Estrategias pasivas de ventilación natural en la envolvente de un edificio dotacional, para el mejoramiento del confort térmico en la ciudad de Bogotá

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(1)Estrategias pasivas de ventilación natural en la envolvente de un modelo de edificación dotacional, para el mejoramiento del confort térmico en la ciudad de Bogotá.. Tesis de profundización presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Diseño Sostenible. Arq. Diego Bernal Rojas. Universidad Católica de Colombia Facultad de Diseño. Maestría en Diseño Sostenible Bogotá, Colombia 2019.

(2) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 2. Estrategias pasivas de ventilación natural en la envolvente de un modelo de edificación dotacional, para el mejoramiento del confort térmico en la ciudad de Bogotá.. Tesis de profundización presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Diseño Sostenible. Directores: Dr. Arquitecto Claudio Varini. Universidad Católica de Colombia Facultad de Diseño. Maestría en Diseño Sostenible Bogotá, Colombia 2019.

(3) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 3.

(4) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 4. Resumen Esta investigación tiene como propósito verificar la eficiencia térmica de la envolvente arquitectónica mediante la ventilación natural pasiva y la materialidad; para este fin se realizan simulaciones dinámicas y de confort térmico, para evaluar los resultados en distintos escenarios, del comportamiento térmico al interior de un edificio dotacional. Se analizaron las condiciones climáticas, normativas y de calidad del aire en la ciudad para evaluar de forma cuantitativa las condiciones térmicas interiores. Mediante la interpretación de esta información y las bases teóricas, se plantea la metodología para mejorar el confort. Conforme a este análisis y los resultados de simulaciones fluido dinámicas, se desarrolló la propuesta. El comportamiento de este modelo permite evidenciar como el clima, los criterios de diseño y la materialidad contribuyen directamente a regular el confort térmico en el edificio, así como la eficiencia energética y, por consiguiente, mejora la calidad de vida y el impacto económico. La propuesta permite incorporar estrategias sostenibles que ayuden a minimizar los costos ambientales y económicos derivados de la utilización excesiva de recursos, que apunten al desarrollo de los objetivos del desarrollo sostenible. Palabras clave: Envolvente sostenible, Ventilación Natural, Confort térmico..

(5) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 5. Abstract The purpose of this research is to verify the thermal efficiency of the architectural envelope through passive natural ventilation and materiality; For this purpose, dynamic simulations and thermal comforts are carried out, to evaluate the results in different scenarios, of the thermal behavior inside an endowment building. Climatic, regulatory and air quality conditions in the city were analyzed to quantitatively evaluate interior thermal conditions. By interpreting this information and the theoretical basis, the methodology for improving comfort is posed. According to this analysis and the results of dynamic fluid simulations, the proposal was developed. The behavior of this model allows to show how the climate, the design criteria and the materiality contribute directly to regulating the thermal comfort in the building, as well as the energy efficiency and therefore improves the quality of life and the impact Economic. The proposal allows to incorporate sustainable strategies that help to minimize the environmental and economic costs derived from the excessive use of resources, that aim at the development of the objectives of the sustainable development. Keywords: Building envelope, Natural Ventilation, Thermal Comfort..

(6) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 6. Tabla de contenido Introducción ................................................................................................................................................................. 11 1. Generalidades ........................................................................................................................................................... 13 1.1 Descripción del problema .................................................................................................................................. 13 1.2 Justificación ....................................................................................................................................................... 15 1.3 Reseña bibliográfica .......................................................................................................................................... 17 1.3.1 Análisis de literatura .................................................................................................................................. 17 1.3.2 Referentes de envolventes ......................................................................................................................... 23 1.4 Objetivos ........................................................................................................................................................... 27 1.4.1 Objetivo general ........................................................................................................................................ 27 1.4.2 Objetivos específicos ................................................................................................................................. 27 2. Principios de confort térmico en las edificaciones ................................................................................................... 28 2.1 Confort térmico en las edificaciones ................................................................................................................. 28 2.1.1 Bases fisiológicas ...................................................................................................................................... 28 2.2. Antecedentes sobre confort térmico ................................................................................................................. 30 2.3 Envolvente térmica del edificio ......................................................................................................................... 33 2.3.1. Componentes de la envolvente térmica del edificio ................................................................................. 33 2.3.2 Argumentación de la envolvente arquitectónica ........................................................................................ 34 2.4 Ventilación natural en las edificaciones ............................................................................................................ 36 2.4.1 Escala de Beaufort ..................................................................................................................................... 42 2.4.2 Vegetación como dispositivo de protección contra vientos ....................................................................... 45 2.4.3 Medidas de eficiencia energética ............................................................................................................... 50 2.4.3.1 Disminución de las cargas térmicas internas .................................................................................... 50 2.4.3.2 Mantenimiento y control de la ventilación interior ........................................................................... 50 2.4.3.3 Regulación adecuada de la temperatura ........................................................................................... 51 2.5. Análisis de las condiciones climáticas, calidad del aire y normatividad en el lugar objeto de estudio ............ 52 2.5.1 Temperatura ............................................................................................................................................... 52 2.5.2 Precipitación .............................................................................................................................................. 52 2.5.3 Viento predominante ................................................................................................................................. 53 2.5.4 Confort térmico y diagrama psicométrico ................................................................................................. 57 2.5.5 Orientación ................................................................................................................................................ 59 2.6 Marco normativo para la calidad del aire en Bogotá ......................................................................................... 61 2.6.1 Efectos de contaminación en el aire .......................................................................................................... 64 2.6.2 Situación de la calidad del aire en Bogotá ................................................................................................. 66 2.6.3 Fuentes contaminantes y factores asociados .............................................................................................. 67 2.7 Aproximaciones del lugar de estudio: Localidad de Puente Aranda ................................................................. 71 2.7.1 Localización .............................................................................................................................................. 71 2.7.2 Diagnóstico social y ambiental .................................................................................................................. 73.

