Unidad de Posgrado de la Facultad de Ciencias Forestales y del Ambiente
Propuesta de arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar para mejorar el confort térmico de sus habitantes
en el distrito de Pucará
Poma Bernaola, Lourdes Graciela
Huancayo 2020
Esta obra está bajo licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Repositorio Institucional - UNCP
i
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
TESIS
PRESENTADA POR:
Mg. Lourdes Graciela Poma Bernaola
PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE
DOCTORA EN CIENCIAS AMBIENTALES Y DESARROLLO SOSTENIBLE
HUANCAYO –PERÚ 2020
“PROPUESTA DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA APLICADA
A VIVIENDAS UNIFAMILIAR PARA MEJORAR EL CONFORT TÉRMICO DE SUS HABITANTES EN EL DISTRITO DE
PUCARÁ”
ii
iii
iv 1 Dr. Jesús. Eduardo Pomachagua Páucar
2 ASESOR
v A mis padres, esposo e hija que son mi fortaleza y fuente de inspiración de mi superación profesional.
3 DEDICATORIA
vi A Dios que me guía, protege e ilumina en cada uno de mis proyectos, quien me cuida y me regala cada uno de los días que son maravillosos.
A los profesionales de la UNCP, que generosamente me brindaron su tiempo para las opiniones, consultas y debates compartidas en el campus universitario y de manera virtual.
A mi familia, por su apoyo y comprensión en mi superación profesional.
vii
1 HOJA DE JURADOS ... iii
2 ASESOR: Dr. Jesús. Eduardo POMACHAGUA PÁUCAR ...iv
3 DEDICATORIA ... v
4 AGRADECIMIENTOS ...vi
5 INDICE DE CUADROS ...xi
6 INDICE DE FIGURAS ... xii
7 INDICE DE FOTOGRAFIAS ... xii
8 INDICE DE GRAFICOS ... xiii
9 RESUMEN ... xix
10ABSTRACT ...xx
11RESUMO ... xxi
12INTRODUCCIÓN ... xxii
Problema General ... xxiii
Problema especifico ... xxiii
1MARCO TEÓRICO... 1
1.1 ANTECEDENTES O MARCO REFERENCIAL ... 1
1.1.1 Antecedentes Nacionales ... 1
1.1.2 Antecedentes Internacionales. ... 2
1.2 BASES TEÓRICAS Y CONCEPTUALES ... 5
1.2.1 Teoría de la Arquitectura Bioclimática ... 5
1.2.2 Teoría del Confort Térmico ... 7
1.2.3 Ábacos Bioclimáticos ... 8
1.2.4 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS ... 10
1.3 HIPÓTESIS DE INVESTIGACION ... 19
1.3.1 Hipótesis General ... 19
viii
1.4.1 Variable Independiente ... 19
1.4.2 Variable Dependiente ... 19
1.4.3 Operacionalización de Variables ... 20
2 DISEÑO METODOLÓGICO ... 21
2.1 TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIÓN ... 21
2.1.1 Tipo de investigación ... 21
2.1.2 Nivel de investigación ... 21
2.2 MÉTODO DE INVESTIGACION ... 21
2.3 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ... 22
2.4 POBLACION Y MUESTRA ... 22
2.4.1 Población ... 22
2.4.2 Muestra ... 22
2.4.3 Técnica de muestreo ... 22
2.5 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS ... 23
2.6 TECNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS ... 23
2.7 VALIDACIÓN DE INSTRUMENTOS ... 24
3 ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS ... 27
3.1 RESULTADOS ... 27
3.1.1 Análisis del Sitio y del Entorno ... 27
3.1.1.1 Localización geográfica ... 27
3.1.1.2 Medio Natural ... 28
3.1.1.3 Servicios Básicos ... 28
3.1.1.4 Medio Socio Cultural ... 30
3.1.2 Clima del distrito de Pucará ... 31
3.1.2.1 Clima ... 31
3.1.2.2 Registros Climáticos ... 31
3.1.3 Análisis Bioclimático ... 39
ix
3.1.3.3 Requerimientos de climatización anual ... 46
3.1.3.4 Estrategias de Climatización ... 47
3.1.4 Análisis del usuario ... 49
3.1.4.1 Confort de los usuarios ... 49
3.1.5 Estado Actual de las Viviendas de Pucará ... 52
3.1.5.1 Características de las viviendas ... 52
3.1.5.2 Comportamiento térmico de las viviendas Analizadas ... 61
3.1.6 Diagnóstico de Monitoreo en viviendas analizadas ... 63
