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Ecología e impacto ambiental 4

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Eduu Esquivel

on 12 February 2016

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1995
2000
2010
1990
2005
Ecología e impacto ambiental 4
Método de evaluación


4 Evaluaciones

1- Exponer soluciones a casos análogos donde hubo problemática con la transmisión del calor

2- Exponer en lámina digital las secciones del proyecto donde se aprecie la implementación de las técnicas aprendidas

3- Aplicar los conocimientos adquiridos en un test de desempeño académico.

4- Exposición final del proyecto donde se aplicaron las técnicas aprendidas

Objetivo de la materia
Comprender y aplicar los conceptos de ecología e impacto ambiental en la organización funcional y estética de los espacios.
Tema 1 Arquitectura y Clima
Profundizar en la respuesta arquitectónica tanto en su adaptación al clima como en el logro de espacios confortables para el hombre.
1.1 Arquitectura Vernácula
Antes del desarrollo tecnológico existió la Arquitectura primitiva o Arquitectura vernácula que se adaptaba a las características climáticas, se realizaba con los materiales regionales y se basaba en las tradiciones culturales.
¿Que es?
“Dícese de aquel tipo de arquitectura que ha sido proyectada por los habitantes de una región o periodo histórico determinado mediante el conocimiento empírico, la experiencia de generaciones anteriores y la experimentación.

Usualmente, este tipo de construcciones es edificada con materiales disponibles en el entorno inmediato. El objetivo es generar microclimas dentro de las edificaciones para obtener cierto grado de confort térmico y así minimizar las condiciones del clima adverso.”


Arquitectura bioclimática
Confort térmico
La función principal de los edificios es servir de refugio al hombre para su privacidad y bienestar. Para lograr el confort térmico interior en los edificios y en sus espacios circundantes es necesario, ante todo conocer la naturaleza de los intercambios energéticos que ocurren en el cuerpo humano.
Relación armónica entre el hombre y la naturaleza y reflejaba las características propias de cada lugar
En los últimos años la urgencia de proteger el medio ambiente ha estimulado nuevamente a los diseñadores a retomar y desarrollar nuevas técnicas alternativas que aprovechan los recursos naturales y permiten un uso racional de la energía convencional en el acondicionamiento ambiental de los edificios.
Si las condiciones ambientales no se lo permiten se crean estados de incomodidad,
Confort térmico
La temperatura interna es equilibrada y constante alrededor de los 37°C, para ello el cuerpo humano libera el calor en exceso, si exíste alguna fuente externa que aporta tiene que disiparlo por convección, radiación, evaporación y conducción.
Tema2 Conceptos básicos de transmisión del calor
Conocer el papel que juegan los materiales y las superficies en este proceso.
Conocer los conceptos físicos básicos relacionados con la naturaleza del calor y sus medios de propagación.
Tema2 Conceptos básicos de transmisión del calor
La condición esencial para la transmisión del calor es que los cuerpos tengan temperaturas diferentes. El flujo de calor se dirige del más caliente al más frío. La transmisión de calor supone una verdadera transformación de energía térmica.
Tema2 Conceptos básicos de transmisión del calor
Conducción: La energía calorífica se transmite durante el contacto directo entre cuerpos (o partes de los mismos)

Convección: La energía calorífica se transmite por el movimiento físico de moléculas (fluidos y gases) “calientes” de las zonas de alta temperatura a las zonas de baja temperatura y viceversa, equilibrándose las temperaturas.

Radiación: La energía calorífica se transmite en forma de energía de la radiación electromagnética, emitida por todos los cuerpos por el hecho de encontrarse a una temperatura T , y que se propaga a la velocidad de la luz
Tema2 Conceptos básicos de transmisión del calor
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
“La transferencia de calor es la energía en tránsito

debido a una diferencia de temperaturas”
La arquitectura y la energía están estrechamente vinculadas: una de las principales funciones de nuestras edificaciones es mantener en su interior una temperatura del aire distinta a la temperatura del ambiente exterior. Para esto es necesario evitar, o al menos reducir, la transmisión del calor por la envolvente del edificio. ¿Pero cómo se transfiere el calor en los edificios?
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Conducción: Se produce a través de un sólido, el paso del calor se da por contacto directo entre un cuerpo y otro.
Este tipo de transferencia de calor es irreversible y transporta el calor de un nivel de energía más alto hacia un nivel inferior.
En edificación nos encontramos este mecanismo por ejemplo en los cerramientos de una vivienda, en verano se calienta el exterior de la cubierta y por conducción se calienta el interior. Otro ejemplo es el intercambio de calor que se produce entre una firme en contacto con el terreno.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Convección:
La convección se refiere a transferencia de calor en gases y líquidos, al mezclarse partes de diferente temperatura.
Hacemos uso de la convección cuando utilizamos un secador de pelo, y la podemos observar cuando agregamos leche fría al café caliente.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
La
radiación
es la emisión de energía desde la superficie de un cuerpo.
La experimentamos al exponernos a la radiación solar o acercándonos a una fogata, y nos damos cuenta que el calor de radiación es en independiente de la temperatura del aire.
La radiación de calor es parte de las ondas electromagnéticas. Por lo general, la energía es transportada por ondas infrarrojas. La radiación térmica es la única forma de transmisión del calor que puede penetrar el vacío.
Las convecciones más importantes en el balance térmico de los edificios son las pérdidas (o ganancias) por ventilación y por infiltraciones.
En edificación, se produce entre otros sitios, en la envolvente, que al tener una temperatura diferente con el aire exterior, se produce un intercambio de calor entre la envolvente y el aire.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tanto las ganancias solares como las ganancias internas son básicamente radiaciones de calor.

