Materialidad II: Introducción a la Arquitectura Sostenible

Introducción a la Arquitectura Sustentable

• La arquitectura debe relacionarse con la práctica ambiental y la eficiencia energética.
• La sustentabilidad se define como la "eficiencia ambiental" y se ocupa de la preservación de los recursos naturales del planeta.
• La sustentabilidad busca la relación integrada entre economía, ambiente y sociedad.

Principios del Desarrollo Sustentable

• La sustentabilidad ambiental: preservar y respetar los recursos naturales.
• La sustentabilidad económica: lograr la equidad entre los países desarrollados y en vías de desarrollo.
• La sustentabilidad social: lograr una mejora en la calidad de vida, satisfaciendo las necesidades básicas.

Construcción Sustentable

• El objetivo es evitar los efectos adversos de la construcción y promover proyectos de alta calidad ambiental.
• Aspectos a considerar:
  • Ambiental: controlar los impactos en el ambiente físico y los ecosistemas.
  • Económico: apoyar las economías locales y asegurar costos reales.
  • Social: capacitación, participación y cooperación en las tomas de decisiones.

Tipos de Energías

• La mayor parte de la energía se obtiene de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón).
• Los combustibles fósiles son recursos naturales no renovables y su uso genera impactos negativos:
  • Local: contaminación atmosférica, del agua y del suelo.
  • Global: cambio climático y agotamiento de recursos naturales.
• Energías renovables:
  • No contaminantes: solar, eólica, geotérmica, hidráulica, mareomotriz y undimotriz.
  • Contaminantes: biocombustibles.

Efecto Invernadero

• El efecto invernadero es indispensable para la existencia de la vida en la Tierra.
• Sin embargo, su aumento por las actividades humanas está generando consecuencias negativas:
  • Calentamiento global.
  • Cambio climático.
• Es necesario reducir el efecto invernadero con políticas y el uso de energías renovables.

Análisis del Balance Energético de la Tierra

• La Tierra recibe radiación solar directa y absorbe calor sensible y calor latente.
• La diferencia entre la absorción y la emisión de calor produce un aumento de temperatura en la superficie terrestre.

Emisión de Gases y Efecto Invernadero

• Los gases de efecto invernadero se producen por la quema de combustibles fósiles y la deforestación.
• Es importante reducir la emisión de estos gases para evitar consecuencias negativas.

Estrategias de Diseño Sustentable

• Se basan en la consideración y aplicación de decisiones de proyecto para lograr la eficiencia energética y minimizar el impacto ambiental.
• Se agrupan en secuencias proyectuales: análisis de sitio, implantación de proyecto, aspectos formales, espaciales, funcionales y tecnológicos.

Estrategias de Diseño a Nivel Urbano

• Implantación: considerar factores como la topografía, el clima, la vegetación y la accesibilidad.
• Tipo de suelo: capacidad portante, ausencia de arcillas expansivas, no contaminado y con infraestructura básica.

Estrategias de Diseño a Nivel Arquitectónico

• Sustentabilidad y acondicionamiento natural de los edificios:
  • Análisis del "factor de forma" y la composición de la envolvente.
  • Protección exterior de las aberturas y aislamiento térmico.
  • Uso de materiales y sistemas pasivos para reducir el consumo energético.### Sustentabilidad y Construcción
• La elección de materiales y sistemas constructivos sustentables es fundamental para minimizar el impacto ambiental de los edificios.
• Los materiales tradicionales como ladrillo, hormigón y madera tienen un bajo contenido de energía primaria, mientras que los materiales nuevos como plásticos, aluminio y acero inoxidable tienen un alto consumo energético y emiten gases de efecto invernadero durante su producción.

Materiales Sustentables

• La madera es un recurso renovable que no incluye deforestación de bosques nativos y tiene un bajo peso específico y economiza transporte.
• La madera genera un valor menor de energía consumida para su producción en comparación con el hormigón y la mampostería.
• Los materiales que emiten gases de efecto invernadero durante su producción, como poliuretano y poliestireno expandido, se prefieren la lana mineral o la lana de vidrio.

Acondicionamiento Higrotérmico de los Edificios

• La piel del edificio actúa como filtro ambiental y aporta a la obtención de una calidad de vida deseable.
• La piel del edificio filtra el calor y la luz, impide el ingreso de la lluvia y viento, y mantiene una impermeabilidad al aire.

