Diseño Bioclimático

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  • Análisis de los elementos bioclimáticos empleados en la arquitectura vernácula de la zona altiplano - lacustre del estado de Michoacán. México. caso de estudio: Acuitzio del Canje, Mich.
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2010-05) Corro Eguía, Guillermo Heriberto
    En México, a pesar de la gran variedad de condiciones climáticas, el diseño constructivo refleja en la actualidad peligrosamente una cierta uniformidad. Tipologías edificatorias y elementos constructivos se utilizan en diferentes entornos sin tener en cuenta sus efectos de confort humano o incluso en el comportamiento de los materiales. En este trabajo se busca asomarse a la vasta riqueza de la arquitectura vernácula, con el propósito fundamental de redescubrir sus valores, con un enfoque bioclimático y sustentable desconocidos a veces y menospreciados otras tantas. Deseamos despertar alguna inquietud en todos aquellos que puedan influir en su evolución. Recoger modestamente, parte del testimonio de un pueblo. Por lo que, el objetivo general es generar información documental y/o experimental, buscando adquirir conocimientos de mayor precisión con respecto al comportamiento bioclimático de elementos arquitectónicos y constructivos tradicionales, para ser utilizados posteriormente como conceptos de diseño en obras que se realicen a futuro. Para ello se tienen como objetivos específicos: Realizar un análisis Bioclimático de la zona de estudio en lo general y del caso de estudio en particular. (Municipio de Acuitzio del Canje, Mich). Analizar la tipología de la vivienda vernácula de la zona Altiplano Lacustre de Michoacán (Pátzcuaro, Santa Fe de la Laguna, Tzintzuntzan, Tiripetío, Quiroga, etc.) específicamente del caso de estudio el municipio de Acuitzio del Canje, Mich. Realizar la medición y el análisis termo físico de los materiales tradicionales comparando con materiales inducidos industrializados en el caso de estudio. Plantear una solución Arquitectónica empleando los elementos bioclimáticos identificados en el análisis del presente trabajo y otros elementos buscando una solución sustentable como opción viable de una vida futura y establecer conclusiones y recomendaciones en el uso y aplicación de los materiales a emplear en lo futuro.
  • Estudio bioclimático de la luz natural en el Taller de Arquitectura Agustín Hernández
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2022-09) López López, Elda Esther
    El presente trabajo de investigación analiza la relación entre la luz natural y la arquitectura, y propone retomar y valorar los recursos naturales del entorno para integrarlos en el proceso de diseño del objeto arquitectónico. La luz natural es fundamental en la vida de los seres vivos. En el ser humano genera efectos visuales, que permiten percibir el entorno; y efectos no visuales que regulan las funciones fisiológicas, psicológicas y emocionales de las personas; es esencial en la salud y la calidad de vida de los usuarios a través del confort lumínico visual. Esta investigación analizó y evaluó un caso de estudio: el taller del arquitecto Agustín Hernández, el cual tiene elementos para admitir la luz natural hacia el interior de los espacios arquitectónicos a través de la iluminación cenital y lateral, además del dominio en el manejo de la geometría. Se realizó un monitoreo de los niveles de iluminancia en espacios del caso de estudio durante varios periodos. Los resultados obtenidos indican que los niveles de iluminancia son apropiados para la realización de las diversas tareas visuales de los usuarios sin la utilización de fuentes de luz artificial durante la jornada laboral, y se infiere una reducción en el uso de la iluminación eléctrica, y por lo tanto, un ahorro y uso eficiente de la energía en el edificio investigado.