Un buen ejemplo la energía que le llega a la envolvente del edificio, en forma de radiaciones solares.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Casi todos los procesos de transmisión de energía térmica son procesos combinados, la conducción y la radiación casi siempre van acompañados por convecciones.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Flujo de calor a través de elementos opacos.

La ganancia o pérdida de calor en los elementos opacos se produce por conducción y radiación.

Este flujo de calor puede reducirse mediante:

La disminución de la radiación solar incidente, por sombreado con elementos de control solar, vegetación, etc., evita o disminuye la ganancia de calor.

La utilización de superficies reflectivas, o sea utilizando materiales con bajo coeficiente de absorción de calor, disminuye la ganancia de calor y viceversa.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Flujo de calor a través de elementos transparentes.

El flujo de calor a través de elementos transparentes se produce por conducción y radiación.

Este flujo de calor puede controlarse mediante:

La reducción de la radiación solar incidente, mediante la creación de sombra con el uso de elementos de control, la vegetación, etc. disminuye la ganancia de calor. Esta solución es la más efectiva ya que la radiación incidente queda fuera del edificio.

La utilización de protección solar interior mediante el uso de cortinas. Esta solución tiene el inconveniente de que la radiación penetra al interior del edificio, pero es adecuada si la estrategia es conservar el calor.

La utilización de vidrios especiales, absorbentes, reflectivos, fotosensibles, etc. contribuye a disminuir tanto las ganancias como las pérdidas.
Tema 3 • Proceso de intercambio de calor de los edificios
Tema 5 • Simulación térmica

El desempeño térmico de un edificio depende básicamente de su forma y orientación, de la composición material de sus cerramientos, de las condiciones climáticas del sitio en que se emplaza, y de los usos a los que se ve sometido.
Tema 5 • Simulación térmica

Si tomamos en cuenta las variaciones reales de factores climáticos como la temperatura del aire, la radiación solar y el viento, el análisis del comportamiento térmico de los edificios resulta un tema bastante complejo. Cuando deseamos analizar un edificio que aun no se ha construido, es decir, que se encuentra en fase de proyecto, es necesario recurrir a herramientas informáticas que nos permitan desarrollar simulaciones dinámicas.
Mediante dichas herramientas se puede modelar matemáticamente un edificio, tomando en cuenta la configuración geométrica y material de sus componentes.
Tema 5 • Simulación térmica

Luego esa estructura hipotética se somete a un régimen dinámico de flujo de energía, ganancias solares, temperatura exterior del aire, velocidad y dirección del viento, entre otros factores, calculando al mismo tiempo los valores de retraso y decremento térmico de sus cerramientos.
Como resultado final, es posible determinar con cierta precisión las condiciones ambientales internas, y lo más importante, como variarán dichas condiciones en el tiempo, que tan confortable será el espacio o que tanta energía se requerirá para mantener el confort por medio de algún sistema de aire acondicionado.
Tema 5 • Simulación térmica

Tema 5 • Simulación térmica ejemplos

Objetivos
Caracterizar la influencia de la ventilación en la salud humana y definir sus funciones.

Identificar los requisitos higiénicos de la ventilación y mostrar cómo calcular las cantidades de aire necesario para garantizar su calidad.
Establecer los requisitos que impone el clima a la ventilación.
Tema 6 FUNCIONES Y REQUISITOS DE LA VENTILACIÓN

Ventilación y salud.

La ventilación en el interior de la vivienda constituye un factor determinante en la salud, confort y bienestar de sus ocupantes. Tiene un efecto fisiológico directo al incidir sobre el cuerpo humano y al propiciar la purificación del aire. Tiene un efecto indirecto a través de su influencia en la temperatura y humedad del aire y de las superficies interiores del local.


La ventilación interior está en dependencia del aire exterior, especialmente en lo referido a su calidad (pureza, contaminantes químicos, olores, etc.), temperatura, velocidad y dirección, así como al ángulo de incidencia sobre las paredes exteriores de la vivienda donde estén ubicadas las ventanas.
Funciones de la ventilación.

