Diseño Rural En Construcciones Rurales

INTERCAMBIO TERMICO EN LOS EDIFICIOS E ILUMINACION

INTRODUCCIÓN En este informe se quiere dar a conocer el intercambio térmico que se da en una edificación y también sobre la iluminación que debe existir en este ya que son factores muy importantes que se deben tener en cuenta al momento de realizar el diseño de un edificio. los conceptos básicos de la transmisión del calor y como  participan los elementos constructivos, los materiales y las superficies en ese proceso son necesarios para dar un adecuado diseño a las estructuras de tal manera que se logre un confort en las personas o en los animales en el caso de edificios agrícolas. En este informe continuaremos ampliando los conocimientos en este sentido, analizando al edificio como un todo y aplicando los conceptos básicos a los elementos constructivos

OBJETIVOS •Conocer el proceso de equilibrio térmico de un edificio con el medio y las vías por las cuales lo realiza. Dominar los conceptos sobre el comportamiento de los materiales y sus superficies con relación a la reflexión, transferencia, absorción y emisión del calor. Conocer las características del comportamiento de los elementos constructivos ante la radiación solar y la radiación térmica. •Conocer La importancia de la luz para los humanos. Cómo usar la luz natural y artificial, Visión general de las posibles fuentes de luz artificial. Qué es la luz, cómo medirla y consejos para su correcto uso en edificios. •Conocer sobre la importancia dela proporción y forma que deben tener los edificios para una mejor estética visual y armónica.

Procesos de intercambio de calor del edificio. El calor siempre es transferido desde un sitio caliente a otro más frío mediante tres mecanismos de transferencia.

Conducción, se produce en un material sólido cuando sus moléculas se encuentran a diferentes temperaturas. Las moléculas más calientes transmiten la energía (calor) a la zona más fría del material. La conducción en los edificios se produce principalmente a través de paredes y ventanas  

Convección, es la transferencia de energía debida al movimiento de un fluido. El aire caliente se eleva y se sustituye por el aire frío que entra desde el exterior. En multitud de edificios con insuficientes particiones internas se pueden crear poderosas y derrochadoras corrientes de aire. Radiación, la energía es transportada por ondas electromagnéticas. A diferencia de los otros mecanismos, la radiación no requiere la intervención de ningún soporte material para propagar el calor. La radiación dentro de los edificios se produce principalmente a través de puertas y ventanas de cristal pero si las paredes no están bien aisladas, la radiación del exterior puede calentar el interior por conducción.  

•Cuando estudiamos el equilibrio térmico del cuerpo humano, éste fue considerado como una unidad, el edificio puede considerarse de igual forma. Su intercambio con el medio circundante lo realiza también a través de la conducción, convección, radiación y evaporación. En este proceso intervienen además las fuentes de calor que contiene el edificio en su interior, tales como: los sistemas de iluminación artificial, las personas y los equipos domésticos.

Producción de calor interno Por calefacción, que serían las que se producen en condiciones exteriores de invierno (y que físicamente traducen el calor perdido por el edificio hacia el exterior en la unidad de tiempo) Por refrigeración, que análogamente, se refiere a las producidas en las condiciones de la estación cálida (físicamente, calor ganado por los locales en la unidad de tiempo). Estas cargas térmicas se deben a varios fenómenos de intercambio de calor del edificio con el exterior, así como a ganancias de calor interiores (en la estación cálida):  Transmisión por conducción a través de los elementos constructivos que separan el interior del exterior o de otros locales no climatizados. Tratamiento térmico del aire exterior necesario para la ventilación y renovación de aire de los ambientes. Calor entrante debido al soleamiento por los cierres de los huecos acristalados (ventanas). Calor interno producido por las personas, la iluminación eléctrica y los aparatos que hay en el interior de los edificios (como en el caso anterior puede ser favorable o desfavorable según la estación).

También es otra carga térmica el tratamiento de la humedad del aire para conseguir en los ambientes una humedad relativa adecuada. El vapor puede proceder de fuentes internas (evapotranspiración de las personas, de ciertos aparatos...) y externas (contenido de humedad del aire exterior). Al enfriar una masa de aire (refrigeración) con un contenido determinado de vapor de agua, aumenta la humedad relativa, por lo que es necesario eliminar parte del vapor para mantener la humedad relativa dentro de límites adecuados. Por el contrario, al calentar (calefacción) una masa de aire disminuye la humedad relativa. En este caso, a menudo la evapotraspiración de los ocupantes puede ser suficiente para compensar esa disminución, pero si no lo fuera (temperaturas exteriores muy bajas), habría que añadir vapor para conseguir una humedad relativa adecuada.