3.1.6.1 Análisis de Temperatura ... 63
3.1.6.2 Análisis de Humedad ... 65
3.1.6.3 Análisis de Radiación Solar ... 67
3.1.6.4 Análisis de Confort Térmico en las viviendas ... 71
3.1.6.5 Análisis de Balance Térmico en las viviendas ... 88
3.1.6.6 Resultado del Monitoreo en Viviendas Analizadas... 98
3.1.6.6.1 Resultado del Análisis de Temperatura ... 98
3.1.6.6.2 Resultado del Análisis de Humedad ... 100
3.1.6.6.3 Resultado del Análisis de Radiación Solar ... 101
3.1.6.6.4 Resultado del Análisis de Confort Térmico en las viviendas ... 102
3.1.6.6.5 Resultado del Análisis de Balance Térmico en las viviendas .... 106
3.2 RESULTADO DE L DISEÑO APLICATIVO... 108
3.2.1 Diagnóstico Final de viviendas analizadas ... 108
3.2.2 Propuestas de Arquitectura Bioclimática Aplicada a Viviendas Unifamiliar ... 108
3.2.2.1 Estrategias de Diseño ... 109
3.3 CONTRASTACIÓN DE HIPÓTESIS ... 115
3.3.1 Hipótesis especifica 1: ... 115
3.3.2 Hipótesis específica 2 ... 117
3.3.3 Hipótesis específica 3 ... 118
3.4 DISCUSION DEL DISEÑO APLICATIVO ... 119
x
1.2 Recomendaciones ... 128
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 129
Anexo 1: Matriz de consistencia ... 131
Anexo 2: Encuesta ... 133
Encuesta ... 133
Anexo 3: Ficha de observación ... 137
Anexo 4: Ficha de juicio de Expertos ... 139
xi Cuadro N° 1: Aspectos de validación consideradas en la ficha de juicio de
expertos del instrumento: Cuestionario de Encuesta 26 Cuadro N° 2: Aspectos de validación consideradas en la ficha de juicio de
expertos del instrumento: Cuestionario de Ficha de Observación26 Cuadro N° 3: Abastecimiento de agua en la vivienda 29 Cuadro N° 4: Servicio Higiénico que tiene la vivienda 29 Cuadro N° 5: Servicio de alumbrado eléctrico que tiene la vivienda 30
Cuadro N° 6: Población del Distrito de Pucará 30
Cuadro N° 7: Viviendas del Distrito de Pucará 31
Cuadro N° 8: Temperatura media mensual (°C) 32
Cuadro N° 9: Temperatura mínima promedio mensual (°C) 33 Cuadro N° 10: Temperatura máxima promedio mensual (°C) 34
Cuadro N° 11: Humedad media mensual (%) 35
Cuadro N° 12: Precipitación Total Mensual (mm) 36
Cuadro N° 13: Estrategias básicas de diseño 48
xii
Figura N° 1: Ubicación geográfica 27
Figura N° 2: Plano Topográfico 28
Figura N° 3: Radiación UV máximo (cielo despejado y mediodía solar) en
Junín 37
Figura N° 4: Cuadro bioclimático que resume las estrategias de diseño en función de las condiciones ambientales (clima). (Adaptado de
Agugliaro, F.M., 2015). 40
Figura N° 5: Representación del diagrama psicrométrico de Olgyay (Pozo,
C.,2011) 41
Figura N° 6: Ubicación de viviendas en el Distrito de Pucará 54
Figura N° 7: Planta Arquitectura Vivienda N° 01 56
Figura N° 8: Planta Arquitectura Vivienda N° 02 57
Figura N° 9: Ubicación de instrumentos de obtención de datos climáticos
(termómetro ambiental) 62
Fotografía N° 1: Estado Actual de las viviendas del Distrito de Pucará. 53 Fotografía N° 2: Estado Actual de las viviendas del Distrito de Pucará. 53
Fotografía N° 3: Vivienda N° 01 para analizarse 56
Fotografía N° 4: Vivienda N° 02 para analizarse 56
Fotografía N° 5: Estado de conservación de la vivienda 58 7 INDICE DE FOTOGRAFIAS
xiii
Gráfico N° 1: Gráfica de Víctor Olgyay 9
Gráfico N° 2: Ábaco de Givoni 10
Gráfico N° 3: Espacios de una vivienda, funciones y áreas a las que pertenecen con base en las necesidades humanas
establecidas por Max Neef. 17
Gráfico N° 4: Temperatura media mensual (°C) 32
Gráfico N° 5: Temperatura mínima promedio mensual (°C) 33 Gráfico N° 6: Temperatura máxima promedio mensual (°C) 34
Gráfico N° 7: Humedad media mensual (%) 35
Gráfico N° 8: Precipitación Total Mensual (mm) 36
Gráfico N° 9: Velocidad Promedio del Viento (Km/h) 38