1. Mantener la calidad del aire en el interior del edificio por encima de determinados niveles. Los requisitos higiénico-sanitarios determinan la cantidad de aire que es necesario renovar dentro de un local para eliminar los contaminantes y purificar el aire. Este tipo de ventilación (ventilación por higiene) debe ser garantizada en cualquier condición climática, a cualquier hora y en cualquier época del año.



2. Contribuir al confort térmico de los ocupantes incrementando las pérdidas de calor del cuerpo y eliminando el disconfort debido a la humedad de la piel (ventilación por confort térmico).

3. Enfriar las superficies interiores del local cuando la temperatura interior es mayor que la exterior (ventilación para enfriamiento estructural).
Requisitos de higiene y calidad del aire.

La ventilación por higiene debe proporcionar la cantidad necesaria de oxígeno para la respiración de las personas y la cocción de los alimentos, además debe eliminar los olores desagradables y mantener el dióxido y el monóxido de carbono dentro de los parámetros permisibles.

Requisitos de higiene y calidad del aire.

El aire exterior contiene como promedio un 21% de oxígeno, 0,03-0,04 % de dióxido de carbono, 78 % de nitrógeno, 1% de gases inertes (principalmente argón) y entre 5 y 25 gramos de vapor de agua por m3 de aire.


La actividad de los ocupantes afecta la composición y calidad del aire interior en los edificios. El dióxido de carbono y el vapor de agua son exhalados por los pulmones y las bacterias son expulsadas con la respiración, la tos y los estornudos. El cuerpo produce sustancias orgánicas que producen olores en dependencia de la higiene personal y la dieta. El fumar contamina el aire tanto desde el punto de vista de salud como por los olores que produce.
El aire exhalado contiene alrededor de un 16,3% de oxígeno, 4% de dióxido de carbono, 79,7% de nitrógeno y otros gases expulsados por el organismo (fundamentalmente amoniaco) y cerca de 45 g de vapor de agua por m3 de aire.


Los locales como las cocinas, que producen mucho vapor de agua y que además son fuente importante de humos y olores, necesitan ser ventilados de tal forma de evacuar estos contaminantes directamente hacia el exterior.
La adaptación a los olores es muy rápida. Como resultado de ello una persona que ha permanecido dentro de un local donde se produce un gradual aumento del nivel de olores es menos sensible a este cambio que una persona que entra repentinamente al local. Los olores corporales son inestables y desaparecen en 5 minutos, aún en un local no ventilado. Los olores debidos a productos químicos necesitan de 6-7 horas para ser eliminados, mientras que el olor del cigarro toma de 17 a 48 horas dependiendo de la cantidad de cigarrillos fumados.
CFM ft3/min DE AIRE FRESCO POR PERSONA SEGUN SU ACTIVIDAD
10 CFM EN REPOSO

20 CFM EN ACTIVIDAD
Ejercicio

Calcula el área requerida de vano para satisfacer las necesidades de aire fresco de una persona en reposo, en la ciudad de Morelia



En la práctica la ventilación producida por infiltración del aire a través de las ventanas resulta suficiente para satisfacer los requisitos de la ventilación por higiene en una vivienda. Se estima que un metro lineal de rendija (3 cm) proporciona 1,7 m3 /h de aire, aún en ausencia de viento.

Cálculo de la cantidad de aire necesario para disipar calor:
La cantidad de aire para ventilación requerido para evacuar la carga térmica dentro de un local está dada por la expresión:

Donde:


V = cantidad de ventilación ( m3 /s)

Qv= cantidad de flujo de calor (watt)

t = diferencia de temperatura entre el aire interior y el exterior (oC)

1 300 es el calor específico volumétrico del aire en J/ m3oC

VENTILACIÓN INTERIOR Y EXTERIOR

Revisaremos las formas posibles de ventilación: natural y artificial y analizaremos el comportamiento del aire en su interacción con los edificios y algunos aspectos de la ventilación en espacios exteriores.
Formas de ventilación.
Existen dos formas de ventilar un local, en dependencia de la energía que se utilice para mover el aire: ventilación artificial y ventilación natural.
VENTILACIÓN INTERIOR Y EXTERIOR

Ventilación artificial
, producida por equipos o instalaciones que requieren de energía eléctrica o algún otro tipo de combustible para su funcionamiento.
Los sistemas de ventilación mecánica originan el movimiento deseado del aire mediante equipos mecánicos que pueden ser de extracción (extractores) o de suministro (ventiladores). También los equipos mecánicos de ventilación pueden estar destinados simplemente a mover la masa de aire dentro del local. Este es el caso de los ventiladores que se utilizan comúnmente en las viviendas.
La ventilación artificial es imprescindible en aquellos casos en que la natural no es posible, o resulta insuficiente.
Cuando la ventilación artificial está dirigida a disminuir la temperatura del aire en el interior del local se denomina climatización por aire acondicionado. Resulta importante la correcta ubicación de los equipos, evitando situar las tomas de aire fresco en ambientes contaminados o con temperaturas muy altas.
Ventilación natura
l, basada en la diferencia de las presiones causadas por la acción dinámica del viento, por la diferencia de temperatura (gradientes térmicos) entre dos masas de aire, o por la acción combinada de ambos.
El flujo de aire a través de un edificio es inducido por la diferencia de presiones producidas por dos causas: la acción mecánica del viento exterior sobre los volúmenes y las aberturas de ventilación (ventilación dinámica) y la diferencia entre las temperaturas del aire interior y exterior (ventilación térmica).
Los elementos que propician la ventilación natural son:



las ventanas
las puertas
los conductos de ventilación
los respiraderos en las cubiertas

