Arquitectura en Clima Cálidos

Arquitectura en climas cálidos secos




ARQUITECTURA EN CLIMA CÁLIDOS - Arquitectura Bioclimatica 

Se caracteriza por un clima de calor pegajoso y la continua presencia de humedad elevada durante todas las estaciones, la temperatura es elevada con pequeñas variaciones entre el día y la noche. Elevada pluviometría, vientos pocos rápidos. 

En esta arquitectura encontramos:

Casa tribal: casa unifamiliares hechas con bambu.
Casa Malaya: Casa alargadas, viviendas comunales, con galerías que sirve de articulación de las diferentes partes de la planta

1- Tejado: llamados attap, son muy empinados, cubiertos con esteras hechas con hoja de palmera entretejida. Esta estructura a menudo esta triangulada con diferentes superficies inclinadas como grandes lucarnas, así de esta forma sirve para ventilar la casa.
Pero lógicamente los edificios deben estar en superficies amplias y alineados trasversalmente a la dirección del aire para sí tener mínima resistencia.


Plantas alargadas con una sola fila de habitaciones, piso elevado del terreno apoyado sobre pilares, estas características permite la entrada de aire por el mecanismo de ventilación cruzada. 
3- Su cerramiento como tal es virtual donde la piel que cubre la casa sirve para respirar ya que esta hecho también de bambu por que es un material de baja capacidad térmica. Una atracción de esta arquitectura son sus pilares finos espaciados (casa malaya) que limitan el exterior con el interior pero modulados sus ventanas y puertas son amplias y de la misma característica de su cerramiento. Por que el almacenamiento  del calor no se aplica a estos climas.

Criterios de Refrigeración Pasiva en la Casa Ecológica

Refrigeración Pasiva en Arquitectura

Arquitectura Bioclimatica Comestible y Refrigeración Grátis!!!

¿Cual es la mejor orientación para una casa?

La mejor orientación para un edificio es tener en cuenta la implantación del edificio. Esto implica varias cosas:
1- conocer la topografía del sitio
2- saber dónde hay forestación preexistente
3-saber ubicar el edificio con respecto al norte
4-aprender a utilizar una carta solar.



Es fundamental la existencia de sombras sobre cubiertas, paredes y espacios exteriores.
Se debe emplear materiales de bajo calor especifico para apantallar las aberturas con el objeto de asegurar su rápido enfriamiento pasivo después de la puesta de sol.

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En el caso de conjunto de viviendas, es aconsejable la alineación de edificios ubicándolos próximos entre sí, con un eje principal orientado Este- Oeste.
En lo posible se buscará agrupar compactamente a los edificios con calles y peatonales estrechas, galerías, recovas, etc. Y patios pequeños, con el objeto de conseguir un máximo de sombra y de ambiente fresco.

Para conseguir sombras sobre las techumbres un método eficaz es construir una segunda cubierta sobre la primera. Es necesario separarla completamente del tejado principal para disipar el calor mediante el aire que circula por el espacio entre ambas y emplear superficies reflectivas en las dos cubiertas.
La superficie del techo inferior deberá reflejar las radiaciones de temperaturas bajas (longitudes de onda infrarroja) emitidas por la cubierta superior calentada por el sol. Es conveniente utilizar superficies metálicas pulidas.

Los edificios próximos a los espacios abiertos así como los pavimentos y el terreno seco se calientan rápidamente provocando deslumbramientos y haciendo sumamente in-confortable el uso de los espacios exteriores durante el día. Durante la noche estas superficies irradian el calor almacenado durante las horas de luz solar. La estrechez de las peatonales o el cerrado de los recintos exteriores con paredes protegidas por sombras, pueden evitar los efectos citados, al tiempo que también protegen del polvo y los vientos cálidos.

La existencias de los árboles, plantas y agua en los espacios cerrados enfrían el aire por efecto de la evaporación a la vez que evitan el polvo y proporcionan sombra y alivio visual y psíquico.

El Patio,  un buen ejemplo de refrigeración pasiva en la casa Autosuficiente de los climas Cálidos:

En el clima cálido seco, los patios son espacios abiertos óptimos para enfriamiento pasivo, en ellos se almacenan aire frío por ser mas denso que le aire caliente que lo rodea.


 Si es pequeño, es decir tiene ancho menor que la altura puede el aire frío estratificarse. Las paredes elevadas que lo rodean le proporcionan sombras, quedando grandes áreas del suelo del patio y de las paredes protegidas del sol durante el día.

