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Asignatura: FUNDAMENTO DE LOS MATERIALES, Profesor: Lola Robador, Carrera: Ingeniería de Edificación, Universidad: US
Tipo: Resúmenes
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Este manual clásico de arqui explora el comportamiento d de la misma manera que una introducción a la fisiología re estructura y el funcionamien cuerpo humano.
Índice
Introducción……………………………………………………………………………………… …………………………………… 3
Qué hacen los edificios
Cómo se comportan los edificios
En este capítulo, Edward Allen destaca la importancia del medio ambiente en nuestras vidas, destacando el sol como el factor más importante en la tierra y en sus construcciones. El oxigeno que respiramos, los alimentos que comemos y los combustibles que quemamos son creados por la acción de la luz del sol. Debido a la inclinación de 23°27’ existe las estaciones, cuando el polo norte está más orientado hacia el sol, los rayos dan su máximo calor, llamada esta posición orbital como solsticio de verano y ocurre aproximadamente el 21 de junio de cada año. En la posición orbital opuesta, que ocurre aproximadamente el 21 de diciembre, en el solsticio de invierno, el polo norte está inclinado fuera del alcance del sol, este es el día que tiene menos número de horas de sol. El 21 de marzo y el 21 de septiembre, conocidos como equinoccio de primavera y equinoccio de otoño, son equidistantes del sol. En ellos el sol sale y se pone exactamente doce horas después excepto en los polos, donde el sol se desplaza a lo largo del horizonte durante veinticuatro horas. En el hemisferio norte el día y la noche son cada uno de seis meses de duración. Las estaciones en el hemisferio sur estás invertidas con respecto a las del hemisferio norte. Debido al ángulo de incidencia del sol en la tierra en los periodos calurosos el sol evapora más agua del mar y de la tierra en el aire, este sube hasta el punto que se enfría y la humedad empieza a condensarse formando unas nubes de gotitas de agua y cristales de hielo. El viento con un papel muy importante en la meteorología de la tierra, distribuye a la vez el agua y el calor de manera más equitativa por todo el globo. En definitiva el sol es de gran importancia para la tierra, con sus efectos termales, los de calentar la tierra, crear los vientos, las precipitaciones y proveer la energía necesaria para la fotosíntesis de las plantas e irradia luz ultravioleta, que matan microorganismos perjudiciales, lo cual es importante para purificar la atmosfera. La geología de la tierra, la vegetación, la fauna, los factores ambientales, los edificios vecinos o restos de edificios erigido en el lugar, deben ser tenido en cuenta a la hora de construir un edificio.
Comentario: En este primer capítulo Allen describe de una forma muy clara los efectos de la estrella llamada sol sobre la tierra, la incidencia de los rayos en las distintas estaciones del año. Nos explica también los efectos de la radiación sobre la tierra y la importancia del medio ambiente en nuestras vidas.
En este capítulo Edward Allen explica que para entender cómo se evalúa la calidad del medio ambiente, tenemos que empezar a mirar dentro del cuerpo humano mismo, saber cómo funciona. Allen dice que el cuerpo humano en su actitud mecánica más fundamental, es
un “motor de calor”, que necesita combustible, es decir comida. Necesitamos agua para regular los procesos químicos en el cuerpo y resfriar el mismo. También necesitamos aire u oxígeno, cuando esparcimos en nuestros pulmones, absorbemos una porción de su oxígeno en la corriente de la sangre. El enfriamiento del cuerpo se cumple por el calentamiento del aire respirado, la vaporización de agua a partir de los pulmones. Cuando la intensidad de enfriamiento por la respiración, la difusión, la radiación ya la convección al nivel de la piel no son suficientes para corresponder a la demanda de nuestro cuerpo, sudamos. La temperatura interna del cuerpo humano está justo por debajo de 37°C. El cuerpo humano no disfruta de bienestar cuando se lo sitúa en un extremo termal. Aparte de la comida, el agua, el aire fresco y las condiciones termales óptimas, el medio ambiente humano tiene otro requisito vital como la higiene adecuada. La humanidad en el curso de su desarrollo ha tenido que aprender no sólo a buscar áreas protegidas en el paisaje natural, sino a crear áreas protegidas artificialmente, de calidades constantes y cómodas, más que las que la naturaleza es capaz de proporcionar por sí misma, para satisfacer las necesidades básicas de la vida. Necesitamos sitios de varios tipos, nuestro hogar, edificios de culto, lugares para el ejercicio físico, otros para jugar, otros donde distraerse, otros donde puedan ver cosas interesantes y hermosas, sitios para las funciones del gobierno y la educación.
Comentario: Nos explica brevemente las necesidades y condiciones de bienestar que busca el cuerpo humano, y la importancia del medio ambiente sobre éste.