Estos elementos deben utilizarse formando parte de un sistema de ventilación, que defina el movimiento del aire dentro del local.
Flujo de viento alrededor de los edificios.

Cuando el viento incide sobre un edificio se crea una zona de alta presión (positiva) en la fachada del terreno frontal al viento (BARLOVENTO) y en la cubierta; al rodear al edificio incrementa su velocidad, creando zonas de relativa baja presión (negativa) en las caras laterales y en la cara posterior del edificio (SOTAVENTO).
Flujo de viento alrededor de los edificios.
La acción del viento sobre el edificio que produce diferencias de presión en sus fachadas se llama efecto aerodinámico.
El viento tiene además un efecto mecánico, al producir cargas adicionales sobre la estructura, y un efecto térmico al enfriar las superficies del edificio.
30:00
Ventilación en espacios exteriores.
Al diseñar un asentamiento la consideración de la acción del viento alrededor de los edificios deviene en factor primordial. Una correcta ubicación de los edificios con relación al viento, propicia una efectiva ventilación natural de los mismos.
El viento, al incidir sobre los edificios, origina un determinado patrón de flujo del aire. Los obstáculos, naturales o artificiales, también contribuyen a la modificación de ese flujo.
Basándose en los datos meteorológicos de partida y adecuándolos a las condiciones del sitio de la obra, puede llegar a hipótesis sobre cuál será el movimiento del aire alrededor de los edificios, pero una confirmación de esta hipótesis solamente puede obtenerse en estudios de modelación en un túnel de viento
Si los edificios se disponen alternos el flujo de aire se hace mucho más uniforme, reduciéndose considerablemente las zonas de estancamiento del aire, posibilitándose, por lo tanto, una mejor ventilación de los edificios.
Diseño de la ventilación natural
Las variables del viento exterior que influyen en el patrón de flujo de aire dentro de un local son:

Velocidad Dirección Frecuencia Turbulencia
La dirección y velocidad del viento, tomadas como dato de la estación meteorológica más cercana (medidos a 10 m de altura en zona libre de obstáculos) son datos importantes que sirven como información base, pero deben ser analizados en el contexto específico del sitio de la obra, ya que estos valores se verán alterados por las características locales de topografía, vegetación y construcciones cercanas. Estos datos de partida deben ser asumidos en función de su variación estacional y horaria conjuntamente con un análisis de la función y horario de uso de la edificación. Por ejemplo es preferible utilizar los datos referidos a horas y meses en lugar de valores que engloben todos los valores a lo largo del año.
Diseño de la ventilación natural
La longitud de la barra indica la frecuencia (en % del total de observaciones realizadas) con la que sopla el viento en esa dirección.
El valor que aparece en el extremo de la barra es la rapidez media del viento que sopla en esa dirección, (km/h). El valor que aparece dentro del círculo es la frecuencia de calmas expresado en % del total de observaciones realizadas.
Rosa de los Vientos.
Diseño de la ventilación natural
Factores que influyen en el diseño del sistema de ventilación.

La ventilación debe ser diseñada como un sistema que considere integralmente todos los factores que en ella intervienen referidos tanto a las características arquitectónicas y ubicación del edificio, como a las características del local, las aberturas de ventilación, las divisiones interiores y otros elementos exteriores.
Diseño de la ventilación natural
En dependencia de la forma y pendiente de la cubierta y de la forma y dimensiones de la edificación, la acción del viento al incidir sobre ésta, produce presiones positivas (alta presión) y presiones negativas (baja presión) en las diferentes superficies de la construcción y conforma determinada sombra aerodinámica alrededor de la edificación
Diseño de la ventilación natural
En caso de que las ventanas se ubiquen en muros contiguos la ventilación será más eficiente si el viento incide perpendicularmente en la abertura de entrada.
Diseño de la ventilación natural

Cuando las aberturas se localizan en uno solo de los muros del local, la ventilación se reduce prácticamente a cero, ya que no existen diferencias de presión en las aberturas.
Diseño de la ventilación natural

Localización y tamaño de las aberturas de entrada y salida del aire.

Analicemos primeramente los principios de la ventilación natural dinámica. Ya vimos como el viento al incidir sobre una edificación produce zonas de alta presión en la fachada de barlovento y de baja presión en la fachada de sotavento y en las fachadas laterales.
Diseño de la ventilación natural

Cuando el viento penetra en un local, su propia inercia le hace mantener la dirección original hasta encontrar un elemento que lo detenga; sólo entonces se desvía hacia la abertura de salida.