Hay ciertos fenómenos que no se toman en cuenta en el cálculo de las condiciones de invierno, pues mejoran las condiciones interiores en esa estación (soleamiento, ocupación...), pero que tienen importancia en las condiciones de verano pues aportan calor a los locales desde su interior; en invierno, los sistemas de control del ambiente interior las tendrán en consideración. Así pues, las cargas de invierno solamente dependen de las condiciones exteriores, y las de verano, tanto de las interiores y de las exteriores.

Ganancia de calor por radiación Cuando el sol incide directamente sobre una superficie, esta se calienta. Si dicha superficie es parte de un edificio, un porcentaje del calor solar es reflejado y el otro es transmitido al interior del mismo. La cantidad de calor por radiación solar suele llegar al 50 % de las ganancias totales de calor. Cuando los rayos del sol inciden sobre la superficie, la cantidad de calor transmitido a dicha superficie depende básicamente de dos factores : Grado de opacidad color y rugosidad de la misma.Una superficie de color oscuro absorberá más calor radiante que una superficie de color claro. La tabla siguiente muestra los siguientes porcentajes aproximados de radiación solar absorbida por superficie de diferente color.  

Color de superficie pintada absorbido

calor radiante

Blanco o aluminio

color claro

28%

Rojo, marrón, verde claro

color mediano

63%

Negro o verde oscuro

color oscuro

94%

•Angulo de incidencia Cuando los rayos del sol inciden perpendicularmente sobre una superficie opaca tiene menos posibilidad de ser reflejados que si chocan contra la superficie en otro ángulo. Esta energía no reflejada aumenta la temperatura superficial y por lo tanto la transmisión de calor al interior del edificio. Ganancias por radiación solar de calor a través de la superficie de vidrio. Depende de la posición geográfica (latitud), de la hora del día, dl día del año y de la orientación del mismo. la radiación solar (5 a 6%). La magnitud de calor reflejad y transmitido depende del ángulo de incidencia ángulo formado por la normal del cristal, con la dirección de los rayos del sol. Cuando aumenta el ángulo de incidencia aumenta el calor reflejado y disminuye el transmitido. La ganancia total por la insolación comprenderá el calor transmitido más un 40% aprox. Del calor absorbido por el cristal.  

•Ganancias de calor por radiación solar y transmisión de calor a través de muros exteriores y techos. Esta causada por la radiación solar absorbida por las superficies exteriores y por las diferencias de temperatura entre el aire exterior y el aire interior.

Aislamiento térmico es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor  por conducción a través de ellos. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia térmica o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente. Beneficios de la ejecución del aislamiento térmico •Reducir la factura energética. Se reducen las pérdidas de calor o frío (invierno/verano) dentro de la vivienda y necesitamos menos energía para calentar o enfriar las habitaciones ahorrando la economía. • Mejorar el confort y el bienestar de los usuarios. Una vivienda aislada térmicamente contribuye al bienestar del usuario ayudando a mantener una temperatura de confort dentro de la vivienda, tanto en invierno como en verano. Su familia lo notará. • Disminuir las emisiones de gases con efecto invernadero: Las calderas de gas, gasóleo o carbón emiten gases en su combustión. También la producción de energía eléctrica provoca grandes emisiones de gases. • Eliminar las condensaciones y mejorar el aislamiento acústico: Por un lado se eliminan las humedades interiores que suelen conllevar la aparición de moho y, además se reduce el ruido procedente del exterior o de sus propios vecinos. 

¿Qué edificios se pueden rehabilitar térmicamente? En principio, cualquier edificio puede rehabilitarse térmicamente, aunque hay que estudiar cada caso específico para evaluar las posibilidades de rehabilitación que ofrece y su coste. Debemos tener en cuenta, que cualquier solución técnica de aislamiento puede realizarse tanto por el interior como por la parte exterior del edificio o vivienda, incluso por inyección en los muros. ¿Cómo realizar la rehabilitación térmica? Debemos tener en cuenta que una buena rehabilitación térmica puede conseguirse actuando en distintas partes del edificio o vivienda. Las más habituales son las siguientes: Aislamiento de fachadas (muros y ventanas). Instalando un material aislante térmico en los muros, ya sea por el exterior, interior o inyectando dentro del muro. Sustitución de ventanas, con marcos con rotura de puente térmico y doble acristalamiento con cámara.

