Arquitectura Sostenible: Bioclimática y Comunitaria

Transcripción

1 Arquitectura Sostenible: Bioclimática y Comunitaria Diseño de Proyecto Integral Mérida 2008 Ing Timo Márquez (marquezt@asme.org) 1

2 2 esquema general Jueves 25 Mañana: Diseño de Proyecto Integral Arq Sostenible o Sustentable (Prof Salvatierra) Casos de Estudio Tarde: Ordenanza de Calidad Térmica del Municipio Maracaibo Viernes 26 Mañana: Caso de Estudio Kokstad (Sudáfrica) Introducción facilitación de talleres Tarde: Facilitación de talleres (cont) Proyectos comunitarios

3 3 agenda Introducción (Desarrollo Sustentable y Ambiente Construido) Definición Metodología Consideraciones Casos de Estudio (enfoque térmico e iluminación) Equipo de Diseño Edificio de Oficinas Conjunto residencial Piscina

4 4 Concepto del desarrollo sustentable El desarrollo que cubre las necesidades actuales sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades Comisión Brundtland Nuestro Futuro Común

5 5 Eventos importantes del desarrollo sustentable ONU - Stockholm Conference of the Human Environment Libro Limits to Growth Preocupación por ecosistema Cambio Climático - IPCC Protocolo de Montreal Medidas para mitigar los efectos y consecuencias ONU Cumbre de Río Agenda 21 Involucrar a todos los actores sociales ONU Cumbre de Johannesburgo Implementación de Protocolo de Kyoto Metas del Milenio Evaluación y establecer metas y objetivos

6 6 Relación entre el desarrollo sustentable e impacto ambiental Impacto ambiental = Población * Consumo * Tecnología

7 7 Relación entre el desarrollo sustentable e impacto ambiental Impacto ambiental = Población * Consumo * Tecnología millones millones millones millones Fuente: varias

8 8 Relación entre el desarrollo sustentable e impacto ambiental Impacto ambiental = Población * Consumo * Tecnología Japón: 632 kg/cap China: 105 kg/cap India: 26 kg/cap Vzla: 125 kg/cap (IISI 2002) Consumo aparente de acero (kg/cap)

9 9 Relación entre el desarrollo sustentable e impacto ambiental Impacto ambiental = Población * Consumo * Tecnología Tecnología puede ser potenciador o mitigador

10 10 Desarrollo Sustentable y Ambiente Construido El diseño sostenible integra consideraciones de eficiencia en el uso de recursos y de la energía, ha de producir edificios sanos, ha de utilizar materiales ecológicos y debe considerar la sensibilidad estética que inspire, afirme y emocione... International Union of Architects y AIA un diseño sustentable busca soluciones arquitectónicas que garanticen el bienestar y coexistencia de elementos inorgánicos, organismos vivientes y humanos

11 11 Diseño de Proyecto Integral Cual es la forma tradicional? Diseño Esquemático Diseño Conceptual Desarrollo de Diseño Documentación Permisología Construcción Que Quién (equipo) Como Quién Realización Desarrollo de proyecto Preguntas: Donde se definen los criterios/objetivos de sustentabilidad? Quienes ayudan a definir dichos objetivos? Cuando se definen los indicadores de desempeño? Cual es el nivel de comunicación/sinergía del equipo de diseño?

12 12 Diseño de Proyecto Integral Qué consideramos que es un diseño de proyecto integral? Conceptualización Criterios de Diseño Detalle de Diseño Documentación Permisología Construcción Que Quién (equipo) Quién Como Desarrollo de proyecto Realización Diferencias: Definición temprana de objetivos y criterios Identificar tempranamente tecnologías y alternativas Ampliar comunicación del equipo de diseño Otros aspectos??