Refugiarse, no es una invención humana, es algo que buscamos instintivamente, como hacen todos los animales. “Una simple pared de piedra crea una zona de frescor sombreado en su lado norte en el tiempo caluroso y una zona calentada por el sol, menos expuesta al viento, al sur, en tiempo frio.” Desde el refugio más simple al más complejo y moderno en la actualidad, buscamos que los refugios cumplan una serie de funciones. Al día de hoy los refugios son mucho más complicados que los primitivos, cada mejora traída al refugio era primero una novedad, pero poco después se convertiría en algo esencial en la vida humana. Edward Allen destaca que un edificio es, fundamentalmente, lo que esperamos de él. Enumero así una lista de las expectaciones funcionales que solemos tener respecto a un edificio en nuestras vidas:
conveniente. En las aéreas rurales cada edificio tiene que desarrollar su propio aprovisionamiento de agua, bien coger el agua de la lluvia o utilizar un pozo, pues pocos lugares poseen fuentes limpias de las que se pueda sacar el agua. Un pozo es un agujero excavado, abierto o perforado en el suelo para alcanzar un extracto poroso que contenga agua, pero muchas veces esta agua no tiene la suficiente presión para subir hasta arriba del pozo. Entonces hay que instalar una bomba. En los edificios la presión es proporcionada dentro del mismo, por medio de un pequeño tanque de almacenaje dentro del cual el agua es bombeada a la parte superior del tanque. La bomba es accionada automáticamente cuando la presión del aire en el interior del tanque cae a un nivel mínimo predeterminado. La cañería de subministro está hecha generalmente de cobre o de plásticos duros que ofrecen superficie lisas, de poca fricción y alta resistencia a la formación de escamas. En cada aparato se coloca una válvula de manera que se pueda cerrar el agua sin interrumpir el flujo del conducto principal. En los retretes es necesario un tanque que se encuentra detrás del aparato para cada descarga, debido a que las cañerías que llegan al mismo no tienen suficiente caudal de agua para que funcione el sifón. En los edificios públicos las descargas son tan frecuentes que los tanques no dan cuenta de la demanda, y así hay que instalar cañerías de alimentación más grandes, con válvulas especiales para regular la fuerza y duración de cada descarga. Se requiere la instalación de válvulas reguladoras en cada aparato donde sea posible la interconexión de agua contaminada con agua limpia. En edificios con una grande cantidad de aparatos, las paredes ya no pueden contener todas las tuberías, y por ello hay que instalar unas zanjas especiales, verticales y horizontales, como parte del diseño del edificio.
Comentario: En este capítulo, el autor describe de una forma muy clara el proceso de abastecimiento en una ciudad. Los procesos que pasa el agua antes de llegar a nuestra vivienda. También el desarrollo de las instalaciones de fontanería en el edificio
Las basuras o desechos son todos los desperdicios que se producen en las viviendas y, en general, en los establecimientos o lugares donde el hombre realiza sus actividades, produciendo residuos. La naturaleza funciona en círculos cerrados, de modo que para un organismo es desecho, es alimento para otro, en una red interminable, que al final no deshecha nada en absoluto. Toda la comida traída a la ciudad y todos los desechos expulsados de la ciudad, son depositados de vuelta a la tierra, pero éstos mismos también son depositados en el agua, lo cual es un problema. El agua no necesita nutrientes pues no es capaz de completar un círculo, ya que el agua cuanto más nutrientes tenga más rápido es el crecimiento de la vegetación acuática y algas, pronto éste agua es ahogada por el crecimiento de las plantas, hasta el punto de que ya no puede entrar la luz solar. Montones de plantas mueren y se pudren consumiendo el oxígeno y ahogando los peces. Transformando lo que antes era un rio en un agua putrefacta sin vida. Hoy en días las ciudades separan las materia sólida de los desperdicios, el lodo, para trasladarla a una planta de tratamiento de desperdicio: El líquido es clorinizado para matar las bacterias y luego depositado en la vía de agua local En nuestras casas nuestros aparatos sanitarios del cuarto de baño se juntan todos a un conducto que se vacía por gravedad a través de un sifón de depósito, que retiene el agua suficiente para impedir que los olores y los gases de descomposición provenientes de tubo de desagüe vuelvan al aparato y al edificio. Las cañerías son propensas a la obstrucción debido a
los sedimentos sólidos, así debemos instalar arquetas en intervalos frecuentes, para permitir su limpieza. El retrete actual es simplemente un gran sifón de depósito que tiene que vaciarse rápidamente durante el proceso de descargar, de este modo impide la entrada de gases de la cloaca. Los edificios rurales tienen que tratar sus propias aguas residuales, al principio utilizaba un recipiente subterráneo poroso de tierra, pero permitía que el agua se filtrara en la tierra que lo rodeaba. Luego su sucesor fue la fosa séptica no porosa, éste contiene el agua residual durante cierto número de días, permitiendo su descomposición anaerobia y su separación en un líquido y en una pequeña cantidad de lodo. Nuestra basura en lo común se recoge manualmente dentro de los edificios para ser transportadas hasta los contenedores. El laborioso transporte manual de desechos sólidos ha sido ampliamente eliminado en algunos edificios, gracias a la instalación de sistemas de vacío que succionan la basura hasta un área cercana para el futuro transporte. En éste capítulo Allen habla también sobre el reciclaje separativo, lo cual evita la necesitad de grandes plantas de clasificación. Probablemente no tardara mucho antes de que haya sistemas para la separación del agua de lavar usada y los deshechos de los excusados. Menciona también que actualmente existe retretes modernos que emplean una descarga económica, utilizando solamente un 5% aproximadamente de la cantidad normal. Un segundo tipo incinera el excremento con llama de gas después de cada uso. Un tercer tipo es una versión mejorada del tradicional ventilado, de tal modo que puede mantenerse libre de olores dentro de la casa, reduciendo la basura de la cocina a pequeño volumen de humus para el jardín. Existen muchas posibilidades para hacer un uso más responsable y productivo de los desechos.