Debemos ubicar las aberturas de entrada en la zona de alta presión y en la parte inferior de la fachada, esto dirigirá el flujo hacia la zona habitable, y las aberturas de salida en la zona de baja presión y en la parte superior de la fachada para la extracción del aire caliente (el aire caliente es poco denso y tiende a subir).
Diseño de la ventilación natural

Si las dos aberturas se colocaran en la parte superior el aire circularía sin refrescar la zona habitable. Esta solución puede ser conveniente para climas fríos.
En general, mientras mayor sean las aberturas de entrada y salida, mayor será la ventilación. Se recomienda como área mínima de ventanas entre un 25-30 % del área de fachada.
Diseño de la ventilación natural

Las aberturas de entrada deben ser, preferentemente, de forma horizontal ya que proporcionan una mejor distribución del aire interior y mayores velocidades, con un mayor rango de eficiencia para diferentes ángulos de incidencia del viento.
Conclusiones
Para diseñar la ventilación natural de un local es necesario partir de las condiciones del régimen de viento del lugar y del horario de uso del local para determinar la velocidad y dirección del viento que se asumirá en el diseño.

Al realizar el diseño de la ventilación deben tenerse en cuenta todos los factores que inciden en el flujo del aire dentro del local, tanto los referidos a la ubicación y forma del edificio como a los relativos a su orientación respecto al viento y a la localización y tamaño de las aberturas.
Diseño de la ventilación natural

Tipos de ventanas y sus accesorios.
El diseño de las ventanas tiene una gran influencia en la dirección del flujo de aire dentro del local, por tanto, el tipo de ventana debe seleccionarse teniendo en cuenta los requisitos de la ventilación y el tipo de clima.
En climas cálido-húmedos en general se recomienda utilizar tipos de ventanas que ofrezcan poca obstrucción al paso del aire, de forma que permitan la entrada de la mayor parte posible del viento que llega a las fachadas.


Las persianas permiten dirigir el flujo de aire horizontalmente, posibilitando la ventilación de la zona habitable, sin embargo, las de tipo marquesina o toldo en todo momento dirigen el aire hacia arriba, lo cual impide su paso directamente sobre los ocupantes. Las de tipo pivote y las embisagradas, además de permitir la dirección del flujo horizontal son más eficientes al permitir el paso de una parte considerable del viento incidente.

Diseño de la ventilación natural

Diseño de la ventilación natural

En climas fríos las ventanas deben ser diseñadas de forma tal que sea posible su abertura parcial, en la parte superior, para permitir cambiar el aire del local sin disminuir sustancialmente la temperatura y, al mismo tiempo, evitar que el flujo de aire pase por la zona habitable. Las juntas de las ventanas deben evitar la infiltración del aire frío y consecuentemente las pérdidas de calor del local.
Las mallas antimosquitos resultan imprescindibles en muchas partes del mundo, particularmente en los trópicos, sin embargo, ellas pueden causar una considerable reducción del aire que pasa a través de las ventanas, sobre todo si la velocidad del viento exterior es baja. Esta reducción puede llegar al 50-60%. La reducción de la velocidad del aire interior es mayor si el aire exterior incide de forma oblicua que si incide perpendicularmente sobre la malla.
Diseño de la ventilación natural

En caso de tener un edificio aislado que, por determinadas razones, solamente puede tener aberturas en las fachadas laterales con relación a la dirección del viento, pudiera mejorarse la ventilación interior con la adecuada disposición de setos compactos que induzcan la entrada del aire al interior. La ubicación de los setos alternos resulta la mejor solución ya que posibilita la entrada y salida del aire en forma de ventilación cruzada.
Diseño de la ventilación natural

Ventilación por movimientos del aire.
El efecto de chimenea es un movimiento natural causado por diferencias térmicas y de presión del aire entre los distintos estratos.

Este efecto tiene su máximo aprovechamiento en regiones con clima cálido-seco, donde las diferencias de temperatura entre el día y la noche son notables, pero se ha probado su efectividad también en climas cálido-húmedo con las llamadas torres de ventilación.

La torre funciona haciendo cambiar la temperatura y por lo tanto la densidad del aire en su interior y en su entorno. En presencia de viento la torre funciona como un captador-impulsor de las brisas dentro de la edificación, en caso de presión positiva, y como extractor del aire caliente interior, en caso de presión negativa.
Diseño de la ventilación natural

Ventilación por movimientos del aire.
Los techos curvos, cilíndricos o semi-esféricos, presentan determinadas ventajas respecto a los techos planos, desde el punto de vista de la ventilación.
Primero, el aire caliente acumulado en la parte superior de un techo curvo se encontrará por encima de la zona habitable en todo momento.

