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EDIFICIOS MULTIFAMILIARES BIOCLIMÁTICOS, Monografías, Ensayos de Proyectos Arquitectónicos

En este ensayo sobre edificios multifamiliares bioclimáticos, trataremos de responder a la pregunta: ¿Cómo los principales aspectos de la Arquitectura Bioclimática influyen al momento de diseñar un edificio multifamiliar?. Se analiza los conceptos bioclimáticos en 3 edificios multifamiliares internacionales: L’unité d’habitation, la 8 House y la Torre Bolueta.

Tipo: Monografías, Ensayos

2020/2021

Subido el 26/01/2021

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE
INGENIERÍA
Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Artes
TEMA: EDIFICIOS MULTIFAMILIARES
BIOCLIMÁTICOS
Análisis de confort bioclimático en relación con el
asoleamiento, ventilación y materialidad para edificios
multifamiliares en climas oceánicos templados: Caso BIG
8 HOUSE (Copenhague-Dinamarca) y Torre Bolueta
(Bilbao-España)
ROJAS PAZ CRISTHIAN MIGUEL
CÓDIGO: 20180290G
DISEÑO BIOCLIMÁTICO 1
CÁTEDRA:
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERÍA

Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Artes

TEMA: EDIFICIOS MULTIFAMILIARES

BIOCLIMÁTICOS

Análisis de confort bioclimático en relación con el

asoleamiento, ventilación y materialidad para edificios

multifamiliares en climas oceánicos templados: Caso BIG

8 HOUSE (Copenhague-Dinamarca) y Torre Bolueta

(Bilbao-España)

ROJAS PAZ CRISTHIAN MIGUEL

CÓDIGO: 20180290G

DISEÑO BIOCLIMÁTICO 1

CÁTEDRA:

  • Arq. David Rayter
  • Arq. Mary Zúñiga

CICLO 2020-II

CONTENIDO:

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

DESARROLLO

  1. Clima oceánico templado según Koppen: Copenhague (Dinamarca) y Bilbao (España)
  2. El asoleamiento en los edificios multifamiliares 1.1. La BIG 8 House y la diferencia de alturas 1.2. ¿La Torre Bolueta es un edificio Passivhaus?
  3. La ventilación en los edificios multifamiliares 3.1. La BIG 8 House y el aprovechamiento de los vientos 3.2. La Torre Bolueta y su nulo aprovechamiento de los vientos.
  4. La materialidad en los edificios multifamiliares 4.1. La BIG 8 House, el hormigón y el tratamiento de techo verde 4.2. La Torre Bolueta y su sobrecalentamiento CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN:

En los últimos años, el proceso de expansión urbana ha llevado a los arquitectos a buscar nuevas formas de diseñar el hábitat humano, en respuesta a este constante crecimiento poblacional se construyen cada vez más edificios multifamiliares, que también son llamados vivienda de alta densidad, por la alta densidad de personas que pueden habitar en, relativamente, pocos metros cuadrados, pero estos edificios multifamiliares no pueden perder el componente del confort y bienestar que deben brindar, ya que la finalidad de un lugar habitable es la de proporcionar una vida buena y cómoda (Bo Bardi, s.f.), con todas estas premisas desarrollaremos en este trabajo, el tema de los edificios multifamiliares bioclimáticos. Pero antes de hablar de edificios multifamiliares bioclimáticos, debemos entender qué es la arquitectura bioclimática, primero tenemos la definición general que nos da la Real Academia de la Lengua Española, dónde nos dice que la definición de un edificio bioclimático es: “ Dicho de un edificio o de su disposición en el espacio: Que trata de aprovechar las condiciones medioambientales en beneficio de los usuarios.” (RAE, 2014). Pero para el trabajo que realizaremos, ya que es de carácter científico, consideraremos la definición dada por un experto en el tema, de este modo tenemos a la Arquitecta Beatriz Garzón, que en su libro Arquitectura Bioclimática nos dice lo siguiente: “La arquitectura bioclimática es aquella arquitectura que tiene en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudar a conseguir el confort higrotérmico interior y exterior. Involucra y juega - exclusivamente- con el diseño y los elementos arquitectónicos, sin utilizar sistemas mecánicos (los que son considerados sólo como sistemas de apoyo).” (Garzón, 2007). Luego de extraer estas 2 definiciones sobre lo que es la arquitectura bioclimática, pasaremos a desarrollar cada uno de los puntos que la conforman, específicamente el tema del confort higrotérmico, que agrupa el confort en relación con la temperatura, humedad, velocidad del aire y radiación térmica. (Jaureguiberry, 2010) Ahora pasaremos a definir lo que es un edificio multifamiliar, que por lo general es un edificio de más de un piso, conformado por numerosas unidades de vivienda o departamentos, las cuales pueden disponerse en un nivel cada una, o más de una; además, estas unidades de vivienda, están destinadas para ser habitados por una familia, teniendo así un número determinado de familias, que no necesariamente son de la misma sangre, habitando el mismo edificio; estos departamentos cuentan con una circulación general, por la cual se movilizarán todos los habitantes del edificio, además,