Gráfico N° 10: Dirección del Viento 39
Gráfico N° 11: Ambientes con que cuenta la vivienda 49 Gráfico N° 12: Ambientes de la vivienda que producen calor o frío 50 Gráfico N° 13: Ambientes de la Vivienda con problemas de ventilación e
iluminación natural 51
Gráfico N° 14: Gasto energético de las viviendas de Pucará 52 Gráfico N° 15: Tamaño de Aleros con que cuenta la vivienda 57 Gráfico N° 16: Ambientes de la vivienda que producen calor o frio 58 Gráfico N° 17: Materiales de Construcción empleadas en estructuras en la
vivienda Unifamiliar de Pucara. 59
Gráfico N° 18: Materiales de Construcción empleadas en pisos 60 Gráfico N° 19: Materiales de Construcción empleadas en paredes 60 Gráfico N° 20: Materiales de Construcción empleadas en acabados de muros61
xiv Gráfico N° 23: Monitoreo de Temperatura Interior y Exterior en Vivienda N° 02
65 Gráfico N° 24: Monitoreo de Humedad Relativa Interior en Vivienda N° 01 66 Gráfico N° 25: Monitoreo de Humedad Relativa al Interior y exterior en
Vivienda N° 02 67
Gráfico N° 26: Análisis de radiación solar en Vivienda N° 01 68 Gráfico N° 27: Análisis de radiación solar en Vivienda N° 01 69 Gráfico N° 28: Análisis de radiación solar en Vivienda N° 02 70 Gráfico N° 29: Análisis de radiación solar en Vivienda N° 02 71 Gráfico N° 30: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
dormitorio principal en Vivienda N° 01 72 Gráfico N° 31: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio principal en Vivienda N° 01 73 Gráfico N° 32: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio principal en Vivienda N° 01 73 Gráfico N° 33: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
dormitorio secundario en Vivienda N° 01 74 Gráfico N° 34: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio secundario en Vivienda N° 01 75 Gráfico N° 35: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio principal en Vivienda N° 01. 75 Gráfico N° 36: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
sala de Vivienda N° 01 76
Gráfico N° 37: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en Sala de Vivienda N° 01 77
Gráfico N° 38: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en sala de Vivienda N° 01 77
xv Gráfico N° 40: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en la cocina de Vivienda N° 01 79
Gráfico N° 41: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en la cocina de la Vivienda N° 01. 79
Gráfico N° 42: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en dormitorio principal en Vivienda N° 02 80 Gráfico N° 43: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
dormitorio principal en Vivienda N° 02 80 Gráfico N° 44: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio principal en Vivienda N° 02 81 Gráfico N° 45: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
dormitorio secundario en Vivienda N° 02 82 Gráfico N° 46: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio secundario de Vivienda N° 02 83 Gráfico N° 47: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en dormitorio secundario en Vivienda N° 02. 83 Gráfico N° 48: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
sala de Vivienda N° 02 84
Gráfico N° 49: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en Sala de Vivienda N° 02 85
Gráfico N° 50: Análisis de Horas de Confort y Disconfort Térmico registrados
en sala de Vivienda N° 02. 85
Gráfico N° 51: Análisis de horas de demasiado calor y frio registrados en
cocina de Vivienda N° 02 86
Gráfico N° 52: Análisis de horas de confort y disconfort térmico registrados en
la cocina de vivienda N° 02 87
xvi Gráfico N° 54: Análisis de balance térmico de vivienda N° 1 en Dormitorio
principal 88
