Diseño Bioclimático
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11191/2170
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- Modelo de análisis climático y definición de estrategias de diseño bioclimático para diferentes regiones de la República Mexicana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2009-06-01) Fuentes Freixanet, Víctor ArmandoEste trabajo pretende ampliar la visión de la arquitectura bioclimátca al aplicar las técnicas utilizadas por la “Biometeorología Urbana” para el estudio de las múltiples interrelaciones que se presentan entre el ambiente humano y el ambiente natural. De esta forma se propone la utilización de las herramientas cartográficas como modelo de análisis climático, para determinar de los índices de confort y definir las estrategias básicas de diseño bioclimático en todos sus ámbitos de estudio: en el diseño urbano, diseño de espacios exteriores y diseño arquitectónico.
- Contribución al estudio del comportamiento térmico del vidrio plano utilizado en México como envolvente en edificaciones(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2001-01) Barrios Rodríguez, María del PilarAnte la necesidad de reducir el consumo de energía a nivel mundial, principalmente por el grave deterioro ambiental, las edificaciones tienen una responsabilidad importante, al ser demandante de energía y altamente contaminante por procesos termodinámicos ineficientes, por lo cual es necesario. Un diseño térmico de la envolvente arquitectónica requiere de valores preciosos de las propiedades físicas (ópticas y térmica) de los materiales que la constituyen en general y de los vidrios en particular, debido a la alta transferencia de calor que a través de ellas se realiza y repercute en ganancias y/o perdidas de calor a o de la edificación. La necesidad de valores de las propiedades para cálculo térmico se cubre generalmente por consulta bibliográficas, y en este trabajo se realizó en más de 50 obras, encontrándose en existe dificultad para utilizar los valores reportados, debido a que para algunas propiedades están en diferente unidades; los valores presentan rangos de dispersión hasta el 200% ; se encuentran incompleta la serie de propiedades que se requiere ; así como el que genera confusión, al nombrarse a una misma propiedad de diferentes términos, fundamentando esta realidad la hipótesis de trabajo.
- Sistemas lumínicos de alta eficiencia energética para el aprovechamiento de la iluminación natural(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2009-07-06) Moyo Martínez, Rocío ElenaThe use of natural illumination has an important impact in the energy use. Most of the buildings consume more than 50% of the energy produced, which provokes pollution. This investigation builds with the analysis and evaluation of the performance of high efficiency luminous systems to reduce the energy construction while proved in comfort from the occupants. The first stage of this investigation consisted of detail diagnostics of the case of the current case study building, sport center building throw monitoring under clear cloudy and semi-cloudy sky conditions. The next stage of this investigation included the construction of the tree dimensional physical model, calibrated, relative to the real case study building. This model was used to implement the high luminous efficiencies systems, the design alternatives investigated were light ducts, and the design variables were: geometry, form, internal and external material and distribution. The results show that the best design alternative was de luminous ducts, in 45 cm in diameter with the special distribution of 3meters, with specula film inside, and external height of 90centimetrers about the roof level and with the ceiling silver painted. The use of this design alternative can reduce about 50 percent the use of electricity for lightin g while maintaining the comfort luminous of the occupants, recommended for the international standards. The application of this luminous high efficient system can give important benefits for energy savings and for improved the environment
- Sistemas de control solar para la obtención de confort térmico y ahorro de energía: Caso de estudio, Ciudad de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-11) Ramos Oropeza, AngélicaEnergy consumption has increased rapidly, particularly after the second half of the 20th century, exacerbated by a more intensive and powerful technology. New global structures around the world habitat demand more and more energy supply. Besides, most of the energy consumed comes from fossil fuels, which provokes a severe environmental damage in the planet, affecting also people ́s health. Regarding buildings, their consumption is more than half of the energy globally available. In Mexico, recent data shows that this year, electricity consumption has grown 9.5%, compared with the previous year (SENER 2011). Therefore, it is essential to reduce energy consumption in buildings. A suitable alternative to this situation is the application of bioclimatic architecture. Its practice can provide also ambient comfort conditions. This work analyzed the problems of the lack of thermal comfort in buildings, proposed and effective solar control and investigated its performance in experimental modules. Results showed that the appropriate design and use of shading devices can effectively reduce energy consumption in buildings whilst providing thermal comfort conditions for the occupants. This research concludes with the presentation of a design guide for the application of the most suitable shading devices in various latitudes.