Comentario: Allen menciona la importancia del reciclaje de los desperdicios en la actualidad, la repercusión de éste cuando no es ejecutado de una forma correcta. Explica brevemente las funciones de los aparatos sanitarios, las arquetas, la fosa séptica al transportar los desperdicios humanos y también los procesos de reciclaje en un edificio.
El hombre siempre ha deseado crear un ambiente térmico cómodo. La ropa y las construcciones emplean unos artefactos pasivos para aumentar la comodidad del que va vestido o del ocupante del edificio. Un sistema de calefacción posibilita al cuerpo enfriarse menos rápidamente en tiempo frío, mientras que un sistema de refrigeración o de “aire acondicionado” ayuda al cuerpo a enfriarse más rápidamente cuando el tiempo es caliente. Allen enumero en una tabla los métodos alternativos de regulación voluntaria, dividiendo en siete columnas: actividad física, vestimenta, radiación, temperatura del aire, humedad, movimiento del aire, superficie de contacto, y a su vez dividas por filas, bien activas o pasivas, para enfriar menos rápidamente o más rápidamente. En los últimos 5 factores de las propiedades térmicas, están comprendidos en la creación de la comodidad termal. Estos factores son interdependientes del edificio. Existen factores que pueden ayudar a una comodidad térmica, como una brisa pasando a través de la habitación, puede sustituir a un ventilador eléctrico, una alfombra gruesa sustituye la necesidad de calentar el piso, en resumen donde podamos sustituir los medios activos por pasivos, ahorraremos en energía. Ambas personas pueden sentirse cómodas aunque se encuentren en ambientes térmicos totalmente diferentes. Esto nos recuerda que la comodidad térmica depende de muchos parámetros físicos, en vez de solo uno, como por ejemplo la temperatura.
Comentario: En este capítulo Allen aclara de una forma muy clara la importancia y los beneficios de una comodidad térmica. Los métodos alternativos para la regulación termal humana y la
puede formar unas “ampollas” que despegan literalmente la pintura de la pared. En remedio para cualquiera de las situaciones es colocar una barrera contra el vapor, una hoja de plástico continua y hermética al vapor o de metal, pero en cualquier caso entre la principal capa aislante y el lado caliente. Para un edificio artificialmente refrigerado en un clima tropical, el lado más caliente es el exterior. Para edificios en climas fríos, la barrera contra el vapor tendría que situarse justo por debajo del yeso del edificio. Percepción térmica es un factor importante a la hora de seleccionar un material para los suelos, paredes interiores, mesas, sillas, bancos, y camas. Los materiales calientes al tacto son los de baja capacidad térmica y alta resistencia térmica. Los materiales que se sienten fríos contra el cuerpo tienen características de alta capacidad térmica y baja resistencia térmica. El aire es mal conductor de calor y tiene una capacidad térmica baja, mientras que el agua es exactamente lo opuesto.
Comentario: En el capítulo 8 se aprecia las propiedades térmicas de los componentes del edificio, explica también los mecanismos básicos capaces de transportar calor como la radiación, la conducción y la convención. Nos aclara los efectos del vapor en el edificio y los métodos para evitarlo.
La radiación térmica no es más que energía electromagnética que abarca la variedad infrarroja de longitudes de onda y se comporta de modo muy parecido al de la luz visible. Con el control de la radiación de calor buscamos un cierto equilibrio en las temperaturas de las superficies a las cuales está expuesto el cuerpo, para impedir que haya aportaciones o pérdidas demasiado rápidas provenientes de cualquier área del cuerpo. También se requiere un equilibrio en las aportaciones y pérdidas efectuadas a través de la corriente de calor, y las efectuadas por convención. Allen enumera una serie de estrategias para aumentar la temperatura radiante en un emplazamiento interior: Primero, dejar que penetre el sol en el emplazamiento. Segundo, Dejar que el sistema de calefacción del edificio caliente más las superficies interiores del edificio, instalando un mejor aislamiento térmico en las paredes y los techos y varias capas de cristal y/o cortinas aislantes. Tercero, Instalar superficies altamente reflectoras. Cuarto, calentar superficies muy grandes, tales como los suelos o los techos, hasta temperaturas algunos grados por encima de la del cuerpo humano. Quinto, calentar superficies pequeñas, tales como filamentos eléctricos, baldosas de cerámica calentadas por gas, calderas de metal chimenea, muchos grados por encima de la temperatura del cuerpo humano. Las combinaciones para calentar los suelos o los techos son bastantes corrientes, se utilizan hilos de resistencia o bien la circulación de aire caliente para calentar superficies de hormigón. Los sistemas de techo funcionan muy bien y reaccionan con bastante rapidez a las demandas de calor; el acceso a un techo de yeso para las reparaciones es mucho más fácil que el levantamiento de un suelo de hormigón. Nuestros medios de hacer bajar la temperatura radiante media de un emplazamiento interior son más restringidos que nuestros medios de hacerlas subir. En las latitudes tropicales las paredes norte y sur reciben relativamente poca radiación, pero las paredes este y oeste necesitan la protección del mismo tipo general que para los tejados. En muchos sitios del norte la pared sur necesita protección contra el sol del verano. La pintura blanca, es excelente como barrera contra la radiación solar pero de poca utilidad contra las emisiones de calor del edificio en tiempo frio. También es aconsejable interceptar la luz solar, en el exterior del cristal, bien con árboles, enredaderas, tejados sobresalientes o toldos. Los cristales reflectantes de calor hacen rebotar la mayor parte del calor solar sin absorberlo, pero una gran pared de cristal reflectante puede reflejar la luz solar lo suficiente para sobrecalentar los edificios adyacentes y causar severos problemas de brillo visual en las
calles cercanas y los espacios abiertos.