Segundo, la radiación solar recibida por un techo curvo será más fácilmente disipada por convección entre la superficie curva y el flujo de aire que circula velozmente sobre él.
La selección del tipo de ventanas y sus accesorios tiene gran importancia en la ventilación de un local, ya que nos puede permitir, o imposibilitar, lograr que el flujo de aire dentro del local se desarrolle de la forma prevista.

Resulta imprescindible integrar en el diseño de las ventanas y otras aberturas de ventilación los dispositivos de protección solar para lograr un aprovechamiento óptimo de la ventilación al mismo tiempo que una adecuada protección solar o visual.

La vegetación puede provocar la canalización del aire y modificación del patrón exterior de viento, así como su impulsión dentro de un edificio.

Las torres de ventilación, con efecto ascendente o descendente, se emplean con efectividad en climas secos y actualmente se experimenta su uso en climas cálidos.
Diseño de la ventilación natural

Conclusión.
Objetivos

Identificar el papel que la iluminación desempeña en la eficiencia visual de las personas.

Caracterizar la naturaleza de la luz y las propiedades luminosas de los cuerpos y su importancia en la correcta iluminación de los locales.

Describir el clima luminoso de un lugar y los diferentes tipos de cielo que se producen. Establecer cómo se determina la disponibilidad de luz natural.
La visión, la luz y el clima luminoso

Visión.
La visión es posiblemente la vía de comunicación más importante del hombre con su medio y la luz es un pre-requisito para que se produzca la visión.
El ojo humano es el producto de una larga evolución bajo la influencia de la luz diurna con
La visión, la luz y el clima luminoso

una composición espectral en la que predomina no sólo la luz solar, sino también la que resulta de la transformación que ésta sufre al ser esparcida por las componentes atmosféricas para dar lugar a ese color azul característico de la bóveda celeste.

La composición espectral que así resulta es aquella para la cual el ojo está mejor adaptado, por lo que cualquier sustituto que se intente encontrar exigirá del ojo cierta adaptación y un trabajo en condiciones menos favorables que con la luz natural. La iluminación natural, por tanto, contribuye a preservar la salud.
Eficiencia visual.

La visión se mide normalmente en términos de la habilidad para distinguir detalles muy pequeños y para reconocer ligeros contrastes de luz, color y forma, y de la capacidad para detectar movimientos y cambios de los objetos en el campo visual, por pequeños que éstos sean.


La visión, la luz y el clima luminoso

En general se puede afirmar que mientras mayor sea la iluminación mayor será la capacidad del ojo de apreciar pequeños detalles y contrastes en un tiempo menor, o lo que es lo mismo, mayor será su eficiencia visual. Esto ocurre de forma rápida al inicio hasta llegar a un punto donde mayores incrementos en el nivel de iluminación no producen efecto. Una persona con su sentido de la vista limitado puede mejorar su visión con una buena iluminación, pero nadie, por más que tenga una excelente vista, será capaz de ver bien con una iluminación deficiente.
Eficiencia visual.

La visión se mide normalmente en términos de la habilidad para distinguir detalles muy pequeños y para reconocer ligeros contrastes de luz, color y forma, y de la capacidad para detectar movimientos y cambios de los objetos en el campo visual, por pequeños que éstos sean.


La visión, la luz y el clima luminoso

En general se puede afirmar que mientras mayor sea la iluminación mayor será la capacidad del ojo de apreciar pequeños detalles y contrastes en un tiempo menor, o lo que es lo mismo, mayor será su eficiencia visual. Esto ocurre de forma rápida al inicio hasta llegar a un punto donde mayores incrementos en el nivel de iluminación no producen efecto. Una persona con su sentido de la vista limitado puede mejorar su visión con una buena iluminación, pero nadie, por más que tenga una excelente vista, será capaz de ver bien con una iluminación deficiente.
La visión, la luz y el clima luminoso

Campo visual.
El campo visual de una persona, sin mover la cabeza y ojos, abarca normalmente un ángulo de 180º en la horizontal y 120º en la vertical. Dentro de estos límites el objeto visual o campo central se limita a 2º y el entorno inmediato es aproximadamente de 40º.



La visión, la luz y el clima luminoso

Campo visual.
El campo visual de una persona, sin mover la cabeza y ojos, abarca normalmente un ángulo de 180º en la horizontal y 120º en la vertical. Dentro de estos límites el objeto visual o campo central se limita a 2º y el entorno inmediato es aproximadamente de 40º.



Propiedades luminosas de los cuerpos.

Las propiedades luminosas de los cuerpos, así como de los materiales empleados en la construcción, se caracterizan fundamentalmente por la distinta capacidad de los materiales de reflejar, absorber y transmitir el flujo luminoso incidente.
La visión, la luz y el clima luminoso

Reflexión, absorción y transmisión de la luz.

