Publicación de Libros y Textos Académicos: 2024-II
Marco Antonio Vilca Mamani
Objetivo
Este proyecto tiene como objetivo explicar los procedimientos para desarrollar proyectos bioclimáticos, abordando el microclima, el confort térmico, su relación con el sol y la ventilación natural. Para ello se redactará, editará, imprimirá, publicará y presentará el libro.
Resumen:
La arquitectura influye significativamente en el confort ambiental de los habitantes, lo que resalta la importancia de considerar un diseño coherente con el clima donde se construye. En la actualidad, con los efectos del cambio climático, es vital emplear estrategias pasivas para reducir el impacto ambiental asociado con el uso de dispositivos térmicos o de climatización que consumen energías no renovables. El diseño bioclimático consiste en establecer y aplicar estrategias ambientales pasivas adaptadas al microclima específico del proyecto, con el objetivo de garantizar un confort ambiental óptimo según indicadores de calidad aceptables para el ser humano. Los proyectos contemporáneos, cada vez más inmersos en la arquitectura computacional, ofrecen la oportunidad de utilizar simulaciones computacionales que facilitan la optimización del desempeño del diseño bioclimático. Este texto académico tiene como objetivo explicar los procedimientos para desarrollar proyectos bioclimáticos, abordando el microclima, el confort térmico, su relación con el sol y la ventilación natural. La arquitectura bioclimática contribuye a la reducción del impacto ambiental a través de estrategias pasivas, como el aprovechamiento del viento para mejorar la calidad del aire y refrescar los espacios en caso de calor excesivo, y la utilización del sol para calentar la envolvente arquitectónica y mantener el confort térmico en climas fríos. Además, la correcta elección y grosor de los materiales garantiza el confort térmico, mientras que una adecuada orientación del edificio respecto al viento y al sol maximiza su eficiencia energética. También es crucial entender la relación entre la humedad y las direcciones del viento, así como considerar elementos de escala y color en el diseño de espacios confortables. Es por ello que estudiar la arquitectura vernácula, que aplica todos estos principios, es especialmente enriquecedor en el contexto peruano. La estructura del presente documento comienza con el capítulo 1, donde se aborda el microclima. Es fundamental reconocer el entorno inmediato para identificar las estrategias específicas que se aplicarán al proyecto. Esto incluye considerar factores como la proximidad a un río, la presencia de árboles, la materialidad y morfología de las edificaciones adyacentes, la desviación del viento hacia el área de trabajo y la orientación del lote respecto al sol. En el capítulo 2, se analiza la transmitancia térmica, que ayudará a definir la elección y el grosor de los materiales para garantizar el confort térmico del edificio. El capítulo 3 aborda las horas de sol y la radiación solar que inciden en los edificios según su orientación. Finalmente, el capítulo 4 examina la renovación del aire en función de la ventilación, utilizando estrategias como la ventilación cruzada o la diferencia de temperaturas para asegurar la calidad del aire. Este texto procura contribuir al conocimiento académico a través de reflexiones prácticas sobre el espacio arquitectónico, resultado del análisis sistemático y del desempeño ambiental del edificio, ya sea mediante simulaciones o promoviendo estrategias de diseño ambiental. Estos principios pueden servir como guía e inspiración para los proyectistas, contribuyendo así al bienestar de nuestras comunidades mediante la aplicación de principios sostenibles en el diseño arquitectónico.