Techumbres, paredes y aberturas el método básico de absorber las elevadas variaciones térmicas diurnas, consiste en emplear estructuras de elevada capacidad térmica como son materiales pesados. Pero es fundamental disipar a la noche el calor almacenado durante el día y la disipación del calor por la noche con una adecuada ventilación.

Como hacer bloques de Tierra Comprimida

Bloques de tierra compactada

 Casas de Adobe 

El bloque de tierra prensada es una técnica intermedia entre el adobe y el tapial. Es parecida al adobe porque utiliza un molde, y es parecida al tapial porque se compacta tierra húmeda y no barro.
 Se necesita una máquina especial: una prensa para bloques de tierra (las bloqueteras para cemento no sirven).

Una de las ventajas es que se pueden hacer bloques en época de lluvia, porque pueden almacenar  inmediatamente dentro de un local, colocando hasta en dos hileras los bloques frescos. Estos bloques se secan en una semana, al sol y afuera, y en un mes dentro de una casa. Tienen que estar completamente secos antes de usarse.

Los bloques pueden tener formas diferentes según el uso a que se los destine. Por ejemplo, hay una forma especial de bloques para reforzar el muro con madera, en la llamada albañilería armada( si se refuerzan los muros con madera o cañas entrecruzadas a lo largo y verticales, se forma una rejilla resistente en el interior del muro. Los adobes o bloques deben tener entalladuras laterales para permitir el paso de los refuerzos).

Esta técnica permite estabilizar la tierra con cal o cemento, sobre todo de los bloques que deben resistir más a la humedad.

La preparación de la tierra es tan fácil como en el tapial, pero hay que desmenuzarla y sacar las piedras. Mejor aún es cernirla con una malla de 1 cm o poco más. La cantidad de agua en la tierra debe ser muy exacta, un poco húmeda.

Para moldear, se amontona tierra en la prensa para que haya siempre tierra a mano. En el fondo del molde se coloca una planchita de contrachapado y se llena el molde con tierra húmeda. Se cierra la tapa y se baja la palanca con fuerza. 

La presión, de 10 a 20 kg/cm2 reduce a la mitad el volumen de tierra.
Al aflojar la presión, se abre la tapa por sí sola. Se sigue bajando la palanca y sale el bloque del molde. Por último se pone el bloque con la planchita en la segunda mesa, de donde se lleva al lugar de secado. Con este sistema se pueden producir 120 bloques de 28x18x9cm, cada hora. 

El bloque de tierra prensada es tan duro al salir de la prensa que se puede coger sin problemas. Se pone de canto y se recupera la planchita de contrachapado para el siguiente bloque.

Bioconstrucción Técnica Tapial




Bioconstrucción con Tierra

Construir con Tierra es volver a nuestros orígenes constructivos como la técnica:

 Tapial o Tapia


Más rápida que los bloques de tierra comprimida y, la más económica para construir paredes con barro
Una casa hecha de tapial puede ser muy resistente y hay ejemplos magníficos de construcciones con tapial en diferentes partes del mundo.
A primera vista la técnica del tapial parece muy simple porque con ella se levantan directamente las paredes de la casa, pero en realidad es delicada, debe conocerse muy bien y sobre todo ejecutarse con los cuidados y el tiempo necesarios.
Se necesitan buenas herramientas: una gabera o encofrado sólido que resista los golpes del pisón ( mazo) sin moverse. El pisón debe pesar lo más posible y no tener una cabeza mayor de 15 por 15 cm. Con la cabeza demasiado grande no se compacta bien la tierra.


Como hacer un Tapial

Preparación de la tierra

La tierra vegetal se aparta y amontona en un lado, luego se excava la tierra, se rompen los terrones y se quitan las piedras más grandes que un puño. La técnica del tapial consiste en compactar la tierra suelta para así expulsar el aire y eliminar los vacíos entre los granos. Así se logra mayor densidad y dureza del muro.

El primer secreto de un buen tapial es el grado de humedad, osea la cantidad de agua en la tierra.
Esto es algo muy exacto y determina la calidad del tapial. Usar demasiada o poca agua no se nota inmediatamente después de desencofrar; las consecuencias se verán con el tiempo: las paredes no resiste, la tierra se desmorona y el muro se erosiona fácilmente.