(7) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 7. 2.7.3 Consecuencias de la problemática ambiental ............................................................................................ 74 2.7.4 Normativa local a nivel nacional e internacional ....................................................................................... 75 2.7.4.1 Decreto 317 de 2011 UPZ ................................................................................................................. 75 3. Metodología ............................................................................................................................................................. 80 3.1 Planteamiento de la propuesta arquitectónica ........................................................................................................ 81 4. Modelación .............................................................................................................................................................. 83 4.1 Simulación......................................................................................................................................................... 83 4.1.1 Parámetros de la simulación seleccionada ................................................................................................. 84 4.1.2 Perfiles de ocupación para determinar las ganancias térmicas .................................................................. 86 4.1.3 Control operativo de las aperturas ............................................................................................................. 86 4.1.4 Proceso de simulación ............................................................................................................................... 88 4.1.5 Condiciones generales del contexto ........................................................................................................... 92 4.1.5.1 Aplicación y características generales del Módulo CFD (Dinámica Computacional de Fluidos).... 92 4.1.5.2 Simulación Urbano CFD ................................................................................................................... 94 4.1.5.3 Simulación CFD primer piso ............................................................................................................. 97 4.1.5.4 Simulación CFD cuarto piso ........................................................................................................... 100 4.1.5.5 Simulación espacio Interior ............................................................................................................. 103 5. Propuesta ................................................................................................................................................................ 104 5.1 Descripción arquitectónica del edificio ........................................................................................................... 104 5.2 Descripción de la propuesta ............................................................................................................................ 107 5.3 Materialidad .................................................................................................................................................... 113 5.3.1 Muros....................................................................................................................................................... 114 5.3.3 Entrepiso .................................................................................................................................................. 115 5.3.4 Acristalamiento y celosías ....................................................................................................................... 115 5.3.5 Cielo raso ................................................................................................................................................. 117 5.3.6 Muro verde y especies vegetales ............................................................................................................. 117 5.3.7 Filtros ventilación .................................................................................................................................... 118 5.3.8 Concreto verde......................................................................................................................................... 119 Conclusiones .............................................................................................................................................................. 126 Referencias ................................................................................................................................................................. 128.

(8) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 8. Lista de tablas Tabla 1. Escala de Baufort .................................................................................................................................. 44 Tabla 2. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio ................................................................... 62 Tabla 3. IBOCA resultante, según estaciones RMCAB ...................................................................................... 68 Tabla 4. IBOCA resultante, según estaciones RMCAB ...................................................................................... 70 Tabla 5. Resumen de Aberturas por espacio de Oficinas .................................................................................. 122 Tabla 6. Cálculo de renovaciones ACH ............................................................................................................ 123 Tabla 7. Conversión de unidades de flujo volumétrico ..................................................................................... 124 Tabla 8. Resumen de Resultados de ventilación por espacio de oficinas.......................................................... 125.

(9) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 9. Lista de figuras Figura 1. Torre de Turbinas de Richard Rogers ........................................................................................................... 24 Figura 2. Elephant y Castle Eco Tower 2000 ............................................................................................................... 25 Figura 3. Centro Cultural Jean Marie Tjibaou de Nueva Caledonia ............................................................................ 26 Figura 4. Gráfica ilustrativa sobre el confort térmico .................................................................................................. 29 Figura 5. Comportamiento del viento alrededor de una construcción, y resultado de presiones ................................. 38 Figura 6. Flujo eficiente de ventilación natural ............................................................................................................ 39 Figura 7. Viviendas orientadas a 45º con flujo de aire sin estancamiento.................................................................... 39 Figura 8. Flujo de aire alrededor de un edificio ........................................................................................................... 40 Figura 9. Efecto Barlovento- Sotavento ....................................................................................................................... 41 Figura 10. Efectos del movimiento del aire por convección. ....................................................................................... 42 Figura 11. Aplicación de la Tabla escala de Baufort en edificaciones ......................................................................... 45 Figura 12. La vegetación como elemento canalizador y controlador del viento .......................................................... 46 Figura 13. Efectos de una barrera vegetal de protección contra el viento .................................................................... 46 Figura 14. Generación de micro brisas dada por la vegetación .................................................................................... 47 Figura 15. Efecto Venturi generado por la vegetación ................................................................................................. 47 Figura 16. Barrera vegetal como protección de la contaminación atmosférica ............................................................ 48 Figura 17. Impacto de una barrera vegetal en la velocidad del viento ......................................................................... 48 Figura 18. Factores que determinan la calidad del aire interior ................................................................................... 51 Figura 19. Temperatura promedio anual ...................................................................................................................... 52 Figura 20. Velocidad promedio del viento a 10 metros de altura (m/s) ....................................................................... 53 Figura 21. Precipitación promedio anual ..................................................................................................................... 54 Figura 22. Vientos predominantes y frecuencia mensual enero- junio de Bogotá ....................................................... 55 Figura 23. Vientos predominantes y frecuencia mensual julio- diciembre de Bogotá ................................................. 56 Figura 24. Diagrama psicométrico para Bogotá, Colombia ......................................................................................... 59 Figura 25. Diagrama de trayectoria del sol, altitud y acimut para Bogotá ................................................................... 60 Figura 26. Diagrama mejor orientación para Bogotá ................................................................................................... 61 Figura 27. Calidad del aire en Bogotá .......................................................................................................................... 66 Figura 28. Material particulado (PM10) promedio ...................................................................................................... 70 Figura 29. Resultados monitoreo de material particulado estación de Puente Aranda ................................................. 71 Figura 30. Localidad de Puente Aranda UPZ 108 zona industrial Bogotá ................................................................... 72 Figura 31. Lote Zona Industrial Centenario, Ampliación Cra 39 con Cll 17 B ........................................................... 73 Figura 32. Sectores normativos .................................................................................................................................... 76 Figura 33. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). ................................................................................................ 79 Figura 34. Volumetría del proyecto ............................................................................................................................. 83 Figura 35. Perfiles de ocupación .................................................................................................................................. 86 Figura 36. Horario de operación de aberturas .............................................................................................................. 87.