13 13 Diseño de Proyecto Integral Es un proceso que integra personas, sistemas, estructuras de negocios y practicas en un proceso que de manera colaborativa promueve el talento y experticia de los participantes para reducir desechos y optimizar la eficiencia en todas las fases de diseño y construcción

14 14 Qué se puede seguir / aplicar en relación a un diseño integral y criterios sustentables? Existen metodologías que ofrecen una guía: SBAT

15 15 Integración de equipo multidisciplinario Definición de meta y objetivos Rol del equipo Disciplinas iniciales de ataque Cuantificación de Impacto Identificación de consideraciones Energía, agua, materiales, métodos constructivos Evaluación de Metodologías internacionales Depuración de consideraciones Identificación y Evaluación de intervenciones Generar con cada intervención un impacto que cumpla con la meta establecida. Verificar que las intervenciones y consideraciones cumplen con un diseño sustentable

16 16 Consideraciones Ambiente Agua Energía Calidad Interior Lugar Materiales y componentes Sustainable Sites Prereq 1 Construction Activity Pollution Prevention Credit 1 Site Selection Credit 2 Development Density & Community Connectivity Credit 3 Brownfield Redevelopment Credit 4.1 Alternative Transportation, Public Transportation Access Credit 4.2 Alternative Transportation, Bicycle Storage & Changing Rooms Credit 4.3 Alternative Transportation, Low-Emitting and Fuel-Efficient Vehicles Credit 4.4 Alternative Transportation, Parking Capacity Credit 5.1 Site Development, Protect of Restore Habitat Water Efficiency Credit Indoor 5.2 Site Environmental Development, Maximize Quality Open Space Credit 6.1 Stormwater Design, Quantity Control Credit Prereq 6.21 Stormwater Minimum IAQ Design, Performance Quality Control Credit 1.1 Water Efficient Landscaping, Reduce by 50% Credit Prereq 7.12 Heat Environmental Island Effect, Tobacco Non-Roof Smoke (ETS) Control Credit 1.2 Water Efficient Landscaping, No Potable Use or No Irrigation Credit Credit Heat Outdoor Island Air Effect, Delivery Roof Monitoring Credit 2 Innovative Wastewater Technologies Credit Credit 8 2 Light Increased Pollution Ventilation Reduction Credit 3.1 Water Use Reduction, 20% Reduction Credit 3.1 Construction IAQ Management Plan, During Construction Credit 3.2 Water Use Reduction, 30% Reduction Materials & Resources Credit 3.2 Construction IAQ Management Plan, Before Occupancy Energy & Atmosphere Prereq 1 Storage & Collection Credit 4.1 Low-Emitting of Recyclables Materials, Adhesives & Sealants Credit 1.1 Building Reuse, Credit 4.2 Maintain Low-Emitting 75% of Existing Materials, Walls, Paints Floors & & Coatings Roof Prereq 1 Fundamental Commissioning of the Building Energy Systems Credit 1.2 Building Reuse, Credit 4.3 Maintain Low-Emitting 100% of Existing Materials, Walls, Carpet Floors Systems & Roof Prereq 2 Minimum Energy Performance Credit 1.3 Building Reuse, Credit 4.4 Maintain Low-Emitting 50% of Interior Materials, Non-Structural Composite Elements Wood & Agrifiber Products Prereq 3 Fundamental Refrigerant Management Credit 2.1 Construction Credit Waste 5 Indoor Management, Chemical Divert & Pollutant 50% from Source Disposal Control Credit 1 Optimize Energy Performance Credit 2.2 Construction Credit Waste 6.1 Controllability Management, Divert of Systems, 75% from Lighting Disposal Credit 2 On-Site Renewable Energy Credit 3.1 Materials Reuse, Credit 6.2 5% Controllability of Systems, Thermal Comfort Credit 3 Enhanced Commissioning Credit 3.2 Materials Reuse,10% Credit 7.1 Thermal Comfort, Design Credit 4 Enhanced Refrigerant Management Credit 4.1 Recycled Content, Credit % Thermal (post-consumer Comfort, Verification + ½ pre-consumer) Credit 5 Measurement & Verification Credit 4.2 Recycled Content, Credit % Daylight (post-consumer & Views, Daylight + ½ pre-consumer) 75% of Spaces Credit 6 Green Power Credit 5.1 Regional Materials, Credit % Daylight Extracted, & Views, Processed Views for & Manufactured 90% of Spaces Regio Credit 5.2 Regional Materials, 20% Extracted, Processed & Manufactured Regio Credit 6 Rapidly Renewable Materials Credit 7 Certified Wood