El agua facilita el movimiento de los granos de tierra; actúa como lubricante. Mucha agua impide la compactación porque le agua no se puede comprimir. En cambio, poca agua dificultara la compactación al faltar el lubricante.

El maestro tapiero conoce mediante la practica la textura adecuada de la tierra un truco fácil para conocer la cantidad exacta de agua consiste en tomar un puñado de tierra darle forma de bola y dejarla caer al suelo desde la altura de la cintura (aproximadamente 1 m). Sí se rompe en pocos pedazos grandes hay suficiente agua; si se aplasta sin romperse hay demasiad; si se rompe en muchos pedacitos no esta suficientemente hidratada.

El segundo secreto de un buen tapial

No compactar demasiada tierra de una vez.
No hay que golpear mas de 10 cm de tierra antes de haberla pisado con los pies. Si no se respecta esta regla, tendremos un tapial débil que se desmoronara con el paso del tiempo como prueba de la mala compactación

El tercer secreto de un buen tapial

Cruzar siempre las tapias.
Las tapias siempre deben cruzarse entre las esquinas o la unión entre dos muros. Por eso hay que cambiar la dirección del trabajo en cada hilera ya que los muros no cruzados tenderán abrirse reduciendo a la mitad su resistencia sísmica.

Todas las tapias deben colocarse horizontalmente. Pero si el terreno es inclinado se harán gradas en forma de escaleras.

Hay que planificar la construcción pensando en el tamaño de las tapias e intentar no deshacer nunca una tapia ya hecha.

Para protegerlas de la lluvia, las hilaras del tapial se cubren con paja, tejas u hojas de pita hasta acabar el techo.

La erosión de las esquinas se soluciona colocando un listón de madera angulado dentro del encofrado.

La Viga de Collar

Las esquinas son las partes mas débiles de la casa por esos deben reforzarse  Una buena idea es hacer una viga de collar, que consiste en un conjunto de piezas resistentes de madera o hierro, puestas encima de los muros, al rededor de la casa uniendo los muros entre si. 

La viga de collar se utilizan con todos los materiales ya sean adobe, tapiales o bloques prensados; con ellas evitaremos que se abren las esquinas y que se rajen o agrieten los muros. Es muy ventajoso tomar como referencia la altura de los dinteles de puertas y ventanas.

Puede construirse con troncos de eucalipto o con listones paralelos o con cemento armado.

La protección de los muros

Generalmente una casa se estropea porque la base de los muros no esta bien protegidas poniendo en peligro toda la estructura.

Hay dos causas para ello: el agua que sube por el interior del muro y la lluvia que golpea desde fuera en la base del muro.

El alero del tejado protege sobre todo la parte alta del muro. Algunas veces la acera del cemento alrededor de la casa hace que las gotas reboten contra el muro.
Con una ("Barrera impermeable" encima del sobre-cimiento impediremos que el agua suba sobre la pared, también es importante hacer un buen drenaje junto al cimiento, y una acera perimetral con pendiente que lleve el agua mas lejos posible del muro

Revestimiento o enlucidos

Hay diferentes formas de revestir el muro, variaran según el material que utilicemos y la forma de fijarlo. Por ejemplo la tierra o el yeso se pega solo a la pared, mientras que le cemento necesita alambres y clavos. 

Lo ideal que el material de revestimiento sea semejante al material de lo que esta hecho el muro. Por ejemplo, el cemento sobre muros de tierra es demasiado rígido  y mientras el muro de tierra se encoje con el tiempo el cemento queda rígido y se desprenderá. El material no debe ser más impermeable que el muro ya que en el interior de las casa siempre habrá vapor de agua que quiera pasar por ellas al exterior lo que nos causará problemas.

He aquí una recetas de revestimiento

1- Revestimiento de yeso con cal. Primera capa revestir con tierra. Segunda capa: una parte de yeso una parte de arena, y una décimo de cal. No necesita ningún sistema especial de fijación

2- Revestimiento de tierra con cemento. Escoger una tierra arenosa y mezclar 10 partes de tierra por 1 de cemento necesitaremos un sistema de fijación como cuñas pedazos de tejas o piedras.

3-Revestimiento de arena cemento y cal: una parte de cemento, una parte de cal, y 8 partes de arena, se necesita un sistema de fijación como una red de alambre o una malla geotextil.

4- Revestimiento de tierra con cal: 5 partes de tierra y 1 de cal apagada. Hay que dejar descansar la mezcla unos días antes de usarla. Se puede añadir una cuarta parte de cemento antes de usarla. también es necesario un sistema de fijación.