Gráfico N° 55: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en dormitorio principal de Vivienda N° 01 89 Gráfico N° 56: Análisis de balance térmico de vivienda N° 1 en Dormitorio
secundario 89
Gráfico N° 57: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en dormitorio secundario de Vivienda N° 01 90 Gráfico N° 58: Análisis de balance térmico de vivienda N° 1 en sala 91 Gráfico N° 59: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en sala
de Vivienda N° 01 91
Gráfico N° 60: Análisis de balance térmico de vivienda N° 1 en cocina 92 Gráfico N° 61: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en cocina
de Vivienda N° 01 93
Gráfico N° 62: Análisis de balance térmico de vivienda N° 2 en Dormitorio
principal 93
Gráfico N° 63: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en dormitorio principal de Vivienda N° 02 94 Gráfico N° 64: Análisis de balance térmico de vivienda N° 2 en Dormitorio
secundario 95
Gráfico N° 65: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en dormitorio secundario de Vivienda N° 02 95 Gráfico N° 66: Análisis de balance térmico de vivienda N° 2 en sala 96 Gráfico N° 67: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en sala
de Vivienda N° 02 97
Gráfico N° 68: Análisis de balance térmico de vivienda N° 2 en cocina 97
xvii Gráfico N° 70: Análisis de Temperatura en 02 viviendas realizadas 99 Gráfico N° 71: Análisis de Temperatura en 02 viviendas realizadas 100 Gráfico N° 72: Análisis de Humedad Relativa en 02 viviendas realizadas 101 Gráfico N° 73: Análisis de Radiación Solar (Wh/m2) 102 Gráfico N° 74: Análisis de % de Confort Térmico y Disconfort Térmico
registrados en los ambientes de la Vivienda N° 01 durante 01
año 103
Gráfico N° 75: Análisis de Horas de demasiado calor, demasiado frío registrados en los ambientes de la Vivienda N° 01 durante 01
año 103
Gráfico N° 76: Análisis de % de Confort Térmico y Disconfort Térmico registrados en los ambientes de la Vivienda N° 02 durante 01
año 105
Gráfico N° 77: Análisis de Horas de demasiado calor, demasiado frío registrados en los ambientes de la Vivienda N° 02 durante 01
año 106
Gráfico N° 78: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en
ambientes de Vivienda N° 01 107
Gráfico N° 79: Análisis de Ganancia, Perdida de calor y resultado en
ambientes de Vivienda N° 02 107
Gráfico N° 80: Orientación Noroeste 111
Gráfico N° 81: Alero en la vivienda 111
Gráfico N° 82: Partesol Móvil 111
Gráfico N° 83: Muro Trombe: uso en verano 112
Gráfico N° 84: Muro Trombe: Uso en invierno 113
Gráfico N° 85: Ventana de doble acristalamiento 113
Gráfico N° 86: Adobe para muro 114
xviii confort registrados en los ambientes de la Vivienda propuesta
durante 01 año 116
Gráfico N° 89: Análisis de % de Confort Térmico y Disconfort Térmico registrados en los ambientes de la Vivienda Propuesta durante
01 año 116
Gráfico N° 90: Análisis de ganancia, perdida de calor y resultado, registrados en los ambientes de la Vivienda propuesta durante 01 año 116 Gráfico N° 91: Resultado de análisis de ganancia, perdida de calor
registrados en los ambientes de la Vivienda propuesta durante
01 año 116
Gráfico N° 92: Propuesta de Vivienda Unifamiliar para el distrito de Pucará-
Plantas 117
Gráfico N° 93: Propuesta de Vivienda Unifamiliar para el distrito de Pucará-
Cortes 118
xix El propósito de la investigación ha sido proponer una arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar destinado a la mejora del confort térmico de sus habitantes en el distrito de pucará.La presente investigación respondió a la necesidad de la población de mejorar el confort térmico en los ambientes de las viviendas unifamiliar con la propuesta de arquitectura bioclimática.