- Sistema de transporte vertical de luz natural: lumiductos: Solución pasiva para el aprovechamiento de luz natural en espacios profundos o con obstrucciones(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-01) Castillero Uribe, María AlejandraThe waste of energy in form of electricity to illuminate spaces inside the buildings is an important technical problem. Having the physical and creative solutions to introduce natural light inside buildings can reduce the electricity consumption. The technical solutions to illuminate and having control over the rays developed through out the history of architecture. Now, we have a whole range of different possibilities and it is important to emphasize that many of these solutions taking advantage of sunlight, have been commercialized and some of them developed and modified. However, only in the last decades researchers have been studying the potential of some design strategies and some specific products. To be aware of the advantages of using natural light as a source of energy and to give a general view of the lightning systems we need to know them. Engineers and physics have developed most of the natural illumination systems. The integration of these technologies to the designers and architects ́ knowledge can provide better energetic controls and solutions. The vertical transport natural light system “Lumiducts” within the illuminating solutions is a very interesting field with few years of studies and its use is still very limited. The “Lumiducts” are based in the principle of transporting light through the interior of a highly reflective surface. The advantage of this system is that it provides dynamic natural light in the interior of buildings and at the same time it saves electric energy using them as total or partial source of light. To evaluate the amount of natural light in the interior of a building we used a “Lumiduct” in a warm climate zone in days with different amount of sunlight.
- Evaluación del desempeño aerodinámico mediante una técnica experimental aplicada a envolventes arquitectonicas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2013-06) VELASCO SANDOVAL, ALBERTH FABIANA methodology to analyze the behavior of the flow around an architectural construction in a wind tunnel is presented as a fundamental tool in order to control the operational conditions. The initial work was the characterization of the wind tunnel to scale the physical models and was defined as 1:50. The material used in the construction of the scaled models is translucent acrylic of 0.003 meters thick. Materials selection was based on the optical properties of the selected material that facilitates the visualization of the air flow in the test area of the wind tunnel. All models was positioned on a base built in acrylic. The assembly was placed on a glass with a 0.005 meters of thickness; the structure has adjusted to the width of the tunnel to avoid the influence of the internal walls, to construct a plane to facilitate the visualization and moreover the interpretation of the results. The selection of the light source is one of the innovations presented on this thesis. Basically, the plane of light is near 0.0005 meters thick, that defines a region around the control volume in order to study only one plane. The three dimensional nature of the flow around a geometry phenomenon is complex. However, it is possible to study by using the proposed experimental technique and a high speed camera at different operational conditions. One of the objectives in this work is to ensure the reproducibility of the test base on the geometric, kinematic and dynamic similarity criteria. It is possible to consider the as non-intrusive technique; moreover it is possible to study the qualitative nature of the fluid around a building, to propose several bioclimatic designs of architectural geometries and to evaluate the cases within the wind tunnel. The interpretation of the results highlights the advantages of the method over the conventional visualization techniques. It is also consider as a tool that can be used in scaled models.
- Caracterización y comportamiento bioclimático de la vivienda tradicional de la Alta Tarahumara(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2010-03) Esquivel García, IratzioLa presente investigación se centra en el conocimiento de la vivienda tradicional de la Alta Tarahumara, región cuya condición natural representa enormes carencias para sus habitantes, los rarámuris, quienes preservan su cultura y formas de vida, y se realiza incorporada a un proyecto general de clasificación de la arquitectura tradicional para las culturas del norte de México, lógicamente desde una perspectiva bioclimática. Si bien se cuenta con innumerables estudios antropológicos y sociales sobre las regiones culturales de la zona noroeste del país, hasta ahora no se ha abordado un análisis específico sobre la arquitectura bioclimática de ellas, por lo cual la tesis plantea el reconocimiento de una zona estudiada, con vacíos que deben ser profundizados. Se expone también desprovista de cualquier sentido paternalista y, por el contrario, desde una perspectiva incluyente e inmersa en el conocimiento de las culturas indígenas ancestrales, mediante una metodología ordenada que busca alcanzar resultados que abran la posibilidad de complementar e integrar (nunca imponer) una mejor vivienda.