5- Revestimiento de tierra. Se utiliza la misma tierra del muro con un poco mas de arena y paja cortada. Esta mezcla se puede estabilizar empleando el jugo de algunas plantas y no necesita ningún sistema especial de fijación.



Usos térmicos del Color


Arquitectura Bioclimatica

Porque el Color varia la temperatura en una superficie

 Porquede una superficie hace variar el coeficiente de absorción de la radiación solar. Esto es importante para nuestras casas porque permite diferenciar mediante el color: 


Arquitectura Bioclimatica

 Las superficies de colección expuestas a la radiación directa debe absorber la máxima cantidad de energía solar. 


 El color negro no refleja ningún color y absorbe casi toda la luz (90-98%). Inversamente, el color blanco, brilla, refleja casi todas las longitudes de onda, absorbiendo muy poco (15-40%). Todos los otros colores están en porcentajes intermedios, en proporción a su saturación, tono y brillo.




Radiación absorbida por una superficie 

 En la superficie de determinado color, la radiación es absorbida selectiva-mente de acuerdo con las longitudes de onda incidentes. Entonces una pintura blanca reciente tiene una absortividad de solo 12% para la radiación solar de onda corta ( luz visible), pero la absortividad para la radiación de onda larga ( que puede provenir de otras superficies a temperaturas ordinarias) es alta ( ᴖᴗ 95%). 

Consecuentemente esta superficie tendrá también una emisividad del 95% para onda largas y será un buen radiador, perdiendo fácilmente el calor del mismo hacia superficies más frías ( 0 a la bóveda celeste), siendo al mismo tiempo un buen reflector de la radiación solar.


Por el contrario, un metal pulido tiene muy baja absortividad y emisividad para la radiación de onda corta y larga. Si bien es un buen reflector de la radiación, es un pobre radiador y pierde difícilmente su propio calor ( o el calor del muro o cubierta en contacto) por enfriamiento radiante.


Conclusión:


El color de una superficie da una buena indicación de su absortividad a la radiación solar. 


La absortividad decrece y la reflectividad aumenta con la claridad del color

 No indica el comportamiento de una superficie con respecto a la radiación de onda larga. Por ejemplo: la pinturas negras y blancas tienen muy diferentes absortividades para la radiación solar y una superficie negra se vuelve mucho más caliente por la exposición al sol. Pero las emisividades de onda larga de los dos colores son iguales y se enfrían igualmente a la noche por radiación a la bóveda celeste.


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Los Diferentes Climas que Existen Arquitectura







Arquitectura Bioclimatica: Los diferentes climas que existen arquitectura:


Clima frío: La reducción de pérdidas imprescindibles en clima fríos, puede ser resuelta por una construcción en parte enterrada y favoreciendo la acumulación de nieve contra los muros y techos en aquellos lugares donde nieva. Este tipo de construcciones fueron utilizadas por siglo en los países escandinavos, por ejemplo: Requiere además una solución formal para conseguir la no resistencia al viento y la no exposición a los vientos dominantes.

Climas cálidos y húmedos: Requieren sombreo y una granventilación, ya que el aiere próximo a la saturación, solo puede recibir pequeñas cantidades de vapor de agua. Es importante que el organismo sienta sensación de confort al poder evaporar la transpiración y esto solo se consigue renovando constantemente la masa de aire. Se pueden adoptar formas de campana de chimenea o elevar las construcciones. Es importante que los muros sean livianos y en lo posible calados.


Climas templados:  La humedad que se acumula en el interior del edificio y de los materiales de construcción debe ser controlada mediante la exposición al sol y al viento. Esto hace desaconsejable las construcciones enterradas que sí son convenientes para los climas más fríos. Los invernaderos y otros dispositivos de calefacción solar pueden usarse ventajosamente. Además el refrescamiento solo es necesario durante una parte del verano y puede estar asegurado por tragaluces o ventanitas en los techos u otros sistemas de ventilación que reduzcan las necesidades energéticas suplementarias. Por su variabilidad constituye un tipo de clima que presenta dificultades muy serias para soluciones solamente pasivas.