  • Evaluación térmica de los muros de agua, una alternativa bioclimática para climatizar un espacio
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2020-09) Pinacho Gonzaga, María Yazmin
    El presente trabajo se basa en el resultado de un estudio de vivienda masiva que representa el 27% del total de las edificaciones ofertadas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México hasta 2010. El producto del análisis de consumo de energía e identificación del sistema constructivo empleado (Red de Arquitectura Bioclimática, 2014) permitió identificar áreas de oportunidad para incrementar la eficiencia en el uso de energía con la finalidad de presentar una propuesta de calefacción pasiva en estas construcciones. La tecnología de la energía solar en México y su uso en las edificaciones en forma de almacenamiento térmico se presenta como alternativa para disminuir el consumo energético, el uso de materiales tales como hormigón, ladrillo y agua se han utilizado como masa térmica con el fin de moderar la temperatura de los espacios internos y reducir la necesidad de aire acondicionado en verano y calefacción en invierno. Buscando minimizar el consumo energético se estudió un sistema de muro de agua que consiste en una masa térmica, acristalamiento y un espacio de aire. El interés en el uso de agua se debe a las características de sus propiedades térmicas y su alta capacidad calorífica volumétrica, es un material muy conductor y por lo tanto actúa como buena masa térmica. A pesar de ser utilizada como masa térmica en diferentes situaciones, es difícil obtener información sobre las dimensiones del sistema a implementar. Por lo anterior antes de poder diseñar un espacio de manera efectiva utilizando muros de agua, es necesario obtener las dimensiones optimas, lo cual es clave. Para el clima semi frio de la Ciudad de México, se simuló el espesor óptimo de muro de agua y capa de aire a través de un software de análisis y resolución por elementos finitos. En el laboratorio se diseñó y construyó un prototipo experimental que permitió conocer y estudiar el comportamiento térmico del muro de agua y comprobar los resultados simulados, lo cual proporcionó una buena compatibilidad entre los datos experimentales y la simulación numérica.
  • Revisión estratégica del confort térmico en un auditorio diseñado con enfoque bioclimático
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) Villavicencio Fernández, Mariana Estefanía
    El principal objetivo de todo planteamiento bioclimático en edificaciones es otorgar condiciones de salud, confort y productividad a los ocupantes de un espacio habitable (Olgyay, 1963), motivo por el cual el presente proyecto de investigación toma como punto de partida al usuario final para determinar si las condiciones térmicas bajo las que realiza sus actividades son realmente adecuadas. El caso de estudio es el auditorio Tonatiuh del Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México (IER-UNAM), ubicado en Temixco, Morelos, México. El bioclima de la región es cálido sub-húmedo (Aw). Los usuarios son adultos entre 19 años y más de 65; muchos de ellos, residentes de la zona. Mediciones de estudios previos (Elías-López, et al., 2011) reportan datos específicos de temperatura y humedad del auditorio, tanto interiores como exteriores, que indican que tan favorable o desfavorable es el ambiente térmico intramuros en relación con rangos de confort preestablecidos. Sin embargo, son evaluaciones teóricas de confort adaptativo. Dichos informes indican que el auditorio está fuera de confort el 33% del tiempo. El presente proyecto de investigación plantea que la respuesta del usuario final es la que valida el planteamiento o enfoque bioclimático de un espacio habitable. El planteamiento del proyecto de investigación es la revisión del confort térmico del caso de estudio por medio de tres metodologías: estudios de campo, enfoque predictivo (cálculo de PMV, por medio de la herramienta numérica DesignBuilder DB-, interface para EnergyPlus) y enfoque adaptativo. Las tres metodologías se ejecutan de forma individual para luego, contrastar sus resultados entre sí, discutirlos y determinar si el planteamiento de diseño bioclimático del auditorio responde a las necesidades de confort térmico de los usuarios.
  • Caracterización del comportamiento térmico de un sistema constructivo de tierra cruda aplicado en prototipos: caso de estudio, localidad, Aquixtla, Puebla
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-05) Morales Galaviz, Gabriel
    El siguiente trabajo es el resumen de la investigación referente a un experimento que se realizó como caracterización de dos sistemas constructivos distintos aplicados en muros, con la finalidad de determinar las características térmicas de ambos y así obtener resultados que nos ayuden a determinar cuál de los dos sistemas es el óptimo en la arquitectura de interés social en el estado de Puebla. En el capítulo uno, se describen los lineamientos y alcances que guiarán esta investigación, así como un planteamiento general del experimento y la metodología que se seguirá para llegar a los objetivos propuestos. En el capítulo dos, se muestran los antecedentes sobre construcción con tierra México, la situación de la arquitectura vernácula en el Estado de Puebla y el estado del arte referente a la construcción con tierra. En el capítulo tres, se presenta un análisis bioclimático de la región, en donde se muestran con gráficas los diferentes fenómenos meteorológicos que determinan el clima de la región y al final del capítulo se concluyen las estrategias bioclimáticas que ayudarán a mejorar las condiciones de confort en las edificaciones de la región. En el capítulo cuatro, se describen los dos sistemas constructivos que se analizarán en los prototipos, también se muestran los referentes en el mundo y los referentes constructivos en México. En el capítulo cinco, se da una explicación sobre los distintos conceptos de nuestro marco de referencia, se tratan algunos conceptos básicos de termodinámica así como algunas propiedades termo físicas de los materiales utilizados en la investigación. En el capítulo seis, se describen las propiedades termo físicas estudiadas en la investigación en la cuales se pondrá más atención al analizar los resultados obtenidos con el monitoreo de los prototipos. En el capítulo siete, se describe el desarrollo experimental desde la construcción de los prototipos, la colocación de los instrumentos de medición, así como las condiciones de ambos prototipos, la discusión de los datos obtenidos, un análisis de costos de la construcción de ambos y hasta un acercamiento de lo que sería un análisis de huella de carbón para ambos casos. En el capítulo ocho, se realiza un análisis térmico de los prototipos en Design Builder, comparando los sistemas constructivos en distintas regiones del país para determinar el comportamiento térmico de ambos sistemas en climas distintos al del caso de estudio.