- Caracterización del túnel aerodinámico del laboratorio de bioclimática de la Universidad Autónoma Metropolitana: Como herramienta para estudios de modelos arquitectónicos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2008-11) Fernández Meza, Andrea ElenaHoy en día es de vital importancia proyectar confort no sólo al usuario, sino también, el provocar confort al entorno mismo donde se subscribe una obra arquitectónica. Hacer uso de estrategias pasivas es un camino que lleva a la satisfacción del ser profesional y un aporte a mejorar las condiciones ambientales de nuestro planeta. Es una gran oportunidad el poder contar con herramientas que permitan hacer evaluaciones de diseño, y no dejar que el objeto de estudio sea explorado una vez terminada su construcción, momento en donde la mejora del proyecto se ve condicionada al tiempo y al presupuesto. Mediante simulaciones en túneles aerodinámicos, fundamentadas con análisis cuantitativo y cualitativo, posibilita una descripción del flujo alrededor de las edificaciones utilizando modelos a escala. Estas simulaciones permiten la realización de diagnósticos y el estudio de soluciones, mediante resultados fiables de gran apoyo que sustenten las decisiones de diseño. Esta herramienta permite conocer de manera visual y práctica la forma de desarrollar la arquitectura, consolidando los conocimientos adquiridos durante el proceso de enseñanza-aprendizaje. El presente trabajo de investigación expone la necesidad de caracterizar el túnel aerodinámico del Laboratorio de Bioclimática de la Universidad Autónoma Metropolitana, con la finalidad de conocer los alcances y limitaciones del mismo, para posteriormente utilizar esta valiosa herramienta de ensayos. El documento expone los antecedentes de los túneles, presenta las características del fenómeno del viento, da los elementos a considerar para el estudio de modelos arquitectónicos, propone una metodología para estudios y presenta la situación actual y posibles líneas de investigación alrededor del túnel aerodinámico del Laboratorio de Bioclimática de la Universidad Autónoma Metropolitana.
- Clasificación bioclimática de la arquitectura tradicional en la región Huasteca(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-01) LAGUNA GALINDO, SELENEEste trabajo titulado Clasificación bioclimática de la arquitectura tradicional de la región Huasteca, propone analizar la relación que guardan las tipologías arquitectónicas de las zonas climáticas caracterizadas en su forma general (sistemas constructivos, configuración espacial, uso del espacio exterior, ventilación, cubiertas, y ubicación de la cocina) con los elementos del clima (temperatura media, humedad relativa y precipitación total). A través de un proceso de evaluación con la metodología bioclimática, se encuentran aquellos elementos pertinentes al clima y que puedan ser considerados en el diseño contemporáneo para contribuir en la conservación de la identidad regional. Dicho trabajo aborda la arquitectura tradicional de la región Huasteca de México. La región a esta compuesta de 97 municipios, mismos que corresponden a los estados de Veracruz, San Luis Potosí, Tamaulipas, Hidalgo y Puebla. Para determinar el universo muestra, base para el análisis, fue fundamental el trabajo de campo, se trata de 23 casos de viviendas que representa a la arquitectura tradicional de la región. A partir de ello se realizó un proceso de reconocimiento de climas y documentación tipológica en ellos, que incluye: sistemas constructivos, configuración espacial, uso del espacio exterior, ventilación, cubiertas, y ubicación de la cocina para poder ver la concordancia de las tipologías con las condiciones climáticas, resultando de ello unas fichas de registro de arquitectura tradicional de la región. La región está compuesta de dos zonas climáticas, según la clasificación de Köppen-García, a saber, la zona 1 del clima cálido húmedo y la zona 2 de clima semifrío, en las que la arquitectura se comporta de manera distinta. Mediante la clasificación tipológica se concluye que el sistema constructivo, configuración espacial, actividad exterior, ventilación y cocina se relacionan con la temperatura y la humedad relativa mientras que la cubierta está relacionada con la precipitación. El análisis bioclimático de dichos elementos permitió observar como la mayoría de las características de las viviendas tradicionales funcionan acorde a las condiciones climáticas. La investigación pretende abonar al planteo de una metodología que permita el estudio de la arquitectura tradicional de las distintas regiones del país.