(10) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 10. Figura 37. Simulación semana más fría Confort Edificio ............................................................................................ 88 Figura 38. Simulación día más frío, miércoles 10 de octubre 2016 ............................................................................. 89 Figura 39. Simulación semana más cálida Confort Edificio ........................................................................................ 90 Figura 40. Simulación día más cálido, viernes 14 de marzo 2016 ............................................................................... 91 Figura 41. Condiciones generales del contexto ............................................................................................................ 92 Figura 42. Aplicaciones CFD ....................................................................................................................................... 93 Figura 43. CFD urbano Vista general en planta ........................................................................................................... 95 Figura 44. CFD urbano vista oeste ............................................................................................................................... 95 Figura 45. CFD urbano vista este ................................................................................................................................. 96 Figura 46. CFD interno planta primer piso .................................................................................................................. 97 Figura 47. CFD interno perspectiva primer piso .......................................................................................................... 98 Figura 48. CFD interno sección primer piso ................................................................................................................ 98 Figura 49. Simulación aportes primer piso .................................................................................................................. 99 Figura 50. Simulación CFD interno planta cuarto piso .............................................................................................. 100 Figura 51. CFD Interno velocidad isométrico planta cuarto piso............................................................................... 100 Figura 52. CFD interno temperatura isométrico cuarto piso ...................................................................................... 101 Figura 53. Simulación aportes cuarto piso ................................................................................................................. 101 Figura 54. Simulación interna sección cuarto piso ..................................................................................................... 103 Figura 55. Simulación externa sección cuarto piso .................................................................................................... 103 Figura 56. Rosa de los vientos para las estaciones de la RMCAB ............................................................................. 105 Figura 57. Implantación propuesta con vegetación .................................................................................................... 106 Figura 58. Planta arquitectónica piso tipo .................................................................................................................. 108 Figura 59. Fachada arquitectónica frontal .................................................................................................................. 108 Figura 60. Corte arquitectónica frontal ...................................................................................................................... 109 Figura 61. Esquema volumétrico del concepto .......................................................................................................... 110 Figura 62. Corte Fachada del proyecto ...................................................................................................................... 112 Figura 63. Muros y cubierta propuestos ..................................................................................................................... 114 Figura 64. Entrepisos y marcos de ventanas propuestos ............................................................................................ 114 Figura 65. Protección de acristalamiento en vidrio laminado .................................................................................... 116 Figura 66. Persianas horizontales ............................................................................................................................... 116 Figura 67. Sistema de cielo raso lineal de fieltro ....................................................................................................... 117 Figura 68. Muro verde ligero ..................................................................................................................................... 118 Figura 69. Arbol Urapan. Pyrostegia venusta, Solanum laxum ................................................................................. 118 Figura 70. Filtro MERV 13, Ecológico ...................................................................................................................... 119 Figura 71. Concreto Verde Novacem ......................................................................................................................... 120 Figura 72. Imagen del Proyecto ................................................................................................................................. 121 Figura 73. Resumen de resultados edificio, temperaturas, ganancias de calor y consumo ........................................ 125.

(11) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 11. Introducción El diseño y la gestión sostenible de recursos en la actualidad plantea un gran reto desde la concepción del edificio pasando por su diseño, construcción, y operación, lo cual implica una gran responsabilidad desde el punto de vista social y ambiental, teniendo en cuenta el desarrolló y funcionamiento desde los diseñadores, constructores y usuarios. Al enfocar en particular la problemática que plantean los edificios es significativo el hecho que del consumo de energía global representan (como promedio en los países de mediano desarrollo) un 30% y de ello surge la importancia de implementar técnicas propias que permitan contribuir desde este sector al desarrollo sostenible global. (Mermet, 2005). El desarrollo de sistemas mecánicos de ventilación se desarrolló luego de la segunda guerra mundial, lo que género que los edificios se diseñaran con formas más libres independiente de su ubicación geográfica, esto permitió variar en la orientación, la resistencia térmica de los muros de fachadas, la proporción entre planos opacos y translucidos, o la incorporación de estrategias de reducción del uso energético, se ignoró en el planteamiento constructivo la incidencia del clima especifico del lugar en la edificación. “El equipamiento mecánico era la panacea para superar todos los inconvenientes que por una inadecuada relación edificio-clima local se produjeran”. (Alcayna Orts, 2013). Actualmente la problemática ambiental se enfoca hacia el cambio climático, producido por el efecto de la contaminación atmosférica la cual es causante del efecto invernadero, que es producido por las emisiones de distintos gases nocivos que provienen de diferentes fuentes, el más significativo es el CO2, el cual se origina de la combustión de combustibles fósiles. La introducción de nuevos sistemas en la envolvente arquitectónica permite el desarrollo de estrategias sostenibles y la aplicación de tecnologías que permitan reducir los impactos del.

(12) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 12. cambio climático a mediano y largo plazo, ayudan a minimizar los impactos derivados de las distintas prácticas de diseño y construcción..

(13) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 13. 1. Generalidades 1.1 Descripción del problema La problemática que surge en el edificio surge del análisis de los sistemas el uso y el diseño tradicional, la utilización de sistemas de ventilación mecánicos es en gran parte causante de aportar contaminantes al medio ambiente y elevar el consumo energético del edificio, estos sistemas plantean un reto dentro del diseño que se debe incorporar en el planteamiento inicial para que unido a las estrategias identificadas permitan desarrollar alternativas pasivas que favorezcan y aporten al desarrollo sostenible. La dependencia de sistemas mecánicos tradicionales en los edificios y el desconocimiento de la adecuada orientación, por la utilización de estos sistemas ha llevado a desconocer las diferentes alternativas que se dan en la arquitectura sostenible desde las primeras intenciones, los parámetros de diseño que se deben tener en cuenta como su funcionamiento y operación al interior del mismo conllevan exigencias técnicas, ya que se deben tener en cuenta desde los aportes energéticos de los equipos tecnológicos, y las ganancias térmicas de los ocupantes que incrementan la temperatura y los efectos contaminantes a evaluar dentro del diseño, así como el poco o casi nulo utilización de especies vegetales o arbóreas en la envolvente y su entorno reduce de gran manera la purificación del aire y así mismo el impacto visual no favorece a la interpretación de un edificio amigable y que adapte a las condiciones de su entorno. El microclima de los edificios puede enfermar a sus ocupantes más aún si se tiene en cuenta que entre el 80 y 90% del tiempo transcurre en espacios interiores lo que hace imprescindible adecuar el diseño de los sistemas de climatización y ventilación a las necesidades de uso, utilizando los resultados de últimas investigaciones en esta materia. (Mermet, 2005)..