Comentario: En éste capítulo nos explica la importancia de la búsqueda de un equilibrio térmico en el control de la radicación de calor, la función de los diferentes tipos de cristales, formas de prevenir el calor, la eficacia de una buena orientación de una vivienda y la repercusión de éste en el edificio.
Buscamos un medio ideal con el equilibrio de una temperatura adecuada y una humedad del aire respecto a la comodidad térmica humana; en el aire frio el cuerpo pierde demasiado calor rápidamente para sentirse cómodo, y en el aire caliente con excesiva lentitud. Si el aire es demasiado húmedo, la evaporación de la piel es lenta e incómoda. Si el aire es demasiado seco, la piel y las superficies respiratorias se secan rápidamente y la electricidad estática se vuelve nociva. Un edificio sin calefacción ni refrigeración se ven afectadas las temperaturas por cierto número de factores; el calor penetra en el edificio a través del calor metabólico de sus ocupantes, del calor producido por sus actividades, de la radiación solar directa, de la radiación terrestre del calor solar, de la conducción hacia el interior del calor proveniente del aire exterior y de la entrada de aire más caliente del exterior a través de las ventanas, las puertas y los servicios de ventilación. Hay varias maneras con que se podría mejorar considerablemente la función térmica del recinto de un edificio, el recinto podría estar mejor aislado naturalmente, para cortar su porcentaje de pérdida de calor, con la utilización bien de materiales aislantes permanentes o bien de alfombras, tapicerías y cortinas. Las pérdidas de calor del edificio serán disminuidas cuando el perímetro expuesto del volumen del edificio al exterior sean los más pequeña posible, de modo que se parezca más a un cubo o una esfera. Si agregamos un aparato de calefacción, ganamos un corriente caliente. Tenemos que tener en cuenta que el aire caliente asciende, de modo que el sitio donde se añade el aparado es de suma importancia. El gas es el combustible de calefacción más limpio y fácil de todos, ya que por lo general es llevado directamente por una tubería hasta el quemador, bajo presión, en conductos subterráneos. Los combustibles más primitivos son el fuego de madera carbón y su efecto de calentamiento es radiante. Los calentadores de resistencia son muy cómodos y eficaces, pero tiene el inconveniente principal que es, el coste de la electricidad como combustible. La energía solar es una fuente atractiva de calor porque está libre de costes, no es contaminante y, al contrario de todos los combustibles es renovable (excepto el viento y la madera), pero tiene el inconveniente que solo es aprovechable durante una parte del tiempo; la construcción de los sistemas solares de calefacción suele ser bastante sencilla: una o dos placas de cristal captan la luz solar y atrapan su calor, una superficie de color oscuro absorbe el calor, el aire o el líquido atraviesa unos pasajes interiores para llevar el calor, clasificados como sistemas pasivos. Luego el empleo de ventanas como base de un sistema de calefacción solar es clasificado como sistema pasivo. La Distribución del calor puede ser distribuida mediante varios dispositivos. Una de ellas el calor proviene de una caldera y el vapor es transportado bajo presión a través de tubos aislados y es condensado en radiadores de hierro colado, este vapor condensado es bombeado hacia la caldea a través de una red de cañerías de retorno. El sistema de calefacción hidrómica, es el que el agua es transportada por tuberías transmitiendo al aire el calor sensible del agua. Otro sistema de calefacción es el por aire caliente, donde la distribución del calor no es tan silenciosa como los de agua caliente, su sistema de conductos es voluminoso y difícil de albergar, pero tiene algunas ventajas como: el control de las condiciones de comodidad, tiene la capacidad de incorporar la humidificación, la ventilación y las funciones de refrigeración. Se utilizan dos sistemas de refrigeración, el de compresión y el de absorción, donde el
hacia fuera, mientras que otro conducto distribuye aire limpio. La filtración del aire se realiza a través de filtros de fibras porosos que atrapan la suciedad o mejor aun haciendo pasar el aire entre unas placas de metal cargadas eléctricamente; para quitar el olor usamos una filtración activada por carbón de leña.
Comentario: En éste onceavo capítulo, el autor nos habla del control del movimiento del aire, los diferentes tipos de controladores del aire, las ventilaciones naturales, ventilaciones mecánicas y sus características.