- Confort respiratorio en zonas de altura(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-12) JORDAN URIOSTE, MARIA DEL CARMEN VALENTINAIndoor air quality is associated with the purity of exterior air, which may be contaminated to various degrees depending on the environment and other local factors such as wind or other possible sources of pollution. In cities or settlements at high altitudes, the quality of exterior air is further compounded by the relative lack of oxygen; therefore the air quality in high altitude may not be limited to the degree of pollution of the atmosphere but should relate it to the amount of oxygen therein. Because the atmospheric pressure decreases with altitude increase, the amount of oxygen at high altitude is significantly lower than at sea level and this means that the human body faces a certain degree of metabolic stress in order to maintain its normal functions. Recent studies have shown important physiological differences between i) indigenous populations, that have lived in these conditions for generations, ii) lifelong highland residents (only first generation) and iii) acclimatized newcomers. In all these groups, the organisms are exposed to a similar degree of hypoxygenation (reduced oxygen concentration), and for all these individuals exposure to an indoor atmosphere enriched with oxygen can improve comfort and even prevent diseases that occur as a consequence of living in these habitats. In nature, all oxygen in the atmosphere is constantly being produced through the process of plant photosynthesis and algae are a very important part of the oxygen-generating ecosystem. These organisms are currently being studied for their efficiency in the production of biomass, which can be used as a possible source of renewable energy, nutritional source or medical products. In addition, they are increasingly seen as environmental purification agents because they are able to use the carbon dioxide in the atmosphere and they also can grow and develop in human or industrial waste. Taking into account the fact that at high altitude vegetation is sparse, this project studies the possibility of improving indoor air quality through enriching it by biogenic oxygen production by microalgae. The project also assesses the possible uses of biomass and the potential resulting environmental benefit. To provide perspective and detailed information about the current level of knowledge about this topic, an extensive literature review was performed both on the different aspects relating to the cultivation of microalgae and on defining various aspects describing the comfort and welfare of human beings in high altitude areas. Assuming the percentage of oxygen required for an oxygen enrichment of the air, based on calculations of air renewal, we have determined the amount of oxygen needed to enrich the indoor air of a school in the city of La Paz, Bolivia. From these data and correlating with the information found in the specialized literature, it was calculated the culture volume of microalgae that would be required to produce, through photosynthetic activity, the necessary amount of oxygen to replenish and maintain the increased the enriched environment. Although the resulting volume of photobioreactors is too large to implement it, there is little doubt that the proposed system can help alleviate at least some of the shortcomings that people at high altitude suffer, shortcomings that are likely to escalate with the increase in number and density of these populations. The approach described in this study could also be developed in alternative ways, through the use of the system in an integrated manner, such that a certain level of oxygen enrichment results from the repeated recirculation of air across the microalgae culture. The system described here could also benefit from an increase in the scale of implementation though its use in an industrial environment that produces higher levels of atmospheric pollution. Such industries would benefit from providing the means to absorb the excess carbon dioxide while producing increased levels of oxygen. One potential advantage of an industrial setup is the possibility of constructing and using the large bioreactors required by these processes. One of the highlights of this project is the realization that the microalgae are extremely versatile and their cultivation can offer certain clear benefits to several types of human populations, but especially to those living in high altitude areas as microalgae can not only improve the quality of air and reduce pollution, but can also provide nutritional support and even used as biofuels.
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