(14) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 14. Este tipo de edificios conocidos como (enfermos) cuentan con sistemas de ventilación mecánica para forzar el aire, como son sellados al exterior las ventanas solo cumplen la función de iluminar el interior. En su mayoría este tipo de edificios son institucionales tales como oficinas, centros comerciales, colegios entre otros. Estos toman el aire del exterior distribuyéndolo mecánicamente por ductos al interior, buscando equilibrar los flujos y la renovación de aire. A causa de la insuficiente renovación del aire interior y sus efectos sobre los ocupantes aparece el denominado síndrome del edificio enfermo caracterizado por la mala calidad del aire interior. Las principales características de dicho aire interior son los altos niveles de dióxido de carbono, contaminantes, virus y bacterias. A raíz de este problema aparecen reglamentaciones y regulaciones exigiendo un incremento notable en los niveles de ventilación del aire confinado interior. (Alcayna Orts, 2013). Teniendo en cuenta las consecuencias sobre la salud en el ser humano, surge la necesidad de diseñar edificios considerando el clima específico de cada lugar, para aprovechar los recursos ambientales disponibles y aplicarlos en sistemas pasivos para lograr un mejor confort térmico al interior de la edificación. Buscando alternativas a los sistemas mecánicos, mediante la utilización de los recursos ambientales, se introduce el concepto de ventilación natural como elemento del diseño que permite mantener el confort térmico y las condiciones de calidad del aire optimas aplicado a diferentes condiciones climáticas. Siendo una solución a la problemática producida por estos sistemas, como lo son el ruido, mantenimiento, y el consumo de energía. La utilización de la ventilación natural debe tener en consideración la calidad del aire exterior, así como el nivel de ruido, para su implementación en distintos horarios de ser necesario. Es posible utilizar este sistema teniendo en cuenta el desarrollo de distintos elementos.

(15) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 15. constructivos que aíslen el exterior del interior. Algunas ventajas de este sistema es el reducido costo económico tanto en su mantenimiento como en su operación en comparación con los sistemas mecánicos, y no representan una utilización innecesaria de área en el edifico, así como el costo energético. en algunas condiciones climáticas en épocas cálidas, el sistema constructivo puede mitigar el impacto sobre la edificación. El desarrollo de este sistema de ventilación natural no plantea el remplazo de los sistemas mecánicos en su totalidad, que dependen de variables externas y requerimientos internos, sirve de apoyo en algunas condiciones específicas, se puede implementar y aprovechar este sistema pasivo de ventilación desarrollando el conocimiento sobre esta temática y aplicándolo en la elaboración de nuevas propuestas arquitectónicas. Entre otros aspectos básicos a tener en cuenta para que a través de la envolvente y la arquitectura se propicie el paso del aire al interior del espacio se encuentran la localización, la arborización próxima a la edificación, flujo del aire alrededor del edificio, diferencias volumétricas de la edificación, la forma de la edificación, aberturas (coordinación entre envolvente y función interior), y dispositivos de regulación (filtros para control de ingreso de corrientes de aire). 1.2 Justificación Durante los últimos años la construcción ha sido responsable de aportar un alto porcentaje de emisiones contaminantes que afectan la calidad del aire, lo que representa un compromiso para los usuarios y constructores, que intervienen en el desarrollo de la industria. Se ha consolidado la intención de introducir materiales sostenibles que remplacen algunos componentes contaminantes tradicionales en la construcción como las partículas sintéticas, y compuestos orgánicos volátiles, por otros más respetuosos con el medio ambiente y más eco eficientes y optimizan el uso de.

(16) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 16. recursos. La implementación de elementos y componentes en las envolventes de los edificios, contribuyen a un mejor desarrollo sostenible y en consecuencia a las condiciones medio ambientales las ciudades, buscando optimizar en materia de construcción, las técnicas tradicionalmente empleadas y desde el ámbito arquitectónico, el modo de ver las ciudades y sus emplazamientos, brindando identidad y adaptación. La envolvente arquitectónica tiene una gran importancia dentro del desarrollo de nuevos sistemas constructivos, para el diseño sostenible cumple la función de filtrar las condiciones ambientales del exterior al interior definiendo el espacio interior como una zona habitable, esta representa una transición en la cual se transfiere la energía producida en el edificio hacia el ambiente exterior, y adicionalmente cumple distintas funciones como la captación de aguas lluvias, creación de energía renovable, control acústico, lumínico y de ventilación. Es por esto que la propuesta incluye la ventilación natural como una técnica pasiva con la implementación de la envolvente que mejora las condiciones de confort, brindando calidad de aire exterior e interior sin recurrir a ventilación mecánica. Teniendo en cuenta el comportamiento climático de las ciudades y a su vez la incidencia de los elementos a implementar en el diseño y que contribuyen a mejorar estas condiciones del contexto de la infraestructura y el contexto o emplazamiento en el cual se van a ubicar. Por esto es necesario utilizar materiales y componentes sostenibles, con los que se propone un diseño con diferentes modelos de envolvente de edificación, evaluando su comportamiento y aplicando cálculos y metodologías, de manera que se observe su adaptabilidad e incidencia de las condiciones medio ambientales y específicamente aquellas que tienen que ver con la ventilación natural, acorde a diferentes climas y ecosistemas urbanos. El modelo resultante de la investigación busca explicar la validez de diferentes.

(17) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 17. instrumentos de análisis y simulación, aplicados a la envolvente arquitectónica que más se adapte a las condiciones de confort térmico, materialidad, climatología, tipología y uso de la edificación. Por esta razón se hace necesario evaluar el comportamiento climático y de calidad de aire de la ciudad de Bogotá, teniendo en cuenta que la metodología es argumentativa, se obtendrán datos de fuentes meteorológicas, estaciones meteorológicas de control del clima, datos históricos del lugar, velocidad de aire en el recinto, nivel de confort térmico, como herramienta de soporte. Así mismo es de vital importancia diseñar para la transformación del entorno sin perder la calidad de los espacios y la estética de la edificación para garantizar calidad, confort y menores costos de adaptación al cambio climático, siendo resilientes en el tiempo, la propuesta de diseño de envolventes sostenibles para una edificación aporta al desarrollo de proyectos afines que quieran incorporar los modelos resultantes producto de la presente investigación, explorando más áreas de conocimiento y promoviendo prácticas relacionadas con, diseño y construcción sostenibles como fuentes que incidan y afectan el ecosistema urbano. 1.3 Reseña bibliográfica 1.3.1 Análisis de literatura. a. Olgyay, V. (1998). Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Barcelona España, Gustavo Gili, pp. 94 -112. - Propósito: Arquitectura y clima es un libro referencia en la temática de sostenibilidad y medio ambiental, explora la relación entre el edificio y el entorno natural que lo rodea y sus relaciones entre "arquitectura/lugar, forma/clima, urbanismo/regionalismo". - Conceptos: El libro se plantea en tres temáticas: La interpretación del clima; la interpretación del clima según los preceptos arquitectónicos y su aplicación en la arquitectura y el urbanismo. - Resultados o aplicación. En la primera parte, se plantea como en función del clima y el.