  • La iluminación artificial en el uso eficiente de entornos de oficina: caso de estudio, el desempeño de los usuarios de oficinas en la Ciudad de México
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-05) Plesent Solís, Erick
    El presente trabajo se basa en el estudio del uso de la iluminación artificial y su relación directa con el desempeño de los usuarios de oficinas. Se cuestionaron los parámetros lumínicos establecidos por la normatividad de las asociaciones de diferentes países y se plantearon los motivos por los cuales la cantidad de iluminación requerida para oficinas difieren entre sí, dando lugar a la investigación y análisis de la iluminación artificial aplicada en el medio mexicano. Se consideraron aspectos de luminotecnia y de la biología humana para la aplicación metodológica. El estudio se desarrolló dentro del laboratorio de iluminación artificial de la UAM Azcapotzalco. Se aplicaron ejercicios y encuestas de tipo estadístico necesarios para determinar el desempeño visual expresado por los usuarios, haciendo una recopilación de los datos y se llevó a cabo un análisis que servirá de aportación como referencia para otras investigaciones en la toma de decisiones para el uso eficiente de la iluminación artificial.
  • Aportaciones del estudio de la evolución al diseño del hábitat humano
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-04) Guillermo Ivan, Lastra García,
    La idea de que el mejor ambiente térmico humano debe evitar todo tipo de oscilación se formalizó hace casi un siglo, con la comercialización del primer dispositivo de control de temperatura para uso doméstico, en 1896, y con la publicación de Rational Psychrometric Formulae, en 1911. Actualmente, el principal objetivo de los sistemas de climatización artificial sigue siendo la eliminación de toda oscilación perceptible a lo largo del día y las estaciones a pesar de la falta de evidencia científica que lo respalde y sin importar sus altos costos económicos, energéticos y ambientales. Aunque esta premisa ha sido cuestionada anteriormente, los desafíos planteados por el cambio climático y la posibilidad de mejorar el confort a través de la diversidad térmica, permiten repensar el papel de las oscilaciones térmicas en la salud humana y la evolución. Gracias a los avances en la reconstrucción paleoclimática y a las contribuciones recientes en la teoría evolutiva, se ha puesto de manifiesto la importancia de los entornos térmicos dinámicos para el mantenimiento y la expresión de esquemas adaptativos, lo que sugiere que la temperatura monótona (aunque cómoda) podría representar un riesgo para la salud. Este enfoque interdisciplinario podría mejorar el diseño arquitectónico al explicar la función evolutiva de la diversidad térmica y proporcionar evidencia del riesgo que representa la monotonía debido a su capacidad de desencadenar respuestas de plasticidad cognitiva, cuya función biológica es elevar las posibilidades de supervivencia bajo amenazas ambientales pero que podrían representar un riesgo para la salud al ser activadas mediante falsas señales en los ambientes artificiales. Este estudio podría representar una oportunidad para reunir, bajo el mismo objetivo de diseño los grandes desafíos planteados por el cambio climático, así como la posibilidad para plantear una explicación más amplia respecto al papel evolutivo de los trastornos psiquiátricos.
  • Evaluación del confort acústico del espacio urbano: caso de estudio, corredor urbano y espacio de recreación en Azcapotzalco, Ciudad de México
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-07) Ponce, Dulce
    Los estudios sobre el efecto que tiene la presencia de diversos factores ambientales en los espacios urbanos contribuyen a establecer criterios de diseño de acuerdo a las condiciones ambientales, físicas y sociales de cada espacio y a sus necesidades. El sonido, es un factor ambiental poco considerado y no suele asociarse con el confort en exteriores en la práctica urbana o arquitectónica, sin embargo, se ha demostrado que la presencia de altos niveles sonoros influye en la molestia y la salud de los individuos. El objetivo de esta investigación es generar conocimiento del confort acústico urbano dentro del área de Arquitectura Bioclimática para determinar las condiciones de bienestar del espacio urbano en la Ciudad de México. Así, se desarrolló un estudio de carácter no experimental de carácter correlacional basado en el registro de variables acústicas y la aplicación de una encuesta con una escala de juicio subjetivo para valorar el confort acústico en espacios urbanos. Se aplicaron un total de 394 encuestas en cuatro espacios seleccionados de la Delegación Azcapotzalco. Los resultados derivan en conclusiones con respecto al confort acústico urbano en la Delegación Azcapotzalco y la propuesta de un modelo de predicción del confort acústico que permita al arquitecto evaluar y tomar decisiones de diseño hacia la creación de espacios abiertos con calidad acústica.