Palabras clave
Microclima, Sostenibilidad ambiental, Simulación computacional, Arquitectura bioclimatica
Problema central
En el contexto peruano, la arquitectura ha estado fuertemente influenciada por el movimiento moderno, o como lo denominó el reconocido arquitecto Philip Johnson, la “arquitectura internacional”. Hoy en día, el proyectista está limitado por lo que el mercado industrial de la construcción ofrece, sin disponer de tiempo suficiente para seleccionar los materiales más adecuados según el clima. Aunque los principios del modernismo están relacionados con una buena iluminación y ventilación mediante el uso de fachadas y plantas libres, la cantidad de luz o viento que debe aprovecharse suele definirse de manera intuitiva por los profesionales. Generalmente, basta con orientar el edificio hacia el norte y utilizar esquemas básicos sobre el comportamiento del sol y del viento. Para muchos arquitectos, el tiempo para resolver fórmulas matemáticas que garanticen datos exactos sobre el confort ambiental es escaso. El tedio que implica realizar estos cálculos, sumado a la falta de una compensación económica adecuada por el diseño, complica aún más la situación. Además, la gran informalidad en la industria de la construcción en Perú, donde predominan las edificaciones autoconstruidas y auto diseñadas, agrava el problema. La arquitectura popular o “Chicha”, como la define J. Burga (2018), ofrece una oportunidad única para rescatar los valores de la arquitectura vernácula, ya que muchos usuarios intentan imitar elementos tradicionales de las zonas rurales de donde provienen. Esta visión tradicional es compatible con las estrategias bioclimáticas de sostenibilidad ambiental, las cuales podemos aprender al observar y analizar la arquitectura vernácula. Las simulaciones computacionales representan una gran oportunidad en la arquitectura contemporánea, ya que permiten optimizar el desempeño ambiental de los edificios. Estas herramientas facilitan la toma de decisiones eficientes, considerando múltiples criterios para el diseño bioclimático. De este modo, surge el concepto de "regionalismo arquitectónico computacional", que se refiere a la integración de características locales inspiradas en la arquitectura vernácula mediante simulaciones computacionales, tal como lo propuso Faysan (2010). Analizar y comprender cómo el clima, los materiales y las envolventes arquitectónicas pueden influir en el confort ambiental son desafíos clave para los profesionales, quienes pueden apoyarse en la tecnología computacional para tomar decisiones complejas de manera rápida y precisa. Actualmente, existe una variedad de programas relacionados con el diseño asistido por computadora (CAD), como Revit, ArchiCAD, SketchUp y Rhinoceros. También hay programas específicos para simulaciones ambientales como Radiance, OpenStudio y EnergyPlus. Sin embargo, la dificultad de exportar modelos tridimensionales entre diferentes formatos hace que muchos profesionales necesiten especializarse, y pocos los utilizan de manera efectiva en su trabajo arquitectónico. Por ello, en este documento se hace referencia a herramientas de software de código abierto como Ladybug Tools, que integran diversos formatos y programas en una sola plataforma, facilitando las simulaciones y optimizaciones del diseño arquitectónico con un esfuerzo unificado. El objetivo de este texto es proporcionar una guía básica para que los lectores puedan utilizar herramientas computacionales en su formación académica y profesional, integrando decisiones fundamentadas en simulaciones del confort ambiental. Esto representa un avance significativo respecto a la intuición comúnmente utilizada para comprender el clima y las propiedades térmicas de los materiales y envolventes. Por esta razón, el enfoque del texto no se centra en explicar conceptos teóricos en detalle, sino en ofrecer ejemplos prácticos sobre cómo realizar e interpretar simulaciones.
Hipótesis planteada
No corresponde
Resultados esperados
a. Libros y textos acadÈmicos evaluados por pares externos, editados por la Universidad Nacional
de San AgustÌn de Arequipa (UNSA), publicados y con registro ISBN.
b. Registro en el repositorio de la UNSA, para visibilidad de la comunidad universitaria y p˙blico
interesado
c. Incremento de la visibilidad de la UNSA en tÈrminos de producciÛn cientÌfica (n˙mero de citas).
Impactos esperados
Este libro tiene como objetivo guiar a arquitectos y urbanistas en el uso de herramientas computacionales que les
permitan tomar decisiones multicriterio, logrando proyectos ambientalmente sostenibles basados en datos científicos
bien analizados. De esta manera, se busca contribuir al desarrollo sostenible de nuestras ciudades y al entorno
construido, tanto en Perú como a nivel global.