(18) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 18. entorno se han desarrollado distintas tipologías de vivienda, también se trata el confort humano y la aplicación de la gráfica bioclimática, y se realiza un análisis de los factores climáticos: radiación, asoleación, y vientos. En la segunda parte, se plantean los criterios a tener en cuenta para la implantación del proyecto, teniendo como factores importantes el microclima, la topografía, el entorno natural y construido. La decisión de la orientación del edificio en función de los vientos y la radiación solar. El uso de la piel (envolvente) del edificio como un elemento de control climático y como la utilización de elementos de sombreado y vegetación para la protección solar. Así mismo muestran elementos para determinar la forma óptima del edificio o urbanismo. Se establecen los parámetros para calcular la influencia de los vientos y como proteger el edificio, y con esquemas como se pueden distribuir las aberturas en el edificio. En la sección final se analizan los materiales y cómo se comportan térmicamente. En la tercera parte, se plantea la aplicación de todos los conceptos en modelos con relación a la ubicación geográfica, en la cual se aplican los datos preliminares y criterios anteriores en la edificación y urbanismo. - Conclusiones. El libro es de gran importancia para desarrollar cualquier tipología de edificación o diseño urbano, abarca todos los aspectos relevantes a la arquitectura bioclimática permitiendo elegir desde la implantación hasta la forma del edificio y su envolvente. El aporte del mismo va desde la explicación detallada de los conceptos teóricos del diseño arquitectónico pasando por la utilización de herramientas de cálculo y metodología del conocimiento apoyado en distintas disciplinas científicas, para que posteriormente sean aplicadas al modelo y su entorno. b. Schiller, S. & Evans, J. (2005). Rol de la envolvente en la edificación sustentable. Revista de la Construcción, Vol. 4 (Nº 1), 5-12. Facultad de Arquitectura, Diseño y.

(19) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 19. Urbanismo, Universidad de Buenos Aires, Argentina. - Propósito. Este trabajo busca evaluar a partir del análisis de factores de mitigación en la construcción de una manera descriptiva la sustentabilidad en los edificios, describiendo de una forma comparativa evaluar la edificación con ejemplos de estrategias sostenibles y eficientes energéticamente, reducir el impacto ambiental en distintos escenarios. Conceptos. La identificación de los impactos a diferentes niveles o escalas que van desde lo local, regional al mundial. La demanda de recursos energéticos. La optimización del diseño para verificar y mejorar el comportamiento energético-ambiental. El rol de la envolvente en el diseño como elemento que interactúa con el ambiente, su aporte y optimización en la edificación sostenible y como esto permite evaluarse en calidad y certificarse en la actualidad. - Resultados o aplicación. Identificar los impactos que se han venido dando en el Hábitat en la construcción (polución, calentamiento global, residuos, inundaciones, islas de calor, calidad del aire), requieren buscar soluciones desde las soluciones sostenibles, como aumentando la utilización de energías renovables, optimizando el diseño con los factores que permitan evaluar y verificar el comportamiento en la edificación como: la incidencia solar, la calidad de la iluminación natural, el control de las temperaturas interiores. El rol de la envolvente, desde el diseño y como esta interactúa con el medio ambiente es un elemento a considerar en los edificios, las ventajas ambientales, económicas y sociales llevan a tomar decisiones responsables que permitan atender los requerimientos energéticos, de radiación, iluminación natural, y disminución del impacto de los materiales. El aporte de esta decisión en la tecnología en la edificación sostenible es un esfuerzo que se relaciona con las políticas ambientales y el desarrollo constructivo del hábitat lo cual permite generar estrategias como lo son: La eficiencia energética y control térmico, la mejor iluminación natural, la ventilación.

(20) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 20. natural, la utilización de vegetación interior y exterior, el vínculo visual con el exterior. Se pueden definir una serie de pasos a seguir para optimizar el proyecto: Definir los objetivos ambientales, sociales y económicos, Incorporar las estrategias al inicio del proyecto, Verificar la eficacia de las estrategias, Evaluar y demostrar los resultados en términos de certificación a nivel regional, Medición y aplicación de los resultados. - Conclusiones. La propuesta de edificios sostenibles es un reto que plantea una nueva concepción proyectual con plazos en el tiempo a corto y mediano plazo, los parámetros adaptados a las condiciones económicas, sociales y las modalidades en la construcción formal e informal, la cual debe introducirse como requisitos en la formación académica y profesional dentro de un marco sostenible y técnicamente sustentado para su desarrollo. Esta temática toma gran relevancia en la actualidad, y se debe incorporar en cada región para que se adapte al contexto con el fin de promover los criterios sostenibles en la edificación. c. Sánchez de León, A. (2013). La envolvente como estrategia de diseño sostenible. Trabajo de investigación Doctoral, Universidad Ramón Llull, Barcelona/ España. https://beyondsustainablearchitecture.wordpress.com/la-envolvente-como-estrategia-de-disenosostenible/. - Propósito. El artículo establece el significado de arquitectura sostenible, y el papel que cumplen las envolventes dentro de este ámbito, entendiendo estas como elementos que delimitan el espacio habitable y su función de filtrar el aire entre el interior y exterior. - Conceptos. Arquitectura sostenible, Envolvente, Tipología. - Resultados o aplicación. El artículo establece en primera instancia el significado de arquitectura sostenible, bajo tres aspectos: el impacto medio ambiental, social y económico. En la segunda parte el artículo establece que la envolvente como sistema constructivo sostenible, genera el mayor intercambio de energía, produce energía renovable, permite el control.