17 17 Otras consideraciones a tomar en cuenta: Sociedad Bienestar de ocupante Ambiente inclusivo Accesos Participación y control Educación, salud y Seguridad Economía local Eficiencia Adaptabilidad Costos Operativos Costos de Capital Económico

18 18 Casos de Estudio: 1. Conceptualización de proyecto con equipo de diseño 2. Consideraciones Energía y Calida Interior para Edificio de Oficina 3. Conjunto residencial 4. Sombra y deslumbramiento en piscina cerrada

19 19 (1) Edificio Oficina: Sudáfrica Conceptualización de Diseño: Integración de equipo de diseño (cliente, arquitectos e ingenieros) Definición temprana de objetivos y criterios Identificar de consideraciones

20 20 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Evaluar indicadores para el desempeño lumínico del diseño Analizar impacto de muebles para la iluminación natural Indicadores: Daylight Factor: requerimiento para Green Star (proporción entre iluminancia interior sobre exterior) Daylight Autonomy: Indica el porcentaje de horas para el que se logra el mínimo de iluminancia (lux) requerido DAmax: Indica el porcentaje de horas cuando condiciones de la luz directa o alto nivel de luz están presente (es un indicativo de deslumbramiento) UDI : Indica el porcentaje del tiempo en que niveles de iluminación tienen uso para el ocupante (<100 lux muy oscuro, >2000 lux muy iluminado), kwhr: Indica la energía eléctrica ahorrada por el sistema de iluminación

21 21 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Evaluar indicadores para el desempeño lumínico del diseño Analizar impacto de muebles para la iluminación natural North facade Protección solar horizontal Estantes de luz Vidrio translucidos Vidrios doble claros Aislamiento Balcones South facade

22 22 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Factor all clear windows Tvis Ventanas Doble : 65% Tvis Ventanas translucidas: 30% Reflectividad: Piso 0.30 Pared 0.70 Techo 0.80 clear windows and opaque panels

23 23 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Factor % Observations: Daylight Factor - 7% of sensor are above 2%

24 24 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Factor % Observations: Daylight Factor - 17% of sensor are above 2%

25 25 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Autonomy Impacto de muebles Workstation 1 Time: 7-19 Lux level: 350 lux Power density: 11 W/m2 Area: 681 m2 Workstation 2

26 26 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Autonomy Impacto de muebles % Observations: DA of sensors fall between 0% and 86% 26% of sensors with DA above 60% Workstation distribution has an impact on daylight penetration 0

27 27 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Autonomy Impacto de muebles % Observations: DA of sensors fall between 0% and 87% 35% of sensors with DA above 60% Glazing systems transmittance seems low for current design 0

28 28 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: Daylight Autonomy Impacto de muebles % 100+ muy oscuro rango aceptable % % muy claro

29 29 (2) Edificio Oficina: Sudáfrica Optimización de Iluminación Natural: kwh ahorrados debido a iluminación natural Observations: kwh/m2: 35.1 Sensor B Sensor A % % Workstation 1 Workstation 2 Sensor A: 14.8 kwh/m2 8.5 kwh/m2 Sensor B: 6.4 kwh/m2 5.2 kwh/m2 Ahorro solo debido a consumo eléctrico para iluminación, se tiene mayor ahorro ya que se reduce calor generado que debe retirar unidad de acondicionamiento