dependiendo de la tipología de cada unidad de vivienda, pueden contar con circulaciones internas, que solo será usadas por la familia que habite dicha unidad. Más adelante, en el desarrollo del ensayo, detallaremos más a fondo los distintos conceptos que abarcan tanto la arquitectura bioclimática, ya sean los conceptos de orientación respecto al recorrido solar, la protección solar mediante el diseño, el uso de la ventilación cruzada y los distintos materiales usados tanto en el suelo, techo y paredes, estos conceptos los desarrollaremos en 3 partes, Asoleamiento, Ventilación y Materialidad. Luego veremos cómo estas condiciones influyen en el diseño de los edificios multifamiliares, para que logren obtener el confort que deben brindar estos edificios, y también detallaremos las distintas tipologías del edificio multifamiliar, y de las unidades que lo conforman, viendo como el diseño de estas se ve condicionado por las variantes bioclimáticas, tratando de responder a cada uno de los conceptos que mencionamos. Para esto tomaremos 2 casos de edificios multifamiliares: La BIG 8 HOUSE en Dinamarca, de la oficina BIG (Bjarke Ingels Group), y el edificio Torre Bolueta en España, del estudio Varquitectos. Analizaremos principalmente tres aspectos bioclimáticos en estos edificios multifamiliares, el sol, el viento y la materialidad, para así llegar a una conclusión general. Ahora, después de haber desarrollado todas estas definiciones, conceptos y analizado los 3 ejemplos que tenemos sobre nuestro tema. Responderemos: ¿Cómo el asoleamiento, la ventilación y la materialidad influyen al momento de diseñar un edificio multifamiliar en climas oceánicos templados? Resolveremos esta incógnita mientras desarrollamos el ensayo, y culminaremos con una breve conclusión, sintetizando todo lo dicho y analizado en nuestros ejemplos, y nos centraremos en explicar cuáles son aspectos más importantes de la arquitectura bioclimática, y como estos llevan al diseño funcional de los edificios multifamiliares.

A. COPENHAGUE – DINAMARCA

Copenhague es la capital de Dinamarca, se encuentra en la costa oriental de Selandia (isla al este de Dinamarca) las coordenadas del centro de la ciudad son: 55°40′34"N 12°34′08″E. Respecto a la temperatura , para verificar los datos usaremos 2 fuentes, la primera es Weather Spark , una página web que brinda datos resúmenes de climas, basándose en promedios de distintas estaciones de las ciudades, y la segunda es Climate Consultant 6.0 , un programa en el que se ingresan datos descargados de la web en formato EPW, y respecto a ellos elabora gráficos y cuadros de las condiciones meteorológicas del lugar elegido. Fuente: Weather Spark Fuente: Climate Consultant 6.