(21) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 21. de la ventilación e iluminación natural, recolección de aguas lluvias, entre otras funciones. En una tercera instancia se indica que, por su condición de fachada, la envolvente es la imagen de una edificación y por tanto brinda un carácter, pero no debe ser entendida solamente como un elemento estético, si no como la resultante del análisis entre la materialidad y la función, que resuelva problemáticas tales como el intercambio de energía, humedad, condensación, mantenimiento, durabilidad, construcción y estética. El intercambio de energía es cuando la envolvente permite modificar la intensidad y duración del calor externo aportando en el confort interior. Para esto se propone como sistema constructivo: aislamiento térmico (materiales multicapa con elevada resistencia térmica, que permitan controlar temperaturas radiantes interior y retrasar el intercambio con el exterior), inercia térmica (sistema uní capa y materiales con capacidad de absorción de energía calórica y amortiguamiento térmico) y control de la radiación solar (sistemas vidriado y opacos, los cuales se proponen dependiendo de si se quiere o no , ganancias térmicas y bajo las premisas del lugar tales como clima y localización). Por último, se indica cómo operan las aplicaciones pasivas de las envolventes, las cuales aplican las soluciones de funcionamiento anteriormente mencionadas, ya que no utilizan energía o agua para trabajar o implementan la vegetación que, por efecto de evapotranspiración, reducen la temperatura de las superficies, mejorando el ambiente al interior y su comportamiento alrededor del edificio, integrando mecanismos de energía renovable, tales como sistemas fotovoltaicos, solar térmico o eólico en la envolvente. Conclusiones. Se concluye que la envolvente tiene una gran importancia para la función del edificio desde la sostenibilidad se plantea dentro del diseño como un componente clave en el planteamiento arquitectónico lo que lo hace eficiente, aplicando materiales y sistemas tradicionales e innovadores, que fortifican el concepto sostenible y su funcionamiento..

(22) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 22. d. Gruppe, H. (2016). El papel de la envolvente en la arquitectura. Santiago de Chile: Hildebrandt. http://www.hildebrandt.cl/el-papel-de-la-envolvente-en-la-arquitectura-sostenible/, - Propósito. Se plantea una aproximación a la función que cumple la envolvente arquitectónica, como un elemento a tener en cuenta en el diseño para la arquitectura sostenible, analizando los distintos requerimientos técnicos que se deben tener en cuenta para el desarrollo de la misma. - Conceptos. El artículo plantea tres parámetros para identificar en el diseño que permiten desarrollar la envolvente: Requerimientos del lugar, Requerimiento de confort térmico, requerimientos constructivos. Así como los datos técnicos relevantes para analizar e interpretar para mejorar la adaptación al entorno. - Resultados o aplicación. Requerimientos del lugar: hacen referencia al consumo energético, y como adaptarse al clima específico. Requerimientos de confort térmico: busca identificar son los sistemas de ventilación e iluminación natural, la humedad, y el acondicionamiento climático entre otros. Requerimientos constructivos: Son aquellos que determinan la durabilidad y ciclo de vida del edificio, estos pueden aportar a la eficacia energética en la envolvente del edificio. La envolvente se comporta como la piel de la edificación que absorbe o disipa el aire y el calor, puede ser como un revestimiento flexible que se adapte al entorno y reduzca el intercambio energético. Se deben tener en cuenta los datos técnicos que aporten al diseño de la envolvente como lo son: Los datos climáticos, como la temperatura, asoleación, dirección de los vientos. Resistencia y estabilidad que incluye elementos constructivos verticales y horizontales. Confort acústico, la envolvente debería filtrar los sonidos reduciéndolos para que proteja el confort interior. Estanqueidad de agua y aire La envolvente debe tener en cuenta las aberturas para que la ventilación permita renovar el aire y distribuirlo evitando que se acumule la humedad..

(23) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 23. Confort de las visuales, es importante que el usuario se conecte con los planos acristalados de la envolvente con el exterior, y que a su vez se permita el ingreso de la luz natural. - Conclusiones. El artículo plantea como la envolvente es un sistema de gran importancia en el desarrollo del edificio desde su etapa de diseño , de análisis técnicos y de comprensión del entorno, la envolvente dependerá de varios factores y premisas técnicas que permiten elegir las mejores alternativas para la adaptación, anticipándose a los cambios y que responden a un estudio aplicado con las estrategias pasivas necesarias, con un mayor aprovechamiento energético que aporte al desarrollo de envolventes sostenibles. 1.3.2 Referentes de envolventes. La arquitectura sostenible ha buscado integrar sistemas, materiales para el control y adaptación ambiental, los cuales se basan en buscar un tratamiento que se interrelacione con los elementos en la arquitectura, con el objetivo de aportar a los requerimientos de hábitat de los edificios. Adaptar el diseño al medio ambiente se evidencia en la complejidad de estructuras que se encuentran en la naturaleza, las cuales se adaptan al entorno y sirven como referentes para estudios y desarrollos posteriores de edificaciones más amigables y funcionales. La utilización de herramientas tecnológicas para diseñar edificios en todas sus etapas, permite evidenciar como a través de pruebas y simulaciones, se ha venido buscando la eficiencia energética en diferentes desarrollos tecnológicos como el de Roger Preston & Partners..

(24) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 24. Figura 1. Torre de Turbinas de Richard Rogers Fuente: Crónicas desde Tokio. (2007) La Torre de Turbinas de Richard Rogers, en Tokio, usa turbinas y celdas fotovoltaicas, la intención de desarrollar fachadas con sistemas propios eficientes se ha venido desarrollando en distintos campos, buscando alternativas con sistemas de captación de energía solar, vientos u otras energías alternativas. Como referente dentro del diseño de Eco edificios sostenibles se encuentran los proyectos del arquitecto Kenneth Yeang, Elephant y Castle Eco Tower que plantea la envolvente del proyecto como un filtro permeable que permita una relación entre el interior y el exterior, En su proyecto Eco torres en Londres, se muestra el desarrollo de fachadas bioclimáticas..

(25) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 25. Figura 2. Elephant y Castle Eco Tower 2000 Fuente: Design with honesty. (2014). El edificio se plantea con un diseño de jardín vertical integrado a las fachadas protegiéndolo del clima y utilizando terrazas verdes. La adecuada orientación de la envolvente del edificio logra tener ganancias térmicas en invierno, y generar protección durante el verano tiene aberturas en las fachadas norte y sur que permiten la ventilación natural, igualmente se incorporan persianas operables que se adaptan a las estaciones, también se incorpora en el diseño vegetación, que sirve de control de vientos y captación de energía, buscando generar un ambiente interior controlado. El Centro Cultural Jean Marie Tjibaou de Nueva Caledonia de Renzo Piano, se diseña con la intención de aprovechar los vientos que vienen del océano pacifico, la envolvente exterior se.

(26) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 26. compone de madera, internamente cuenta con una segunda piel compuesta por persianas de vidrio que filtran y son totalmente operables,, se desarrolló con la intención de utilizar materiales que fueran referencia de materiales y sistemas constructivos tradicionales, integrando al diseño la naturaleza y su entorno aprovechando el viento, la luz y la vegetación.. Figura 3. Centro Cultural Jean Marie Tjibaou de Nueva Caledonia Fuente: Fondazione Renzo Piano. (2019) La estructura y el funcionamiento se concibe como una planta circular las cuales se agrupan con función diferenciada inspiradas en las chozas vernáculas Kanak en el estilo contemporáneo, y se conectan por senderos peatonales en forma de espina que se asimilan al paseo central de los poblados tradicionales, se respetó el entorno en una zona de reserva integrando el proyecto para que se adaptara al medio ambiente y al terreno..