Todos los edificios deben asegurar una condición de impermeabilidad, eliminando cualquier condición para que el agua no penetre en el edificio. Un edificio con goteras no sólo es incómodo y malsano, sino que está destinado a una muerte temprana a causa de la corrosión, la pudrición y los ataques de insectos. Los edificios están ampliamente provistos de aberturas a través de las cuales el agua que está presente dentro y alrededor del edificio puede ser evacuada. Los tejados con una pendiente menor de 25%, tiene un riesgo mayor a la penetración de agua que los que tienen una mayor pendiente, ya que el agua se desprenderá más rápido. Los tejados con pendiente evacuan el agua en un canalón que está ligeramente inclinado, vaciando en una bajante que conduce el agua a una arqueta y luego a la red de alcantarillado municipal. La nieve provoca un problema en los bordes de los tejados, la nieve desgarra con su peso el canalón y pone en peligro a la gente y los objetos que se encuentran abajo, de modo que lo mejor es mantener la nieve con unas pequeñas cercas de metal en el tejado, dejando el paso de agua libre en el canalón y utilizando la nieve con un aislante térmico; la estructura del edificio debe estar preparada para contener el considerable peso de la nieve; debe haber un aislante térmico que impida que el calor proveniente del interior del edificio derrita la nieve sobre el tejado. En cubierta planas es importante que la membrana impermeabilizante este elevada al menos unos pocos centímetros por a fin de impedir que el agua se derrame sobre ella, penetrando en la estructura. Se pueden tomar una serie de medidas para prevenir la entrada del agua en los muros expuestos, una de ellas y la más aconsejable es instalar una brecha continua entre la capa exterior y la interior del muro, a fin de romper el paso capilar hacia el interior del edificio, suponiendo que la capa exterior dejara penetrar un poco de agua. En la base del muro dispondremos de una hoja de metal que servirá de vierte aguas. Para proteger las puertas y ventanas instalaremos unos tejadillos protectores desde la pared, de una superficie inclinada el vierte agua desvía el agua lejos de la puerta o de la ventana. Suelos y sótanos: es imprescindible un sistema adecuado de drenaje del tejado para alejar el agua a una distancia de seguridad del edificio antes de descargarla, la inclinación del suelo debe tener una pendiente mínima de modo que el agua sea evacuada fuera del edificio. Si a tierra alrededor del sótano es muy porosa, se puede colocar un tubo de drenaje perforado a fin de transportar y evacuar el agua de debajo de la superficie.
Comentario: Allen no aclara los métodos de evacuación y prevención del agua en un edificio, dando mayor relevancia a la evacuación de aguas en tejados, muros, suelos, sótanos y fuentes de agua interior.
Luz y el ver: Los ojos evolucionaron con el propósito de ver bajo la luz solar. Existe muchas fuentes de luz artificial, como las fuentes incandescentes, tales como el fuego, una vela o una lámpara de aceite, el filamento incandescente de una bombilla, estos emiten luz deficiente, con unas longitudes de ondas más cortas, por consiguiente , más rojiza que la luz solar. El color de la luz fluorescente depende de la composición química del fosforo, estas tienen longitudes de ondas más largas, más cálidas y parece azulada. El color de los objetos es debido a la manera selectiva de cómo los objetos absorben la luz. Nuestros ojos se adaptan automáticamente a los cambios de intensidad de luz y nuestras pupilas cambian de tamaño en respuesta a las condiciones de variación de la luz, regulando la cantidad de luz. Iluminación natural del día: Estamos obligados a adoptar condiciones al edificio para favorecer la iluminación diurna en el interior del edificio. Hasta hace muy poco en la historia, la gente se iba a dormir cuando el sol se ponía. El Sol es una fuente de luz natural, y un rayo de sol penetrando por la ventana, ejerce una influencia muy alegre, dando brillo a los colores del interior y aportando un bienestar psicológico y físico. La superficie reflectante absorbe la mayor parte del calor y esparce la luz visible con una intensidad mucho más baja que la de la luz directa. A la hora de protegerse de la luz molesta utilizamos artefactos sombreadores que bloquean o filtran la luz solar directa, dejando que sólo la luz reflectada del cielo y el suelo puedan entrar por las ventanas. Las ventanas orientadas hacia el norte reciben poca o ninguna luz solar, sirven para recoger una luz indirecta sin aportación de calor, esta cantidad de luz del norte está determinada por varios factores, el más importante es la proporción de área total del cielo que pueda ser vista, cuanto más cerca este la ventana del cielo raso, más luz recogerá. La forma y la superficie de una habitación desempeña un importante papel en la iluminación durante el día, en general un gran tamaño, poca profundidad y altas superficie de reflejo ayudan a hacer la habitación más brillante; ahora las habitaciones bajas, estrechas, con la ventana en su lado estrecho y con una superficie de color oscuro, son más difíciles de alumbrar con luz natural de día; los techos altos reducen el número de reflejos en la habitación, una segunda ventana en la habitación ayuda a una iluminación más equilibrada. El principal inconveniente de la luz solar es su inconstancia por eso la luz natural y artificial son muy buenos socios cuando ésta se utiliza principalmente para alumbrar en la noche, y como suplemente de día cuando la natural sea insuficiente. Iluminación artificial: Es una tarea muy importante el diseño de la iluminación para un edificio, el proyectista deberá plantearse cuál es el propósito del sistema: si es crear cierto ambiente, realzar el aspecto del edificio por fuera o por dentro, favorecer los rostros humanos, llamar la atención sobre un objeto o una persona, hacer la lectura o el trabajo más fácil, o alguna combinación de estos factores. Deben tener en cuenta que papel van a desempeñar la luz natural del día, y donde será preferible la luz artificial, que espectros del color de las luces artificiales serán más efectivos, que tipos de ventanas y de artefactos crearán los tipos de iluminación adecuados, estas decisiones son críticas, porque es a través de la iluminación como el ojo percibe un edificio por dentro y por fuera, y a través del entorno luminoso de los edificios como el ojo humano es capaz de funcionar. La elección adecuada de la luz artificial es primordial, los tubos incandescentes proyectan luz cálida algo similar a la del fuego o la vela, la piel parece cálida y rosada, la comida parece apetitosa, y una habitación toma una luminosidad agradable; la iluminación fluorescente hace parecer a la gente y la comida un poco enfermizos, y produce muy poco brillo incapaz de producir centello intensos. La fluorescente es superior económicamente en aplicaciones comerciales, industriales e institucionales con un consumo de energía mucho más bajo y con mucho menos desgaste de calor. Comentario: En el capítulo trece, el autor explica que se llama luz a la radiación electromagnética, y que ésta puede ser percibida por el ojo humano. Nos menciona la importancia de adoptar condiciones al edificio para favorecer la iluminación natural, y los distintos tipos de iluminación artificial, incluyendo sus características y beneficios.