Luego de ver ambos gráficos se puede concluir que en la ciudad Copenhague durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de - 2 °C a 21 °C aproximadamente y puede llegar a baja a menos de - 8 °C o subir a más de 26 °C.

  • La temporada templada dura aproximadamente 3.1 meses , desde junio hasta setiembre , y la temperatura máxima promedio diaria es más de 18 °C. El día más caluroso del año se da en julio , con una temperatura máxima promedio de 21 °C y una temperatura mínima promedio de 14 °C.
  • La temporada fría dura aproximadamente 3.9 meses , del mes de noviembre al mes de marzo , y la temperatura máxima promedio diaria es menos de 6 °C. El día más frío del año se da en febrero , con una temperatura mínima promedio de - 2 °C y máxima promedio de 3 °C. Respecto a los vientos , la información la extraeremos de Meteoblue , que también es una web que brinda datos meteorológicos, y cuenta con un apartado de rosa de vientos. Y también usaremos la antes mencionada Climate Consultant 6.0. Rosa de vientos durante todo el año. Fuente: Meteoblue

B. BILBAO – ESPAÑA

Bilbao se encuentra en la comunidad autónoma del País Vasco, al sur de España, las coordenadas del centro de la ciudad son: 43°15′44″N 2°57′12″O. Respecto a la temperatura , para verificar los datos usaremos las 2 fuentes que usamos para la ciudad de Copenhague, Weather Spark, y Climate Consultant 6.. Fuente: Weather Spark Fuente: Climate Consultant 6.

Luego de ver ambos gráficos se puede concluir que en la ciudad Bilbao durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de 5 °C a 24 °C y rara vez baja a menos de 1 °C o sube a más de 29 °C.

  • La temporada templada dura aproximadamente 3 meses, del mes de junio al mes de setiembre, y la temperatura máxima promedio diaria es más de 22 ° C. El día más caluroso del año se da en el mes de agosto, con una temperatura máxima promedio de 24 °C y una temperatura mínima promedio de 17 ° C.
  • La temporada fresca dura aproximadamente 4 meses, del mes de noviembre al mes de marzo, y la temperatura máxima promedio diaria es menos de 14 ° C. El día más frío del año se da en el mes de febrero, con una temperatura mínima promedio de 5 ° C y máxima promedio de 12 ° C. Respecto a los vientos , al igual que con Copenhague la información la extraeremos de Meteoblue y también usaremos Climate Consultant 6.0. Información de vientos durante todo el año. Fuente: Meteoblue

Luego de ver las condiciones meteorológicas en cuanto a temperatura y vientos de las ciudades de Copenhague y Bilbao, podemos ver que tienen condiciones similares de temperatura, ya que pertenecen a la misma zona climática. COPENHAGUE BILBAO

2. El sol en los edificios multifamiliares “El sol no supo de su grandeza hasta que incidió sobre la cara de un edificio.” (Kahn Louis, s.f.). Con esta frase nos introduciremos en el tema del asoleamiento, y como el diseño de edificios multifamiliares aprovecha las condiciones del lugar en el que se encuentran, respecto al recorrido solar. Los edificios que usen el sol para definir el diseño deberán estar adaptados y e implementados con tecnología que aproveche la energía solar en el acondicionamiento físico de sus ambientes, enfatizando en el confort de sus usuarios, mediante la energía directa del sol. (Graciana, 1984). 2.1. La 8 House y la diferencia de alturas Para este análisis, comenzaremos con el estudio de la 8 House, obra del Arquitecto danés Bjarke Ingles. Esta obra, cuya construcción culminó en 2010 , se encuentra ubicada en Copenhagen (Dinamarca), exactamente en las coordenadas 55° 37’ 02” N - 12° 34’ 20” E. Respecto a la orientación de este edificio multifamiliar, se ubica de manera longitudinal de norte a sur, con habitaciones en todas las caras. La disposición funcional del edificio, que coloca zonas de comercio en las plantas bajas y las unidades de vivienda en las plantas superiores, permite a estas unidades aprovechar el sol que, debido a la ubicación, en invierno comienza a iluminar luego de las 8:30 hs del día. A esto se le suma la forma característica de este edificio, el edificio tiene una altura menor en la esquina suroeste, y mayor en la noroeste, además cuenta