La capacidad de un cuerpo de reflejar la luz se expresa por el coeficiente de reflexión (p) y equivale a la relación entre el flujo luminoso reflejado por el cuerpo o material (Fr) y el flujo luminoso incidente sobre su superficie (Fi) :

p = Fr / Fi
En dependencia del tipo de superficie puede ser especular, difusa y semidifusa.
La visión, la luz y el clima luminoso

La reflexión difusa es la más conveniente ya que proporciona una distribución uniforme de la iluminación evitando el deslumbramiento. Por esta razón se recomienda utilizar siempre superficies con acabado mate en las edificaciones.

La reflexión de las superficies interiores de los locales contribuye a incrementar el nivel de iluminación y adquiere decisiva importancia en locales pequeños y medianos. Por ello se recomienda utilizar acabados con altos coeficientes de reflexión, es decir, colores claros, en las superficies interiores de los locales en las viviendas.
La visión, la luz y el clima luminoso

La visión, la luz y el clima luminoso

Los materiales que dejan pasar la luz se llaman transparentes o translúcidos, en dependencia de que la proporción de luz que dejen pasar a través de su masa sea mayor o menor, respectivamente. Al atravesar el material transparente o translúcido el rayo luminoso sufre un cambio de dirección, a este fenómeno se le llama refracción.
El vidrio transparente deja pasar aproximadamente entre el 82 y el 90% de la radiación incidente (luz visible), en dependencia de su espesor.
La visión, la luz y el clima luminoso

Los vidrios de selectividad espectral son aquellos que responden de forma diferente a las distintas longitudes de onda del espectro, es decir, dejan pasar la luz visible mientras reflejan las indeseables ondas infrarrojas, calientes e invisibles. Estos nuevos productos tienen una relativamente alta transmitancia a la luz visible (entre 50 y 70%). Utilizan tintes o capas absorbentes especiales y normalmente son de color neutral o tienen un apariencia entre azul y gris.
La visión, la luz y el clima luminoso

Los vidrios de selectividad espectral son aquellos que responden de forma diferente a las distintas longitudes de onda del espectro, es decir, dejan pasar la luz visible mientras reflejan las indeseables ondas infrarrojas, calientes e invisibles. Estos nuevos productos tienen una relativamente alta transmitancia a la luz visible (entre 50 y 70%). Utilizan tintes o capas absorbentes especiales y normalmente son de color neutral o tienen un apariencia entre azul y gris.
Clima Luminoso.

Se denomina clima luminoso de un lugar a las condiciones promedio de la iluminación natural exterior, las cuales se producen en ese lugar por la acción conjunta de la luz solar directa, la luz difusa de la bóveda celeste y además por la luz que se refleja en las superficies circundantes. La primera fuente de iluminación natural, es el sol. Al atravesar la
La visión, la luz y el clima luminoso

atmósfera una parte de la energía luminosa incide directamente sobre la tierra, mientras que otra parte se esparce por la atmósfera y constituye la iluminación difusa de la bóveda celeste, la cual depende, en gran medida, de la nubosidad y de la contaminación atmosférica.
Tipos de cielo.

La bóveda celeste puede caracterizarse, desde el punto de vista de la iluminación natural, por medio de los niveles de iluminación difusa (no se toma en cuenta la iluminación directa del sol) y de la distribución de la luminancia.

La distribución de las luminancias de la bóveda está en función de la nubosidad. Con cielo cubierto la distribución de luminancias es concéntrica, con valores máximos hacia el cenit y mínimos hacia el horizonte.


En caso de cielo despejado la distribución de luminancias es asimétrica, presentando las máximas luminancias en la zona donde se encuentra el sol y las mínimas en el cuadrante opuesto, a una altura similar a la que se encuentra el sol sobre el horizonte (punto conjugado).
La visión, la luz y el clima luminoso

La visión, la luz y el clima luminoso

Conclusiones

La visión tiene un peso muy importante en el desempeño de la actividad humana, y la eficiencia visual depende en gran medida de la iluminación.

El conocimiento de las características luminosas de los cuerpos facilita al proyectista el empleo adecuado de los materiales para el acabado de las superficies interiores y las ventanas en la vivienda con el objeto de crear un clima luminoso favorable a la realización de la actividad visual de sus ocupantes.


El clima luminoso de un lugar depende, en primer término, de la latitud, la cual define la altura del sol. Otros factores como la nubosidad, la pureza o contaminación del aire y la naturaleza de las superficies exteriores, influyen en la disponibilidad de luz natural del sitio. La fuente de luz natural es el sol, fuente inagotable, y por lo tanto su empleo contribuye sustancialmente al ahorro de energía en las edificaciones y al logro de una construcción sostenible.

La luz artificial depende de fuentes agotables de energía y su producción contamina la atmósfera con CO2 , gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático que se está produciendo en el planeta.
La visión, la luz y el clima luminoso

La visión, la luz y el clima luminoso

Objetivos

Establecer los requisitos necesarios para obtener el confort visual.
Analizar los distintos factores que determinan la calidad de la iluminación.
Caracterizar los sistemas de iluminación artificial.
Brindar nociones sobre la iluminación artificial en una vivienda.