La investigación es de tipo aplicativo y de nivel descriptivo. Los instrumentos empleados fueron la encuesta y la ficha de observación, los mismos que fueron validados por la técnica de juicio de expertos, en el que se pidió la valoración de los expertos siendo la opinión de aplicabilidad. Se argumentó que a través del aprovechamiento climático de manera adecuada y con las estrategias de diseño se logra la mejora del confort térmico del espacio habitable en las viviendas unifamiliar del distrito de Pucará, porque mediante la arquitectura bioclimática se aumenta el bienestar térmico y por ende la calidad de vida de sus habitantes. El resultado fue:
la propuesta de arquitectura bioclimática que ofrece un diseño bioclimático permitiendo el confort térmico dentro de sus viviendas. La conclusión fue que en el distrito de Pucará al contar con la propuesta de Arquitectura bioclimática permite a los pobladores mejorar al interior de sus viviendas el confort térmico y por ende elevar la calidad de vida.
Palabras claves: Arquitectura bioclimática, confort térmico, radiación solar, diseño bioclimático.
.
xx The objective of the research was to propose a bioclimatic architecture applied to single-family homes to improve the thermal comfort of its inhabitants in the district of Pucará. The present investigation responded to the population's need to improve thermal comfort in the environments of single-family homes with the bioclimatic architecture proposal. The research is of an applicative and descriptive level. The instruments used were the survey and the observation sheet, which were validated by the expert judgment technique, in which the experts' assessment was requested, with the opinion of applicability. It was argued that through the appropriate use of climate and design strategies, the improvement of the thermal comfort of the living space in the single-family homes of the Pucará district is achieved, because through bioclimatic architecture the thermal comfort is improved and therefore the quality of life of its inhabitants. The result was: the bioclimatic architecture proposal that offers a bioclimatic design that allows thermal comfort inside the houses. The conclusion was that in the district of Pucará, having the Bioclimatic Architecture proposal allows residents to improve the thermal comfort inside their homes and therefore improve the quality of life.
Key words: Bioclimatic architecture, thermal comfort, solar radiation, bioclimatic design.
xxi O objetivo da pesquisa foi propor uma arquitetura bioclimática aplicada a residências unifamiliares para melhorar o conforto térmico de seus habitantes no distrito de Pucará. A presente investigação respondeu à necessidade da população em melhorar o conforto térmico nos ambientes de residências unifamiliares com a proposta da arquitetura bioclimática. A pesquisa é de nível aplicativo e descritivo. Os instrumentos utilizados foram o inquérito e a ficha de observação, os quais foram validados pela técnica do julgamento pericial, na qual foi solicitada a avaliação dos peritos, com parecer de aplicabilidade. Argumentou-se que por meio do uso adequado do clima e de estratégias de projeto, consegue-se a melhoria do conforto térmico do espaço habitacional nas residências unifamiliares do bairro Pucará, pois através da arquitetura bioclimática o conforto térmico é aprimorado e consequentemente o qualidade de vida de seus habitantes. O resultado foi: a proposta de arquitetura bioclimática que oferece um desenho bioclimático que permite o conforto térmico no interior das casas. Concluiu-se que no bairro de Pucará, ter a proposta da Arquitetura Bioclimática permite aos moradores melhorar o conforto térmico dentro de suas residências e, consequentemente, melhorar a qualidade de vida.