con 2 patios interiores con amplios espacios verdes que garantizan tanto el asoleamiento como las vistas para cada unidad de vivienda, a esto se le suma la esquina baja en dirección suroeste, que permite el ingreso de luz solar en el patio sur, además del asoleamiento de las viviendas. Asoleamiento durante todo el año de la BIG 8 HOUSE, Copenhague-Dinamarca. Fuente: Sun Earth Tools 2.2. ¿La Torre Bolueta es un edificio Passivhaus? Culminamos nuestro análisis sobre sol en los edificios multifamiliares con el estudio de la Torre Bolueta, obra del estudio español. Esta obra, culminada en el año 2018 , se encuentra ubicada en Bilbao (España), exactamente en las coordenadas 43° 14’ 46” N - 2° 54’ 32” W. Este edificio multifamiliar tuvo una fuerte propaganda en España respecto a ser el edificio de viviendas Passivhaus más alto del mundo (88 metros). Este concepto de edificio Passivhaus es un estándar para la construcción de viviendas originado en 1988 por Bo Amanson y Wolfgang Feist. Y se basa en construir proyectos con gran aislamiento térmico, un riguroso control de infiltraciones y máxima calidad del aire dentro de las unidades, además de aprovechar la energía solar para una mejor climatización (Lozano, 2016). A pesar de esta denominación de edificio Passivhaus, las unidades presentan un grave problema de confort bioclimático, por ahora mencionaremos sus problemas de orientación y aprovechamiento solar, el edificio se encuentra ubicado de forma longitudinal de este a oeste, como consecuencia de esto toda la fachada sur recibe sol durante todo el año, a esto se le suma la gran cantidad de ventanas que hay en ambas fachadas, y que en la fachada sur presentará un problema debido a la excesiva incidencia solar, si bien estas características brindan confort en invierno, en épocas de

Fuente: ArchDaily 3.2. La Torre Bolueta y su nulo aprovechamiento de los vientos. Las condiciones de la ciudad de Bilbao en verano requieren un buen aprovechamiento de los vientos predominantes del oeste, sin embargo, esta no es una característica presente en el edificio multifamiliar Torre Bolueta, que coloca sus fachadas en dirección norte y sur, y además se limita a colocar ventanas pequeñas, en relación a los ambientes interiores, que, si bien impiden el ingreso de luz solar, no permiten el ingreso de los vientos. Esta condición presenta un problema durante el verano, ya que las temperaturas del lugar llegan a picos de 27 °C. Fotografía de las ventanas de la Torre Bolueta, que son pequeñas en relación al edificio. Fuente: VArquitectos

4. La materialidad en los edificios multifamiliares “La arquitectura moderna no significa el uso de nuevos materiales, sino utilizar los materiales existentes en una forma más humana” (Aalto Alvar, s.f.). Con esta frase abrimos la tercera y última parte de este ensayo, dónde hablaremos principalmente sobre el uso de los materiales, este uso debe ser tomado en cuenta siempre que se busque lograr las mejores condiciones de confort térmico en la vivienda, rescataremos la materialidad de la envolvente en cada uno de los elementos que componen los edificios multifamiliares, bien sea cubierta, muros exteriores, muros divisorios, pisos y ventanas acristaladas. (Rodríguez, 2018). 4.1. La 8 House, el hormigón y el tratamiento de techo verde Para la 8 House, Bjarke Ingels hace uso del hormigón, a este le suma los perfiles de acero y cerramientos de vidrio, estos materiales no presentan problema alguno para las unidades de vivienda, ya que el edificio está bien ventilado en temporadas de verano y protegido en invierno. Pero además de estos materiales, el sistema incorpora el uso de un techo verde en la zona inclinada del edificio, que además de conectar con el entorno de una manera poco invasiva, proporciona mayor confort en épocas de verano, ya que enfría los vientos que vienen en esa dirección hacia el interior del patio sur. Edificio BIG 8 HOUSE en construcción, se puede apreciar la materialidad. Fuente: ArchDaily