CONFORT VISUAL. ILUMINACION ARTIFICIAL

Confort visual.
Las características luminosas del ambiente afectan tanto las funciones visuales fisiológicas (percepción visual) como las funciones visuales psicológicas (confort) y contribuyen a la seguridad, confort y satisfacción del hombre en su medio ambiente visual.

El confort visual se produce cuando podemos tener una buena visión y rápida distinción del objeto de trabajo con el mínimo de fatiga visual.

Para lograr estas condiciones es necesario garantizar un nivel de iluminación o cantidad de luz, adecuado al trabajo visual que se realice y una buena calidad de la iluminación.

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Nivel de iluminación.

Es la intensidad de la iluminación medida en el plano de trabajo. Para medir el nivel de iluminación en un punto se utiliza el luxómetro. El nivel de iluminación natural es la intensidad de la iluminación con respecto a otra que sirve de referencia. Se mide mediante el coeficiente de iluminación natural o factor de día. El nivel de iluminación dentro de un local se representa mediante las curvas de iluminación natural.

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Calidad de la iluminación.

En la calidad de la iluminación natural influyen los factores siguientes:

Uniformidad de la iluminación.

Deslumbramiento.

Contraste del objeto de trabajo con el fondo.

Dirección de los rayos luminosos.


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Calidad de la iluminación.

En la calidad del alumbrado o sistema de iluminación artificial, los factores más importantes a tener en cuenta son, entre otros:


Deslumbramiento.

Relaciones de brillo.

Difusión o uniformidad.

Color.


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Deslumbramiento.

El deslumbramiento es uno de los factores que puede causar mayores molestias y dificultar la visión. Se produce cuando una fuente de luz natural o artificial, de gran intensidad, incide dentro del campo visual de la persona. Este es el caso del deslumbramiento directo, pero puede producirse deslumbramiento reflejado, cuando la fuente de luz es reflejada en la dirección del ojo por superficies muy brillantes o especulares.


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Deslumbramiento.

El deslumbramiento es uno de los factores que puede causar mayores molestias y dificultar la visión. Se produce cuando una fuente de luz natural o artificial, de gran intensidad, incide dentro del campo visual de la persona. Este es el caso del deslumbramiento directo, pero puede producirse deslumbramiento reflejado, cuando la fuente de luz es reflejada en la dirección del ojo por superficies muy brillantes o especulares.


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Las medidas de diseño para evitar el deslumbramiento son, entre otras:

Realizar el montaje de las fuentes de luz por encima de la línea normal de visión, siempre que esto sea posible,

Proteger todas las lámparas que hayan de instalarse dentro del campo de la visión,

Usar colores claros en techos y paredes para reducir el contraste,
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Contraste.
El contraste, en términos de luminancia y color, entre el objeto y el fondo, y entre éste y el espacio circundante, es un factor decisivo en la percepción visual. Para que ésta se produzca en condiciones de confort visual, es necesario lograr una graduación de las luminancias tal que la luminancia del objeto de trabajo sea mayor que la del fondo y ésta última, a su vez, sea mayor que la de su entorno inmediato, es decir, la del local.
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Dirección del fujo luminoso.

La dirección del rayo luminoso debe tenerse en cuenta al ubicar los puestos de trabajo en relación con las ventanas y las luminarias para lograr que ni el equipamiento, ni la propia persona, constituyan un obstáculo al paso de la luz y puedan producirse sombras inadecuadas que dificulten la tarea visual. En aulas y locales de oficinas es importante disponer los pupitres o mesas de trabajo de forma tal que la luz incida en el plano de trabajo proveniente de la izquierda del estudiante o trabajador.
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Color.
El color de una fuente de luz artificial tiene gran importancia ya que puede modificar sustancialmente la apreciación del color por el ojo humano. Las lámparas de filamento, al tener más energía en las longitudes de onda larga que la luz del día y menos en las de onda corta, tienden a realzar los rojos, naranjas y amarillos, y a degradar los azules y los verdes. Algunas fuentes fluorescentes blancas tienden a acentuar los azules, verdes y amarillos, y a dar un aspecto grisáceo a los rojos.


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Iluminación artificial en la vivienda.

El diseño del alumbrado en cualquier edificación se realiza en función del tipo y duración de la tarea visual a desarrollar; de las limitaciones constructivas para su emplazamiento y de las consideraciones económicas condicionantes.

En la vivienda la tarea visual principal se realiza en la cocina, durante la preparación de los alimentos; en la mesa del comedor, donde se ingieren los alimentos o se realizan otras tareas como estudiar, coser, jugar, etc. En las habitaciones y el estar se pueden realizar tareas visuales como lectura y otras.


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CIAL

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Sistemas de alumbrado.
De acuerdo con la distribución luminosa vertical, es decir, en función de la dirección del % mayor de luz de la luminaria, hacia arriba o hacia abajo, los sistemas de alumbrado se clasifican en:
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