Hoy en día la electricidad es aprovechada en casi todos los lugares, como forma de energía limpia, fiable, conveniente para el alumbramiento, la calefacción y las comunicaciones electrónicas. La energía es producida por grandes instalaciones, y están divididas en dos fuentes de energía: las renovables y las no renovables. La electricidad está producida en corriente alterna (C.A.) y ésta es utilizada con una fase única, lo cual significa que el voltaje varía como una sola onda sinusoidal, alcanzando el cero dos veces en cada ciclo, pero en las áreas industriales se distribuye la C.A. de tres fases debido a que los aparatos eléctricos son más potentes que los habituales. La electricidad es reducida en su voltaje en subestaciones transformadoras locales antes de llegar a las líneas de transmisión en los edificios, sin embargo éste voltaje es aún demasiado alto para los usos de consumidor, de modo que cada edificio está provisto de un pequeño transformador a fin de reducir el voltaje todavía más. En los grandes edificios normalmente compran la electricidad a un voltaje de línea local para una distribución interna más eficaz, reduciendo su voltaje antes de la utilización. En el sistema eléctrico de un edificio pasan tres hilos, uno es el neutro, lo cual no hay potencial eléctrico, éste va clavado en una vara larga de acero en el suelo, el segundo y el tercer hilo son “calientes”, energizados, tiene potencial eléctrico de 230 voltios entre los dos, pero 115 voltios cada uno. Los hilos calientes, tienen color rojo y negro. Cuando hay un exceso de aparatos enchufados al mismo tiempo o por un corto circuito el hilo puede sobrecalentarse y provocar un incendio. Hay que seleccionar el diámetro y la longitud de los hilos empleados en un sistema eléctrico, de acuerdo con la cantidad máxima de corriente que habrá que transportar, a fin de evitar un sobrecalentamiento y una perdida excesiva de energía. En muchas normativas especifican la distancia máxima que deben tener un enchufe del otro, y el mínimo de enchufes en una habitación, a fin de asegurar una seguridad y un confort. Al día de hoy se introducen otras energías canalizadas, el gas es el más corriente, éste es conducido por tuberías desde el pozo central a nuestras casas.
Comentario: En este capítulo vemos los procesos por el cual pasa la electricidad antes de llegar a nuestras viviendas.
A la hora de proyectar un edificio y sus componentes hay que tener en cuenta las medidas que mayoritariamente deben preponderar para la población adulta, a fin de que exista un confort dentro del edificio, dejando a unas pocas personas de tamaño o forma excepcional junto a los niños más pequeños, en la expectativa de tener que hacer continuas acomodaciones en el edificio. Las dimensiones de un edificio están determinadas, por las dimensiones de la figura humana, a fin de que una persona que este sentando en un sillón se sienta confortable en todas sus posiciones: con los pies en el suelo, piernas cruzadas, piernas plegadas bajo el cuerpo, posición sentada recta, posición sentada diagonalmente con apoyo en una esquina del sillón. La distancia entre el cojín y el suelo, el ángulo del respaldo y la altura y etc. Las dimensiones de una habitación, la cocina, la atura del techo, la altura de las ventanas, el tamaño de las puertas, los pasillos, todos éstas dimensiones deben ser estudiadas teniendo en cuenta el tamaño del cuerpo humano. El diseño para el movimiento vertical de las personas dentro y alrededor de los edificios requiere una atención muy cuidadosa a las dimensiones y las peculiaridades del cuerpo humano, a fin de buscar una confortable acomodación de los usuarios. Las rampas proporcionan una ascensión o descenso suave, lento que se puede hacer con pasos de cualquier longitud, o incluso una silla de ruedas o un cochecito de niño, sin embargo una rampa ocupa muchísimo espacio. Las escaleras suelen ser más económicas y más seguras para el movimiento vertical; la contrahuella divide la ascensión total vertical en pequeños aumentos que las piernas pueden franquear cómodamente, al bajar y al subir; el peldaño proporciona un nivel tranquilizante y una posición estable. Unos escalones excesivamente empinados requieren demasiado esfuerzo muscular, unos escalones muy planos provocan un andar
afectado que parece ineficaz. El número de contrahuellas en un tramo de escalera tiene un efecto importante sobre la seguridad y comodidad de la misma, en tramos largos debe haber mesetas para descansos periódicos. Los proyectistas deben planear los espacios de circulación en los edificios, teniendo presente que pueden haber usuarios que utilicen sillas de ruedas que no puedan subir por la escalera, o simplemente pasar por una puerta, debido a su anchura. Las puertas no se pueden hacer tan estrechas que por ellas no puedan pasar sillas de ruedas, neveras, sofás, pianos, etc., El diseño para el movimiento vertical de las personas dentro y alrededor de los edificios requiere una atención extremadamente cuidadosa a las dimensiones y las peculiaridades del cuerpo humano. El riesgo de tropezar o el esfuerzo de subir o bajar tienen que ser minimizados con la confortable acomodación del pie y la pierna. Nos encontramos con: rampas, rampas de escalones, escaleras de mano y escaleras que son el artefacto más seguro y práctico para el movimiento vertical. Si las proporciones de las escaleras son cómodas el peligro de caer en una escalera o el potencial de cansancio están minimizados. Son seguros y cómodos todos los escalones cuyas dimensiones se adaptan a la fórmula: 2 contrahuellas + 1 peldaño = 635 milímetros. Influye en la seguridad y comodidad de la escalera el número de contrahuellas que tenga el tramo. En el exterior de los edificios los arquitectos trabajan a otra escala. Las personas siguen siendo la medida, pero ahora se desplazan más rápidamente o van en vehículos. Necesitan más espacio para permitir este movimiento más rápido y para casos de ampliación espacial. El espacio entre cada edificio debe dejar pasar la luz solar. El aire debe poder circular libremente. Hay que proteger la intimidad visual y acústica por cierta distancia entre los edificios y por la configuración de los mismos. A la vez, dentro y fuera del edificio, la seguridad humana es una consideración importante para el diseño. A través del sistema inglés de medición la especie humana se ha vuelto literalmente la medida de los edificios. Por otro lado, el sistema métrico de medición no está directamente ligado a la escala humana.