•Aislamiento de cubiertas. Instalando un material aislante térmico en la cubierta, ya sea entre tabiquillos, vigas de madera, entre rastreles, con teja adherida sobre el aislante, con cubiertas ajardinadas, con pavimento flotante, etc. •Aislamiento de suelos y Techos. Instalando un material aislante térmico en los techos en contacto con espacios habitables, suelos en contacto con espacios no habitables, apoyados sobre el terreno o en contacto con el aire exterior. •Aislamiento de tabiques interiores y de separación entre viviendas y paredes y/o separaciones con zonas comunitarias del edificio.  Instalando un material aislante térmico en los tabiques interiores o los de separación entre vecinos o en las paredes de separación con las zonas comunitarias, como pueden ser, las escaleras, ascensores, rellanos, etc. •Aislamiento de las instalaciones (tuberías). Instalando un material aislante térmico en las tuberías de agua caliente o fría, de las calderas, de los acumuladores de calor, etc, para evitar pérdidas de calor del agua caliente y evitar posibles condensaciones en las conducciones de agua fría.

AISLAMIENTOS NATURALES EN LA CONSTRUCCIÓN Como ya hemos comentado, para una correcta rehabilitación térmica debemos instalar un material aislante térmico. Los materiales aislantes sintéticos no son renovables, pueden contener elementos tóxicos, su reciclaje es costoso o imposible, y tienen un proceso de fabricación más intensivo en energía que los aislantes naturales. Las materias primas naturales, como el corcho, el cáñamo y la madera son las de menor huella ambiental.

•Cáñamo. Se obtiene de la planta de cannabis. Se elaboran planchas aislantes, naturales y transpirables. Se puede aplicar en pavimentos flotantes, sobre y entre vigas, en techos y paredes externas e internas. • Lino. Se elaboran planchas, regula la humedad y es reciclable al 100%. Adecuado para su uso entre cabios, montantes y espacios que sea necesario adaptarse por flexibilidad y compresión. • Celulosa de papel reciclado. Material obtenido a partir de papel de periódico reciclado. • Panel aislante de virutas de madera. Los paneles se fabrican a partir de restos de madera de la industria forestal, aglomerados con agua y luego prensados. • Lana de oveja. Se aplica en forma de manta o fieltro y es óptimo para bajo cubiertas, paredes, tabiques, forjados, bajo pavimentos, rellenos de cámara de medianeras, tuberías y paneles solares. • Corcho. Se obtiene de la corteza de los alcornocales. Se usa en forma de virutas para rellenar cavidades.

•Coco. Se extrae de la cáscara y se aplica en forma de mantas como aislante acústico para suelos •Algodón. Se utiliza en forma de mantas aislantes como relleno de cámaras entre medianeras, en cubiertas y en el aislamiento de cables eléctricos en forma de cinta de algodón barnizada. •Arlita, perlita y vermiculita. Se utilizan como aislantes térmicos y acústicos. Son protectores contra el fuego. •Vidrio celular. Se obtiene del reciclado del vidrio blanco. Aislante térmico con resistencia al fuego, en muros medianeros, forjados, cubiertas y soleras; como falso techo para lugares con alta humedad.

Ganancias de calor por ventilación El aire exterior que introducimos al sistema de aire acondicionado, es una carga relevante para el sistema de aire acondicionado y el sistema de calefacción por aire caliente debido que en ambos casos incorporamos aire exterior.

En verano la ganancia de calor que produce la incorporación de aire exterior que la toma directamente equipos acondicionados estará constituido por la suma de la cantidad de calor de aire seco más la cantidad de calor de vapor de agua de la mezcla. El aire del exterior que fluye a través de una edificación, ya sea como aire de ventilación, o no intencionalmente como infiltración (y exfiltración) es importante por dos razones. El aire del exterior es utilizado muchas veces para diluir contaminantes en el aire del interior y la energía asociada con calentamiento o enfriamiento de este aire exterior es una significativa carga de relación espacio – acondicionamiento. . Deben conocerse también los valores de intercambio de aire para asegurar un adecuado control de los niveles de contaminantes en el interior. La ventilación natural: es un flujo de aire sin energía a través de ventanas abiertas, puertas y otras aberturas intencionales de una edificación. La ventilación forzada: es intencional, es un intercambio de aire propulsado por un ventilador y con ventanillas de toma y descarga o escapes que son especialmente designadas e instaladas para ventilación.