30 30 (3) Residencial: La Piedra Loft (RVM & Asociados - Maracaibo) Calle. 67B Av. 15 Delicias Futuro desarrollo multifamiliar La Piedra Loft Modulo 2 Modulo 1 UBICACIÓN Av. 15A SECCION ISOMETRICA DEL MODULO TIPICO PLANTA DE CONJUNTO 1 ALTERNATIVA DE DESARROLLO PLANTA DE CONJUNTO DEFINITIVA

31 31 (3) Residencial: La Piedra Loft (RVM & Asociados - Maracaibo) Bienestar de Ocupantes: Proveer a los ocupantes una conexión entre espacios internos y externos a través de la de iluminación natural y vistas a áreas regularmente ocupadas 97.5% 100% 99.8% Porcentaje de vistas al exterior en ambientes regularmente ocupados

32 32 (3) Residencial: La Piedra Loft (RVM & Asociados - Maracaibo) Optimización de Iluminación Natural Autonomía de iluminación natural

33 33 (3) Residencial: La Piedra Loft (RVM & Asociados - Maracaibo) Uso de agua: Maximizar la eficiencia del agua dentro de edificaciones y reducir el peso sobre el sistema municipal. Promover la conservación de recursos naturales y optimizar su uso Aguas Semi-tratadas (Irrigación) Aguas Semi-tratadas (Irrigación) Aguas Negras Planta de tratamiento Aeróbico Aguas Semi-tratadas (Irrigación)

34 34 (3) Residencial: La Piedra Loft (RVM & Asociados - Maracaibo) Tabla de incentivos (Ordenanza de Calidad Térmica y Eficiencia de la Envolvente Calidad Térmica) BASE BLOQUE 1 BLOQUE 2 ASHRAE + Nivel Elementos Opacos Elementos Opacos Elementos Opacos U-value U-value (base) (base) Piso 1,27 1,27 1,27 1,825 Techo 0,9 0,9 0,36 Pared (ext) 2,07 0,42 0,42 0,875 Ventanas Ventana Ventana Ventana Ventana U / SHGC U / SHGC U / SHGC U / SHGC NE 5.98 / / / 0.25 SE 5.98 / / / / 0.25 SO 5.98 / / / 0.25 NO 5.98 / / / valores maximos para la configuración VTTG del proyecto W/ m2 N NE E SE S SO O NO Área P Área T 0,00 2,81 0,00 58,70 0,00 3,31 0,00 34,16 39,88 8,76 Resultados de Diseño Final Coeficientes de transferencia de calor de las configuraciones

35 35 (4) Blue Downs Pool (Sudáfrica) Control Solar e Iluminación: Fuentes directas y difusas de luz natural Reducir situaciones de deslumbramiento Recomendaciones al diseño

36 36 (4) Blue Downs Pool (Sudáfrica) Caso base LT 90% Caso 1 LT 50% Control Solar e Iluminación: Se realizaron varios escenarios para optimizar el diseño Se disminuye transmisividad del cristal Caso 2 LT 30%

37 37 (4) Blue Downs Pool (Sudáfrica) Evaluar reflejo y deslumbramiento de diferentes vistas Recomendaciones al diseño

38 38 (4) Blue Downs Pool (Sudáfrica) Evaluar reflejo y deslumbramiento de diferentes vistas Recomendaciones al diseño

39 39 Resumen: Diseño de Proyecto Integral Integración de equipo multidisciplinario Definición de meta y objetivos Rol del equipo Disciplinas iniciales de ataque Cuantificación de Impacto Identificación de consideraciones Energía, agua, materiales, métodos constructivos Evaluación de Metodologías internacionales Depuración de consideraciones Identificación y Evaluación de intervenciones Generar con cada intervención un impacto que cumpla con la meta establecida. Verificar que las intervenciones y consideraciones cumplen con un diseño sustentable %

40 40 PREGUNTAS