  • Confort térmico en vivienda de producción en serie de la Zona Metropolitana del Valle de México
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-06) Figueroa Villamar, Carla
    El confort térmico interior es una característica esencial que se debe considerar en la planeación y diseño de los espacios habitables. El objetivo de éste trabajo, es determinar los requerimientos de confort térmico en las viviendas de la Zona Metropolitana del Valle de México, así como las variables meteorológicas que afectan en la sensación térmica de los habitantes. De acuerdo al enfoque de adaptación, se desarrolló un estudio correlacional de los datos medidos en sitio: temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, temperatura de globo negro, humedad relativa y velocidad de viento, contra la percepción térmica de los habitantes. El análisis de datos se realizó con el método de Medias por Intervalo de Sensación Térmica y se realizó un análisis de magnitud por variable meteorológica. Se calcularon valores neutrales para cada variable medida, y se determinó que la que presenta mayor influencia en la percepción, es distinta en los periodos climáticos estudiados. Por lo que se concluyó que el confort térmico de los habitantes no solo depende de una variable, si no del comportamiento en conjunto y la magnitud de cada una de ellas.
  • La arquitectura animal y sus sistemas de climatización pasiva como alternativa en el diseño arquitectónico
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2015-04) Dávila Arribas, Jaime
    El objetivo de este trabajo es ampliar las fuentes de información que utiliza el diseño bioclimático para proponer sistemas pasivos, basadas en el conocimiento contenido en sistemas naturales como las construcciones y habitáculos animales en cuanto a sus sistemas de climatización para su posterior aplicación. Así como la arquitectura vernácula o tradicional es una valiosa fuente de información en cuanto a sus estrategias de climatización basadas en el aprovechamiento de las energías y recursos del sitio, en el uso de materiales locales, técnicas de construcción y formas de habitar; la arquitectura animal puede aportar una serie de estrategias y mecanismos posibles de aplicar a sistemas de climatización de bajo impacto ambiental en construcciones humanas. A partir de la investigación e interpretación de cinco casos de estudio de arquitectura animal, se determinaron algunas estrategias bioclimáticas basadas en tres ejes de análisis, la orientación, la ventilación y la regulación térmica. Cómo muestra de acervo de información al servicio del diseño pasivo, se generaron fichas sintéticas de los mecanismos bioclimáticos encontrados y se hace una comparación con algunas estrategias similares utilizadas en la arquitectura vernácula o contemporánea. Para ejemplificar la aplicación del conocimiento extraído en estos sistemas naturales, se propone a modo de herramienta de reinterpretación, un análisis comparativo de los mecanismos detrás de las estrategias de climatización y también un breve análisis climático. Con base en esto se presenta el diseño conceptual de una envolvente arquitectónica porosa a partir de un sistema constructivo existente como son los muros gaviones, con cualidades de retardo térmico, ventilación y enfriamiento evaporativo directo útil de aplicarse en climas cálido-secos. Por último, se presenta la evaluación experimental del desempeño de la envolvente propuesta para alcanzar los mecanismos seleccionados, para esto, se determinó primeramente el porcentaje de porosidad, densidad y absorción de la muestra. Segundo un análisis de la tasa de ventilación donde se indica la velocidad, volumen y trayectoria del viento que atraviesa la envolvente propuesta. Por último, se realizó una evaluación térmica donde se determinó la conductividad y capacidad de retardo térmico de la muestra de estudio. Con base en los resultados obtenidos se sugiere a otros diseñadores utilizar los mecanismos aquí determinados para proponer otras aplicaciones y continuar con la generación de conocimiento basado en sistemas naturales ya que presenta amplias áreas de oportunidad. Por último, continuar con evaluaciones a las envolventes porosas ya que presentan un reto complejo difícilmente satisfecho en los tiempos con los que se cuenta para esta investigación.