CONCLUSIONES

Luego de ver los conceptos que responden a la arquitectura bioclimática, y como estos deberían aplicarse en la vivienda, tales como el asoleamiento, los vientos y el buen uso del material, y ver como estos son aplicados en 2 edificios multifamiliares: la 8 House y la Torre Bolueta, podemos responder nuestra pregunta planteada al inicio de este ensayo: ¿Cómo el asoleamiento, la ventilación y la materialidad influyen al momento de diseñar un edificio multifamiliar en climas oceánicos templados? A lo largo del desarrollo del ensayo hemos notado que el principal aspecto a tomar en cuenta es la incidencia solar, y como esta se puede aprovechar o evitar, primero tenemos el caso de la 8 House, dónde Bjarke Ingels aprovecha el recorrido solar de Copenhague para brindar confort durante los meses de invierno, donde la temperatura baja considerablemente, además aprovecha el sol y lo usa para iluminar los gigantescos patios interiores que tiene el conjunto, a esto se le suma el aprovechamiento de los vientos de verano del suroeste, que los usa para ventilar los ya mencionados patios interiores, y a la vez, con la diferencia de alturas que presenta el diseño, bloquea el ingreso de los vientos de invierno del norte, en cuanto a la materialidad, Bjarke hace buen uso del hormigón, que en estas condiciones no presenta ningún problema para las unidades de vivienda, además implementa un techo verde, que adapta la parte baja del conjunto y brinda enfriamiento a los vientos que vienen de esa dirección en verano. Por último, el controversial caso del edificio Torre Bolueta que, si bien posee el título de Passivhaus, en la práctica este título no se hace presente, desde la mala orientación de toda una fachada hacia el sol durante todo el año, los pequeños ingresos de ventilación de ambas fachadas, y el aparente buen uso del material, que en verano presenta un problema de confort interior, se ha convertido en un verdadero martirio para las personas que habitan dicho conjunto. De todo esto, podríamos concluir que un edificio multifamiliar bioclimático, al ser un edificio de alta densidad y por lo general estar dispuesto en varias plantas, presentará una gran altura, se debe tener sumo cuidado respecto a la orientación, si se está en un clima frío, aprovechar al máximo la incidencia solar, caso contrario, hacer buen uso de los elementos de bloqueo solar, como los parasoles, o no orientar toda una fachada hacia el punto cardinal con mayor asoleamiento durante el año, respecto al tema de ventilación, en climas fríos los vientos predominantes de invierno deben ser bloqueados, esto es fácil, ya que hay distintas formas de bloquearlos, ya sea con pocas aberturas en esa dirección predominante, o colocar la cara con menor área en esa dirección, y en caso de los climas cálidos, no se debe limitar el ingreso de viento, se debe aprovechar al máximo la ventilación cruzada, grandes aperturas en dirección de los vientos predominantes de verano, para así lograr enfriar los ambientes interiores; por último, en cuanto a la materialidad, es casi imposible no usar hormigón en la actualidad para la construcción de edificios multifamiliares, sin embargo, este puede venir acompañado de algunos otros materiales, tales como la madera y perfiles de acero, dependiendo de la

zona, ya sea si se quiere enfriar o calentar los vientos que ingresarán, ahora, si bien están surgiendo materiales novedosos que presentan aislamiento térmico, se debe tener cuidado al momento de implementarlos en un proyecto, ya que a pesar de presentarse como una solución para meses de invierno, si estamos en un clima cálido estos materiales se presentarán como un problema, y arruinarán el confort interior del conjunto. Aprovechamiento al máximo del sol, viento y buen uso de los materiales, 3 ideas base con las que tranquilamente se puede empezar a diseñar un edificio multifamiliar con condiciones bioclimáticas.