Intercambios Térmicos

• Convección: Transferencia de calor que se origina por el movimiento de masa o por circulación dentro de una sustancia.
• Radiación: Transferencia del calor cuando el intercambio se produce mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas de distinta longitud.
• Conductividad: Transferencia de calor en un sólido o entre sólidos de una zona de temperatura más elevada a otra más fría.

Transmitancia Térmica

• La transmitancia térmica indica el flujo de calor a través de la unidad de superficie de un elemento constructivo de un cierto espesor y perpendicular al mismo, en la unidad de tiempo, cuando la diferencia de temperatura entre las masas de aire que él separa es de 1°C.
• La transmitancia térmica se calcula como la inversa de la resistencia térmica total.

Inercia Térmica

• La inercia térmica se define como la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con la que lo cede o absorbe.
• La inercia térmica depende de las características del material, como la masa térmica, densidad, calor específico y conductividad térmica.

Aislamiento Térmico

• El aislamiento térmico es un material de baja transmitancia térmica que permite que el flujo de calor tenga dificultades para atravesar el material e ingresar al edificio.
• El aislamiento térmico se utiliza para conservar la temperatura de los locales habitables y disminuir la necesidad de aportar climatización.### Transferencia de Calor
• La transferencia de calor se produce entre medios a diferente temperatura, aunque estén separados por el vacío, la radiación electromagnética se propaga a través del vacío y transporta energía de un medio a otro.
• La energía radiante emitida por una superficie depende de la naturaleza de la superficie y su temperatura.

Radiación en Cuerpos Opacos

• La radiación de onda corta (proveniente del sol) se absorbe en los vidrios y se transforma en calor, que luego se emite en forma de radiación de onda larga.

Coeficientes de Absorción y Emisividad

• Coeficiente de absortancia: relación entre la energía absorbida por una superficie y la radiación incidente que proviene del sol.
• Coeficiente de emisividad: relación entre la cantidad de calor emitido por un cuerpo por radiación y la cantidad de calor que proviene de la radiación solar.

Color de la Superficie

• El color de la superficie tiene incidencia en la absortancia de la radiación solar: cuerpos con alta absorción de la energía radiante de onda corta tienen alta emisividad de la radiación de onda larga, y viceversa.

Superficies Vidriadas

• Las superficies vidriadas permiten el ingreso de la radiación de onda corta, que se absorbe y se transforma en calor.
• La industria ofrece diferentes tipos de vidrios para reducir la cantidad de radiación que ingresa, como vidrios teñidos, espejados, reflectivos, y con baja emisividad.

Flujo de Calor y Condensación

• El flujo que ingresa al local en forma de radiación de onda corta calentará el local, pero la radiación que se emite en forma de onda larga no puede salir al exterior, generando un efecto invernadero.

Conducción

• La conducción es la manera de transferir el calor de una zona más caliente a una zona más fría en un sólido.
• Los metales, el aire y los plásticos son buenos conductores, mientras que los materiales celulares y fibrosos son malos conductores (aislantes térmicos).
• La magnitud del flujo de calor depende de la diferencia de temperatura entre las zonas, la conductividad térmica del material y su espesor.

Resistencia Térmica

• La resistencia térmica es el cociente entre el espesor del material y su conductividad térmica.
• La resistencia térmica total se obtiene sumando las resistencias de las capas homogéneas del material y las resistencias superficiales.

Transmitancia Térmica

• La transmitancia térmica es el flujo de calor a través de la unidad de superficie del elemento constructivo, en unidad de tiempo, cuando la diferencia de temperatura es de 1°C.
• La resistencia térmica es inversamente proporcional a la transmitancia térmica.

Leyes, Decretos, Ordenanzas y Normativas

• El objetivo es obtener el acondicionamiento térmico exigible en la construcción de edificios para lograr habitabilidad y viabilidad.
• La Norma IRAM establece los valores máximos de transmitancia térmica que deben cumplir las paredes exteriores y los techos.

Puentes Térmicos

• Los puentes térmicos son los puntos donde se rompe la configuración general de las superficies opacas de la envolvente del edificio.
• Causas: disminución del espesor de la piel del edificio, ubicación de instalaciones, inclusión de materiales de la estructura resistente, y ausencia de soluciones en esquinas o intersecciones entre muros exteriores y divisorios.
• Consecuencias: reducción del confort interior, aumento del costo del acondicionamiento artificial, y condensaciones superficiales.
• Cuantificación de los efectos de los puentes térmicos: análisis de la influencia en la habitabilidad, el consumo energético, el bienestar y la salud de los ocupantes.