(27) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 27. 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo general. Desarrollar un sistema de ventilación natural en la envolvente de un modelo arquitectónico propuesto, que favorezca el confort térmico a partir de componentes o materiales sostenibles, comprobando su comportamiento en diferentes condiciones climáticas, durante los periodos más fríos y cálidos de vientos en la ciudad de Bogotá. 1.4.2 Objetivos específicos  Identificar, por modelación, estrategias sostenibles para edificios dotacionales que permitan mejorar el confort térmico y la eficiencia energética en la ciudad de Bogotá.  Mejorar las condiciones, de la salud y bienestar humano, reduciendo los efectos antrópicos adversos causados por la actividad constructiva e industrial en los edificios, así como la eficiencia y reducción de consumo energético por climatización.  Identificar materiales constructivos sostenibles de bajo impacto y eficientes energéticamente, así como especies vegetales en la envolvente arquitectónica para mejorar su eficiencia.  Cuantificar, mediante métodos de parametrización y simulación, la eficiencia de la envolvente propuesta, como evidencia de su adecuado funcionamiento..

(28) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 28. 2. Principios de confort térmico en las edificaciones 2.1 Confort térmico en las edificaciones Se puede decir que el confort térmico se da en el momento que no se perciben sensaciones de calor o frío, es decir cuando las condiciones térmicas al interior como el aire, la humedad y la temperatura favorecen la permanencia en el espacio que se habita. El confort térmico es una sensación individual, y la percepción del mismo puede variar siendo subjetivo y depende del individuo; por esto, aparecen algunas condiciones que influyen en el intercambio térmico entre la persona y el medio ambiente, que permiten la sensación de confort, como lo son la temperatura interior, la humedad y velocidad del aire, el movimiento físico, la protección del cuerpo. El confort térmico es importante para decidir sobre el acondicionamiento desde la bioclimática en el diseño. Hace referencia a variables de temperatura y humedad, así como al movimiento del aire y la radiación solar en las envolventes de las edificaciones, constituyéndose en variables que influyen y que afectan a los individuos que permanecen en ellas y, en consecuencia, en las actividades que se desempeñan en su interior. (Eadic, 2007). 2.1.1 Bases fisiológicas. Existe una relación térmica entre el ser humano y su entorno la cual consiste en liberar el calor metabólico excesivo producido en el organismo con el fin de mantener constante la temperatura interior. La producción de temperatura es proporcional al movimiento o actividad que se realice, y se tiene un valor (met) que es el calor por la unidad de tiempo de un individuo en reposo, lo cual es un valor de 58,2 W/m2. Lo que equivale a que la superficie media de un individuo es en general igual a 1 met = 100 W. De acuerdo a lo anterior, se entiende como el confort térmico como la adaptación del cuerpo humano y como este funciona para disipar el calor de su metabolismo. En las condiciones.

(29) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 29. opuesta se encuentra el disconfort térmico en el cual no es fácilmente disipado el calor o lo opuesto se incrementa la sensación de frío en el cuerpo, esto depende de la actividad física, la indumentaria o la sensación higrotérmica del entorno. Teniendo en cuenta la relevancia de verificar las condiciones térmicas que permitan generar bienestar y confort térmico en los individuos, con el propósito de plantear estrategias de adaptación y técnicas constructivas adecuadas a las actividades que se realicen. Es posible cuantificar franjas de operación con valores de humedad y temperatura en donde sea mayor el porcentaje de individuos que se adapten y permanezcan en sensación de confort la mayor parte del tiempo.. Figura 4. Gráfica ilustrativa sobre el confort térmico Fuente: Sánchez de León Linares. (2017) Los intercambios térmicos son producidos por distintos fenómenos, que se deben considerar para lograr el confort térmico previsto, como lo son la velocidad del viento, la radiación, la indumentaria, y el ejercicio físico. El ser humano ha buscado crear un ambiente confortable térmicamente, lo cual se ha visto en las edificaciones desde los inicios de la arquitectura hasta hoy. El diseño en la actualidad.

(30) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 30. busca establecer parámetros técnicos que permitan plantear edificios confortables térmicamente y sostenibles. 2.2. Antecedentes sobre confort térmico La aparición de los primeros efectos negativos que causo el petróleo, en la década de los setenta, género que la sociedad mundial tomara conciencia sobre las limitantes de los recursos naturales y energéticos no renovables que se tienen, y la importancia de protegerlos. Esto plantea una respuesta tecnológica desde la construcción y movilidad, que se aplicaría en las edificaciones posteriormente. Los primeros en desarrollar esta tendencia fueron los países desarrollados, que la trasladaron al resto del mundo en las décadas posteriores. Posteriormente a la problemática de la búsqueda de recursos derivada de la explotación del petróleo, surge una nueva preocupación ambiental causada por el uso en exceso de bienes y servicios. Estos cambios se evidencian en la atmosfera lo que genera la afectación en la capa de ozono y el calentamiento global. La implementación de acuerdos mundiales como el protocolo de Montreal para controlar los efectos en la capa de ozono, y posterior a este el protocolo de Kyoto en el año 2005, buscan mitigar los efectos y concientizar sobre el uso de la energía aplicando tecnologías renovables para que sean una constante en el futuro. En el sector de la construcción la edificación representa un 30 % del consumo energético en los países en desarrollo, debido a esto se da la necesidad de desarrollar tecnologías que permitan aportar al desarrollo sostenible mundial. Los edificios cumplen la función de dar protección y refugio a sus ocupantes, siendo el confort el que brinde las condiciones de bienestar, salud y comodidad, lo que permite que ninguna circunstancia afecte o cause molestia física o mental al ser humano..