Un edificio es empujado y tirado constantemente por fuerzas y pesos, la fuerza más constante es la de la gravedad. Primero hay que determinar la magnitud de estos pesos y luego determinar las configuraciones exactas y la robustez y el tamaño exactos de los componentes del sistema estructural. Se puede hacer mucho con simples bloques de piedra, hormigón o ladrillo. Una pila vertical de bloques forma una columna capaz de soportar la esquina de un suelo o un tejado. Una columna trasladada a una posición horizontal se vuelve una pared de soporte que puede aceptar el peso de un borde entero de un suelo o un tejado. Si una columna o una pared es demasiado delgada o, en algunos casos, si el peso de arriba no está aplicado directamente en la parte superior de la columna o la pared, sucederá el pandeo. Una columna o una pared que tiene tendencia a pandear se puede hacer más segura dándole el espesor suficiente o reforzándola lateralmente. Sin embargo, el mayor problema estructural en muchos edificios es cubrir el espacio horizontal a fin de soportar los suelos y los techos. Las vigas están diseñadas especialmente para el propósito de llevar sólo una carga única concentrada en su punto medio. Una viga es compacta, práctica para trabajar, no ejerce empujes horizontales externos y produce fácilmente techos y suelos planos. La parte de una viga donde las fuerzas compresoras son más altas es también propensa al pandeo, cuanto más larga y delgada es una viga, más alto es el riesgo. Una losa de hormigón es una viga de hormigón armado muy ancha y plana. Puede ser de una sola dirección o bidireccional. La ménsula es un artefacto estructural compuesto por cierto número de piedras o ladrillos que actúan cada cual como una pequeña viga fragmentaria. A veces se emplea la ménsula sencilla para cubrir aberturas de ventana en paredes, o para formar repisas salientes para soporte de vigas en paredes de soporte. Las estructuras neumáticas son estructuras llenadas con un fluido. El aire es el fluido más ampliamente utilizado, las dos categorías que se construyen más a menudo son las estructuras infladas de aire y las estructuras soportadas por el aire.
humo y el calor más allá de un área limitada del edificio. La extinción rápida de un fuego pequeño antes de que se desarrolle también es una manera eficaz de impedir la propagación del fuego. La función más importante que exigimos a un edificio en caso de incendio es la de dejar a las personas ponerse rápidamente a salvo. Un sistema de alarmas. Un escape a pie, rápido y bien protegido hacia fuera es la mejor estrategia de seguridad para la gente capacitada físicamente. Tiene que haber dos vías de escape en dos direcciones distintas, de manera que, si una de las dos vías está interrumpida por el fuego, la otra pueda utilizarse. Hay que instalar señales de salida y luces de emergencia. Los pasillos y las escaleras de cada vía de escape deben estar protegidos del fuego y el humo por tabiques antifuego y puertas de cierre automático. Las puertas deben abrirse en la dirección del trayecto de dentro hacia fuera, en edificios de grandes cantidades de gente las puertas tienen que estar dotadas de hierros antipánico que abren automáticamente las puertas bajo una presión desde dentro. Las escaleras de salida tienen que tener unas proporciones cómodas. La protección de la estructura del edificio es crucial en lo que atañe a la protección de sus ocupantes, de los bomberos y de los edificios vecinos. La idea es impedir el derrumbamiento estructural de un edificio mientras un incendio sigue su curso normalmente o, al menos, retrasar el derrumbamiento en los edificios bajos hasta que los habitantes se hayan puesto a salvo y los bomberos tengan una oportunidad razonable de salvar el edificio. Es vital que un edificio asista y proteja a los bomberos durante un incendio. Y que los camiones de bomberos puedan dirigirse hacia cualquier edificio y las bocas de riego exteriores deben ser situadas dentro del fácil alcance de las mangueras de varios edificios.