Climas cálidos y secos:  En este caso, el confort diurno depende principalmente de la posibilidad de obtener una reducción adecuada de la radiación solar, tanto directa como reflejada por solados o por las edificaciones vecinas. Se trata principalmente de un problema de protección donde es importante seleccionar bien los materiales de paredes y techumbres. Es aconsejable el empleo de masas importantes. El aire en circulación no ofrece muchas ventajas en interiores a no ser que se enfríe y filtre. Los muros tendrán ventanas pequeñas y persianas que protejan de la radiación diurna. Es aconsejable el empleo de patios con vegetación caduca que aseguran la intimidad y permiten tener asolamiento en invierno. Las lucarnas y tragaluces en techos pueden ser utilizados para ventilar la casa.

Espacios tapones y moderadores.




Constituyen otro elemento para tener en cuenta en la toma de partido, que se suma a los ya vistos como el aprovechamiento de los vientos, los ejes, las formas conservadoras y las que favorecen la ganancia solar.
Hace unos años Louis Kahn y Philip Johnson desarrollaron teorías de diseño donde hablan de espacios sirvientes y servidos, o espacios de sevicio y de uso, es decir, ponían el énfasis en la especialización de espacios.

En forma similar podemos hacer en arquitectura solar la diferenciación de espacios térmicos, es decir utilizar como protección o escudo de los espacios de uso común a aquellos otros que normalmente denominamos espacios de servicio para que actúen como amortiguadores del contacto con el exterior.
Son llamados espacios tapones. También podemos pensar en utilizar espacios que nos sirvan de elementos moderadores térmicos o de lugares donde se produzcan determinados impacto de ganancias térmicas, sobre todo en climas templados o fríos,  es el caso de los invernaderos.
El invernadero es un elemento diferenciado térmico o energéticamente del resto de la casa, cuya misión es absorber energía y transferirla.  Actúa como espacio absorbedor, moderador y de uso diferenciado.



Arquitectura Bioclimatica

Muchos arquitectos consideran el invernadero como un verdadero colector solar que hace también el papel de espacio tapón. En realidad, el invernadero deberá funcionar más bien como espacio moderador de oscilaciones térmicas exteriores.
A toda captación de la radiación solar debe ir ligado un almacenamiento o por lo menos un sistema de desfasaje y de acumulación para algunas horas. Al ser el aire incapaz de realizar esta función el invernadero debe ir acompañado de una masa térmica absorbente, por ejemplo un suelo pesado o un muro pesado o un acumulador en agua. El muro constituye la mejor solución, porque no solo puede recuperarse más fácilmente sus perdidas , restituyendo el calor absorbido durante e día a los ambientes habitables, sino que además por la noche ofrece una protección con respecto al ambiente bastante frío.

El invernadero es un sistema complejo, difícil de dominar y parece adaptarse mejor a los climas donde domina la radiación difusa.

Ahorro Energético

Calentamiento sobre las Paredes

Arquitectura Bioclimatica

Efectos de una simetría solar.
La orientación de una habitación es la dirección a la que miran sus paredes exteriores, aunque en general se aplica a las aberturas. la elección de la orientación está sujeta a muchas consideraciones incluyendo: las vistas en diferentes direcciones, la posición del edificio en relación a los caminos cercanos, la topografía del sitio, la localización de las fuentes de ruido y la naturaleza del clima.


La orientación del edificio afecta al clima interior, por la regulación de dos factores climáticos distintos:
1- La radiación solar y su efecto de calentamiento sobre las paredes y techos.
2-Los problemas de ventilación asociados con la dirección de los vientos prevale-cientes.

Consideraciones de estos dos factores pueden conducir a requerimientos de orientación contradictorios. En un lugar cálido, por ejemplo: una orientación puede proveer los sombreos requeridos, mientras que otra puede interesar la influencia de los vientos. La elección final estará basada en evaluar las ventajas de cada factor. 

Como el recorrido del sol es simétrico respecto del meridiano del lugar, determina un par de ejes que nos ayudarán a orientar teniendo en cuenta las posibilidades de captación del recurso solar, aprovechando las diferentes situaciones de la mañana, mediodía y tarde. Se pueden buscar, por ejemplo, las formas capaces de captar el sol en invierno y de protegerse de él en verano, agrandando las fachadas hacia la mejor orientación ( cuidado de no sobredimensionarlas) y cerrándolas hacia las más desfavorables.

Podemos analizar las ventajas de diseñar de acuerdo a determinados ejes, en el ejemplo de un edificio que se abre hacia el sol siguiendo su trayectoria y se cierra hacia las orientaciones desfavorables.