(31) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 31. Una de las consecuencias del desarrollo tecnológico y industrial, es la introducción de sistemas mecánicos de ventilación, la cual representa conceptualizar en el diseño nuevas estrategias de construcción sostenibles que permitan utilizar los recursos de forma racional, siendo una constante en las dinámicas actuales y no una tendencia que se quede pierda con el tiempo. El diseño y el uso sostenible implican una manera de pensar, diseñar, construir y operar edificios acordes con esta concepción y amplía la responsabilidad ambiental y ecológica por su funcionamiento a los diseñadores, constructores, operadores y usuarios. (Mermet, 2005). La aparición de los sistemas mecánicos en los anos setenta derivados de la crisis energética se enfoco en solucionar la problemática de controlar las renovaciones y pérdidas por la infiltración en el edificio. lo que llevo a confinar la envolvente sellándola. Esto redujo el consumo de energía, pero a su vez trajo problemas como la humedad, el calentamiento excesivo en épocas cálidas y generación de hongos y bacterias en los ductos de ventilación. Los efectos causados por estas tipologías de envolvente en los edificios, causo afectaciones de salud en los ocupantes y se presentaron efectos secundarios, como en edificios de oficinas con gran porcentaje de planos translucidos que bajaron la productividad en los empleados a causa de la mala calidad del aire interiormente. En las décadas posteriores el conocimiento de estas afectaciones sobre el ser humano causadas por la baja renovación de aire interior, llevo a investigar la problemática categorizando estos edificios como el síndrome del edificio enfermo, los cuales tenían niveles reducidos de ventilación natural, y causaba que se concentrara el CO2, partículas contaminantes, y agentes infecciosos, debido a esto se reglamentó en el marco normativo de países europeos el aumento de ventilación de aire confinado al interior aumentando los niveles requeridos anteriormente..

(32) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 32. Debido al crecimiento del agujero en la capa de ozono en el hemisferio sur en la Antártida y Patagonia, se buscó la mitigación mediante la prohibición del uso de gases CFCS clorofluorocarbonados, los cuales eran utilizados en los equipos de ventilación mecánica como refrigerantes, a partir del protocolo de Montreal. Actualmente el calentamiento global representa la mayor preocupación a nivel mundial debido a los efectos causados por contaminantes como el CO2 en la atmosfera, lo que conlleva el efecto invernadero derivado de la combustión de combustibles no renovables. El protocolo de Kyoto es una respuesta a la problemática ambiental, para reducir el calentamiento global. Y esto se extiende a la obligación de desarrollar proyectos arquitectónicos que se adapten al clima específico, desde su concepción y diseño, hasta su consecución teniendo en cuenta el aprovechamiento de los recursos naturales y la optimización de sistemas de ventilación natural. La ventilación natural surge como una opción a los sistemas de ventilación mecánica, que se centra en aprovechar los recursos naturales, y se plantea como una opción para mejorar el confort térmico al interior que optimiza la calidad del aire y es viable para su aplicación en distintas zonas climáticas. Es una alternativa que permite reducir los efectos nocivos en la salud que generan los sistemas de aire mecánicos, como el ruido, el costo económico, y el mantenimiento, es importante resaltar que en estudios realizados en Estados Unidos los usuarios u ocupantes, eligen la ventilación natural sobre los otros sistemas. El objetivo de implementar la ventilación natural sobre los sistemas mecánicos es de gran importancia y plantea una gran utilidad, se debe masificar e implementar su conocimiento en distintas áreas, y junto a los otros sistemas de aire acondicionado es posible alternar o utilizarlos en ciertos usos específicos que se requieran..

(33) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 33. 2.3 Envolvente térmica del edificio La envolvente en la edificación es el elemento que funciona como protección al interior de los factores climáticos externos como lo son el viento, la humedad y la temperatura, se caracteriza por brindar el confort térmico necesario a los usuarios, y adicionalmente aporto a la reducción del consumo energético y la emisión de partículas contaminantes. Está compuesta por distintos elementos constructivos como los muros perimetrales que definen los espacios y los separan, protegiéndola de factores externos los como vientos, topografía o el contexto urbano, y los muros internos o divisorios que separan los usos interiores con los no habitables que colindan con el exterior. La envolvente arquitectónica sostenible cumple una función de protección térmica aislando de las condiciones climáticas del exterior al interior, y mejorando las condiciones de habitabilidad de los habitantes, y plantea una reducción en el consumo energético siendo amigable con el medio ambiente. 2.3.1. Componentes de la envolvente térmica del edificio. La envolvente se compone de diferentes elementos constructivos que permiten generar espacios confortables y están clasificados de acuerdo con su función o tipología:  Cubiertas: elemento de protección superior que está en contacto con los vientos, habitualmente su inclinación no es mayor de 60 %.  Placas de contra piso: elementos horizontales que están en contacto con los vientos, la topografía o con un espacio no habitable.  Fachadas: elementos de confinamiento exterior y que están en contacto con los vientos, su inclinación respecto de la horizontal no será mayor de 60º. De acuerdo con su orientación pueden ser norte, sur, este, oeste, sureste y suroeste..

(34) Estrategias pasivas de ventilación natural en edificio dotacional en la ciudad de Bogotá 34.  Muros medianeros: elementos de confinamiento exterior que colindan con otros edificios y que comparten la división.  Muros divisorios: elementos constructivos horizontales o verticales que dividen los espacios en el interior del edificio en distintas zonas.  Puentes térmicos: son franjas en la envolvente en las cuales se reduce la protección térmica. Lo cual se da por distintos factores como lo son el espesor de los materiales, la composición, o el cruce o desgaste de estos. 2.3.2 Argumentación de la envolvente arquitectónica. En los últimos años las ciudades han venido experimentando diferentes efectos contaminantes los cuales se consideran como problemas de interés general y entre los más importantes se encuentran la polución del aire, la apropiación del espacio público, la disminución de la capa de ozono, pérdida de vegetación, asentamientos en zonas de alto riesgo, etc. Dichos efectos son consecuencia de la actividad de la vida urbana como los son el gasto excesivo, el aumento de vehículos, la industria, sistemas de transporte, los servicios comunes, y que han contribuido a el deterioro de la naturaleza y la calidad de vida en las ciudades. Más del 90 % de la población en el mundo se encuentra en lugares donde la calidad del aire supera los niveles de riesgo para la salud, dentro de los estándares de la (OMS) u Organización Mundial de la Salud, esto calcula que un número aproximado de 6,5 millones de personas fallecen por esta causa. Las zonas que son más impactadas por estos efectos son Asia, el Mediterráneo y el Pacífico. “Sólo una de cada diez personas respira un aire que está en los límites establecidos por la OMS. Los otros nueve respiran aire que es nocivo para su salud”. (OMS, 2018). La actividad constructiva un factor contaminante en la ciudad, pues en su desarrollo se.