Formas de ventilación. Existen dos formas de ventilar un local, en dependencia de la energía que se utilice para mover el aire: ventilación artificial y ventilación natural.

Ventilación artificial, producida por equipos o instalaciones que requieren de energía eléctrica o algún otro tipo de combustible para su funcionamiento.  

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Los sistemas de ventilación mecánica originan el movimiento deseado del aire mediante equipos mecánicos que pueden ser de extracción (extractores) o de suministro (ventiladores). También los equipos mecánicos de ventilación pueden estar destinados simplemente a mover la masa de aire dentro del local. Este es el caso de los ventiladores que se utilizan comúnmente en las viviendas. La ventilación artificial es imprescindible en aquellos casos en que la natural no es posible, o resulta insuficiente. Por ejemplo, en las cocinas, donde hay una elevada producción de humos, olores y vapor de agua.

Ventilación natural, basada en la diferencia de las presiones causadas por la acción dinámica del viento, por la diferencia de temperatura (gradientes térmicos) entre dos masas de aire, o por la acción combinada de ambos. Los elementos que propician la ventilación natural son :las ventanas , las puertas , los conductos de ventilación,los respiraderos en las cubiertas.

Iluminación Las personas necesitan una luz adecuada para desarrollar sus actividades, dicha iluminación debe satisfacer las necesidades fisiológicas, psicológicas y estéticas de las personas. Esta iluminación incluye tanto las fuentes de iluminación artificial (lámparas y bombillas) como la iluminación natural procedente del sol.   Luz natural: La fuente de la luz natural es tanto los rayos directos provenientes del sol como los rayos dispersados en la atmósfera. La intensidad y el color de la luz del día varían durante el año y también depende de la latitud geográfica y las condiciones climáticas.

Luz artificial: La iluminación artificial, como bien indica su nombre, es producida por fuentes artificiales cuando la luz natural es insuficiente. Las fuentes modernas son capaces de crear una iluminación similar a la luz natural

La iluminación semidirecta es producida por una fuente que emite no sólo hacia abajo sino también hacia arriba (techo y paredes). Con este tipo de iluminación la habitación parece más confortable y la luz reflejada desde el techo hace las sombras ligeras y el deslumbramiento es más aceptable

La iluminación mixta emite luz en todas las direcciones, de modo que todas las superficies quedan iluminadas (suelo, techo, paredes). En la iluminación indirecta el flujo de luz se enfoca hacia el techo y después refleja hacia toda la habitación que es iluminada de forma uniforme y sin deslumbramientos.

Métodos de cálculo de la iluminación natural. La determinación del área de ventanas necesaria puede realizarse mediante cálculos manuales utilizando ábacos y gráficos o programas de computación, y por modelación en maquetas a cielo abierto o en cielo artificial. La simulación de la iluminación por medio de maquetas resulta un método simple, rápido, económico y suficientemente confiable para determinar los niveles de iluminación dentro de un local. Puede también definirse fácilmente el grado de control del deslumbramiento y de la penetración directa del sol dentro del local. Para cálculos complejos de iluminación se utilizan programas de computación como el Superlete 1.0, Lumen Micro and Light Scope, Luxicon, Light CAD and BEEm y Adeline. Estos últimos realizan cálculos integrados de iluminación natural y artificial y cálculos de eficacia energética.