Un edificio empieza como un vago concepto de necesidad en la mente de alguien. Si la necesidad es sencilla y la persona hábil y ambiciosa, las etapas necesarias para realizar aquel concepto son sencillas y directas. Para proyectos de grandes edificios se necesitan arreglos más complicados, se precisarán gran número de individuos y organizaciones. Hay que establecer una empresa y acuerdos por escrito entre varios de los individuos a propósito de quién es el responsable de que todos deben ponerse de acuerdo, con precisión, sobre lo que se va a construir y cómo. El “qué” y el “cómo” son los objetivos de los pliegos de condiciones y de las monteas del arquitecto. Los pliegos de condiciones incluyen un documento escrito que enumera detalladamente el tipo y la calidad de todos los materiales que se emplearán en un edificio, las normas supuestas con los obreros y qué profesiones serán responsables de tal parte de la obra. Las monteas determinan el tamaño, emplazamiento y la configuración de todas las partes del edificio. Un edificio en construcción trae mucha desorganización y dislocación en su vecindario. Además, durante el proceso de construcción se necesitan servicios temporales. Como los trabajadores de la construcción están expuestos a muchos peligros se requieren muchos artefactos de protección en las diversas industrias de la construcción. Puede haber deformaciones y inexactitudes pero con la ayuda de los modernos instrumentos de medición y nivelación, los edificios se construyen con un sorprendente grado de precisión. Los arquitectos deben determinar también con cuidado lo que se dejará expuesto en un edificio. Hay que tener en cuenta el coste del edificio, el gasto se puede medir esencialmente en dos cantidades, el total de recursos físicos consumidos y el tiempo humano invertido. La economía en la construcción de un edificio, unida a que el diseño del mismo está establecido, es cuestión de buena organización.
Incluso antes de que esté acabado un edificio, la naturaleza empieza a destruirlo sistemáticamente. La fuerza de la gravedad, el viento y los movimientos sísmicos y los fenómenos atmosféricos ponen constantemente a prueba la estabilidad de su estructura. Ratones, ratas, animales domésticos y habitantes humanos también contribuyen a su destrucción. Las fuerzas de destrucción en los edificios pueden ser agrupadas en tres categorías: las fuerzas
que representan amenazas tan serias o inmediatas al aprovechamiento del edificio, que deben ser neutralizadas a todo precio razonable; las que son inevitables pero podemos contrarrestar satisfactoriamente con una base cotidiana; y las fuerzas de deterioración que pueden contribuir a la belleza y utilidad del edificio. Las más peligrosas son las que amenazan la estabilidad de las cimentaciones de un edificio. Las insuficiencias estructurales que pueden deberse a un diseño defectuoso o al aumento del peso de carga; las estructuras requieren cierto tipo de manutención, por ejemplo la madera. Hay que prevenir las goteras de agua en el edificio. También son daños importantes los debidos al hielo y al deshielo del agua absorbida. Hay que realizar inspecciones continuas para reducir el peligro de incendios a un nivel aceptable. Y por último, los enemigos humanos de los edificios, los vándalos y los pirómanos. Hay que realizar operaciones de reparación, renovación y limpieza del edificio y exteriores. Hay que diseñar en vista al crecimiento y al cambio, emplear las fuerzas naturales de deterioro para la mejora del edificio. Hay pocas cosas que den más satisfacción que se hace más atractivo con la edad y no más envejecido. Cualquier material cuyo aspecto empeore gradualmente al ser expuesto tendrá que ser evitado. Los materiales de construcción de segunda mano presentan muchas ventajas en lo que a sus características visuales se refiere: ya están gastados, curtidos y endurecidos por el tiempo. Los edificios deberán poder absorber los golpes más duros de la vida sin que su aspecto empeore.
Hay que analizar las funciones que tienen los elementos corrientes a partir de los cuales montamos los edificios, ver qué funciones esperamos que cumpla cada uno de ellos y por qué combinación de mecanismos funciona cada uno. El emplazamiento es el importante perímetro exterior de un edificio de artefactos que modifican el entorno. El recinto del edificio es donde se hace el máximo trabajo de éste. Dentro de estos perímetros están los mecanismos activos que producen o activan el calor, hacen circular el aire, proporcionan luz, dan corriente a los aparatos, distribuyen el agua y recogen los desechos líquidos. Se construye con lo que se puede conseguir en un área determinada, dentro de una circunstancia determinada en restricciones económicas. Los modos de vida siguen cambiando, y cada mes llegan al mercado nuevos materiales de construcción, cada uno prometiendo ciertas ventajas sobre los materiales que quieren reemplazar. Después de aprender lo que el material puede y no puede hacer, los arquitectos deben determinar dónde puede servir un edificio y con qué otros materiales deben cooperar para formar elementos de construcción que cumplan todas las funciones que de ellos se esperan. Los elementos de un edificio deben cumplir una multiplicidad de funciones, cada uno de ellos debe ser hecho de una combinación de materiales de capacidades complementarias; cada uno ofrece al arquitecto su abanico único de posibilidades estéticas que hay que explotar o, con cierto riesgo del arquitecto, ignorar. La única base sólida para la creatividad arquitectónica reside en un conocimiento ordenado y asequible del funcionamiento de los edificios. Cada edificio sirve a una función económica y a una función simbólica. Un arquitecto que entienda que debe tener como principal esencial cómo moderar las fuerzas de la naturaleza para la habitación humana, está preparado para construir bien bajo cualquier circunstancia.
