 de diciembre,hrs12:30 condicional del cielo intermedio

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

La terraza es una area que constantemente recibe una buena iluminacion y se puede observar en los graficos que asi es

Cortes 21 de junio, hrs 12:30 condicional intermedio

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

21 de diciembre, hrs12:30 condicional intermedia

De manera general se puede observar que la vivienda diseñada recibe una buena iluminancia en ambos meses del año superando el mínimo óptimo de 300 luxes establecidos.

Calculo de radiación solar FORMIT 

Junio FACHADA SUR

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Prácticamente en el mes de junio todos los ambientes que se encuentra ubicados en la fachada sur reciben poca radiación solar, teniendo un rango que oscila entre 45 wh/sq m a 67 wh/sq m. Conclusión Se puede concluir que la fachada sur irradia una muy baja cantidad de radiación solar, haciendo que los ambientes que se encuentren ubicados en el lado de la fachada sur sean ambientes fríos, pero esto no perjudica bastante puesto que en esta vista se encuentra el conector (escaleras) y los dormitorio principal y dormitorio 2 (dichos ambientes compensan la energía calorífica con sus aberturas ubicadas a la fachada norte).

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

FACHADA LATERAL

Como se puede apreciar existe muy buena radiación solar por la parte de la fachada lateral ubicada al noroeste del proyecto, con un rango que oscila entre 651 wh/sq m a 709 wh/sq m. Conclusión Al ser esta vista el mayor receptor de radiación, se ubico un patio justo en este punto, para poder generar aberturas hacia estas vistas, obteniendo asi una buena radiación para los ambientes ubicados a esta fachada. FACHADA NORTE

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Como se puede apreciar existe una buena radiación solar por la parte de la fachada norte, con un rango que oscila entre 684 wh/sq m a 709 wh/sq m. Conclusión Esta vista también es un buen receptor de radiación solar, por ello el patio también pertenece a esta vista, pues este retranqueo nos posibilita el generar aberturas hacia estas vistas, obteniendo así una buena energía calorífica para los ambientes de los dormitorios, escritorio, cocina, estar-comedor y baños. Para una mejor observación de la radiación solar se adjuntaron las siguientes perspectivas y vista a la terraza. PERSPECTIVAS

TERRAZA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL 

Septiembre FACHADA SUR

En el mes de septiembre aumenta la radiación solar a comparación con el mes de junio, teniendo un rango que promedio los 180 wh/sq m. Conclusión Se puede concluir que la fachada sur irradia una cantidad moderada de radiación solar, lo cual no perjudica a los ambientes ubicados en esta parte, como el conector, el dormitorio principal y el dormitorio 2.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

FACHADA LATERAL

Como se puede apreciar existe muy buena radiación solar por la parte de la fachada lateral ubicada al noroeste del proyecto, (aunque es menor su radiación solar a comparación con el mes de junio) con un rango que oscila entre 662 wh/sq m a 729 wh/sq m. Conclusión Como anteriormente se aclaro esta vista sigue siendo una buena ubicación para los ambientes distribuidos hacia esta zona.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

FACHADA NORTE

Como se puede apreciar existe una buena radiación solar por la parte de la fachada norte, con un rango que oscila entre 567 wh/sq m a 696 wh/sq m. Conclusión Se observa que la energía calorífica en esta parte disminuye a comparación del mes de junio.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Para una mejor observación de la radiación solar se adjuntaron las siguientes perspectivas y vista a la terraza.

PERSPECTIVAS

TERRAZA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Diciembre FACHADA SUR

En el mes de diciembre existe una radiación solar uniforme, con un rango promedio de 433 wh/sq m. Conclusión

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Se puede concluir que la fachada sur en el mes de diciembre es el mejor receptor de radiación solar.

FACHADA LATERAL

Como se puede apreciar existe una radiación solar intermedia por la parte de la fachada lateral ubicada al noroeste del proyecto, con un rango que oscila entre 269 wh/sq m a 610 wh/sq m. Conclusión

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Como se pudo ir observando en los diferentes meses, ocurre lo opuesto al mes de junio, es decir esta fachada paso de ser el mejor receptor a tener una radiación solar baja.

FACHADA NORTE

Como se puede apreciar existe una radiación solar muy baja por la parte de la fachada norte, con un rango que oscila entre 48 wh/sq m a 473 wh/sq m. Conclusión

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Como se explico previamente, existe el cambio de rangos de radiacion solar entre la parte norte y sur en los meses de junio y diciembre, es decir son totalmente lo opuesto uno del otro.

Para una mejor observación de la radiación solar se adjuntaron las siguientes perspectivas y vista a la terraza.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL PERSPECTIVAS

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

TERRAZA



Anual FACHADA SUR

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

FACHADA LATERAL

FACHADA NORTE

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

PERSPECTIVAS

TERRAZA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL Cálculo de requerimiento de paneles Solares: Se realizó el cálculo de implementación de paneles solares para que la vivienda sea energéticamente autosuficiente CALCULO DEL CONSUMO DIARIO PLANTA BAJA Ambiente

Aparato Eléctrico

Potencia(W)

Horas de Cant. consumo 24 hrs.

Total (WH)

Baño

Foco ahorrador fluorescente

20

3

1

60

Licuadora

500

0,25

1

125

Microondas

1000

0,1

1

100

Refrigerador (Mínimo 14 hrs.)

300

14

1

4200

Foco ahorrador fluorescente

26

6

1

156

Tv plasma grande 200

3

1

600

Equipo de sonido

450

1

1

450

Foco ahorrador fluorescente

26

6

1

156

DVD reproductor

15

0,5

1

7,5

Garaje

Foco ahorrador fluorescente

26

3

1

78

Patio

Foco ahorrador fluorescente

26

3

1

78

Total

6010,5

Cocina

Sala

PRIMER PISO

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRIAS FACULTAD DE ARTES CARRERA DE ARQUITECTURA GESTION URBANA AMBIENTAL

Ambiente

Aparato Eléctrico

Horas de Potencia(W) consumo 24 hrs.

Cant.

Total

Tv mediana

120

4

1

480

26

6

1

156

Lámpara mesita 20 de noche

1