Las consideraciones realizadas por De la Peña para la elaboración de los gráficos son las siguientes Locales con profundidades de 3,00, 4,00 y 4,50 m, Altura del local (puntal): entre 2,40 y 3,00 m Altura del antepecho de ventana: entre 0,80 y 0,90 m, Coeficiente de reflexión medio del local: 0,50, Uniformidad mínima de la uniformidad: 0,20 Ventanas combinadas con elementos de control solar cuyas terminaciones tengan coeficientes de reflexión superiores a 0,50,

La forma de utilizar los gráficos es la siguiente: 1 Se selecciona el gráfico a utilizar en dependencia de la profundidad del local. 2. Se determina el coeficiente de iluminación o factor de día mínimo requerido en función de la actividad a desarrollar en el local y se ubica en el eje de ordenadas. 3. Se define la orientación de la fachada donde está la ventana y se selecciona la curva correspondiente, (la curva señalada como "vano" significa que no tiene protección solar). 4. Donde se intersecten ambas líneas se baja a buscar el valor correspondiente en el eje de abscisas. 5. El valor hallado (en %) se multiplica por el área de piso y de esa forma se obtiene el área de ventanas. ¿Qué es la Proporción? Proporción: Relación armoniosa de una parte con otra o con el todo “El propósito de todas las teorías de la proporción es crear un sentido de orden entre los elementos de una construcción visual.” Las proporciones con respecto al tamaño, es la relación de (medida) entre las partes, y esta relación está determinada por la división entre un lado y otro, a esta relación se le llama razón.

  El Modulor Desarrollado por Le Corbusier, el Modulor sirve para ordenar “las dimensiones de aquello que contiene y de lo que es contenido”  Considero los medios de medida de los egipcios y griegos así como de otras culturas ya que tenían presente las matemáticas y las proporciones del cuerpo humano

¿Qué es el Modulor? El Modular pretende ser un sistema de medidas superior a los mayoritarios existentes (El Pie-pulgada y el Métrico decimal), que permita al mundo moderno superar la barrera económica y cultural que supone coexistir con dos sistemas, como si de dos planetas se tratase. Entre sus principales objetivos se encuentra la normalización, la prefabricación y la industrialización. Por ejemplo, lo que se construya en EE.UU, debe ser compatible con lo que se construya en Europa.

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•Proporción aurea o armónica Se puede definir geométricamente como un segmento rectilíneo dividido de manera que la parte menor es a la mayor como esta lo es al total. Los griegos descubrieron su importante cometido en la proporción del cuerpo humano. Al creer que el hombre y los templos debían de pertenecer a un orden universal más elevado, en la misma estructura de los templos se ponían de manifiesto estas proporciones. Cualquier progresión  que se base en la sección áurea será, al mismo tiempo, aritmética y geométrica

ARMONIA Y CONTRASTE

-4  cuadrados de ilustración (uno de cada tamaño) en blanco y negro. (18 piezas).

Para lograr una armonía hice dos conjuntos invertidos uniéndolos para crear uno solo, es decir, el conjunto de la derecha es el mismo que el de la izquierda pero invertido. Así mismo el contraste se encuentra en los elementos verticales de color negro a la izquierda y los blancos en el de la derecha.

•Proporciones Antropomórficas La Proporciones Antropomórficas atañen a la manera de percibir o juzgar el tamaño de un objeto con respecto al de otro .

EL cuerpo humano plantea una escala mediante la cual se compara los objetos y el espacio circundante, ésta se determina así: Antropocéntrica: Cuándo los objetos se relacionan con el cuerpo de tal manera que parecen prótesis.  Biocéntrica: Cuándo los objetos son más grandes que las extremidades pero son susceptibles a ser movidos sin dificultad por la fuerza humana. Cosmocéntrica: Cuándo los objetos son más grandes que el cuerpo humano, y plantea un espacio circundante.

CONCLUSIONES Podemos concluir que un buen diseño de los edificios es aprovechar los recursos externos que se dan en el ambiente y adecuarlos a nuestra forma de vida según la zona donde nos encontremos ya sea un ambiente frio, cálido o climas extremos, o con viento, sin viento, con mucha luminosidad o si ella y que se vea de una forma estéticamente bien a la vista guardando una proporción armónica. BIBLIOGRAFÍA •http://www.bvsde.ops-oms.org/arquitectura/clase32/clase32.htm •http://www.bvsde.ops-oms.org/arquitectura/clase32/clase32.htm •http://aimtallerdearquitectura.blogspot.pe/2013/09/aislamientos-termicos-para-edific ios-y.html •https://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_t%C3%A9rmico •http://www.monografias.com/trabajos4/cargasterm/cargasterm.shtml#ixzz3yTmqCf hn •https://es.vbook.pub.com/doc/95772255/7-Teorias-de-la-Proporcion#download