Palavras-chave: Arquitetura bioclimática, conforto térmico, radiação solar, projeto bioclimático.
xxii El presente trabajo de investigación, tuvo como objetivo general: Determinar como la arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar influye en el confort térmico de sus habitantes en el distrito de Pucará. Y como objetivos específicos:
• Establecer como la arquitectura bioclimática controla la temperatura para lograr el confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará.
• Establecer como la arquitectura bioclimática controla la ganancia y pérdida de calor en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará.
• Proponer un modelo de arquitectura bioclimática para la mejora del confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará.
La investigación fue una contribución a la sociedad, porque presenté una oferta de arquitectura bioclimática que mejora el confort térmico en los espacios de las viviendas unifamiliar del distrito de Pucará, con la finalidad de mejorar la calidad de vida de los pobladores.
El creciente interés y preocupación de la sociedad actual por introducir al diseño de las viviendas la arquitectura bioclimática que permite mejorar el confort térmico en los ambientes de la morada y por ende la calidad de vida de los pobladores del distrito de Pucará.
El presente trabajo de investigación titulada: Propuesta de arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar para elevar el bienestar en la temperatura de sus habitantes del distrito de pucará, presenté la siguiente formulación del problema:
xxiii el confort térmico de sus habitantes en el distrito de Pucará?
• ¿Cómo la arquitectura bioclimática controla la temperatura para lograr el confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará?
• ¿Cómo la arquitectura bioclimática controla la ganancia y pérdida de calor en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará?
• ¿Cómo lograr la mejora del confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará?
Y se estructuró de la siguiente manera:
El capítulo I desarrolla el marco teórico, considerando el marco de antecedentes, bases teóricas, marco conceptual, así mismo la formulación de la hipótesis y la operacionalización de variables.
El capítulo II desarrolla la metodología de la investigación en la cual se expuso el tipo de investigación, nivel, método, diseño, técnicas e instrumentos de la investigación, la población y muestra poblacional.
El capítulo III desarrolla los resultados y validación de la hipótesis, concluyendo con resultados ,discución, conclusiones y recomendaciones.
Por lo expuesto el trabajo de investigación se orientó a mostrar el interés y motivación por el estudio de los temas ambientales de confort térmico en las viviendas que aquejan día a día al ser humano y la sociedad.
Problema especifico
1 CAPÍTULO I
En nuestro país hablar de una arquitectura bioclimática , es un hecho que aún no se ha desarrollado por completo , siendo poco el logro en este tema, el cual está representado a esfuerzos teóricos y académicos generados en las instituciones como: universidades y por otra parte se debe ha esfuerzos de un solo profesional , de arquitectos que pudieron alcanzar construcciones públicas y también privadas.
Existen algunos trabajos del Dr. Arq. Josué Llanque (dos textos: Arquitectura bioclimática: Técnicas de usos de la energía solar pasiva, 2000 y proyecto bioclimático: Alternativas para sobreponer espacios públicos, 2003), del Mg. Arq.
John Hertz, Inglés (un libro: Arquitectura Tropical: Diseño bioclimático de viviendas en la selva del Perú, 1988, reeditado el 2018 por la URP), el Mg. Arq. David Rayter (Guía de aplicación de arquitectura bioclimática en instituciones educativos, 2008) y del Dr. Arq. Martín Wieser Rey (los libros: Geometría solar para arquitectos, 2010 y algunas consideraciones ha tener en cuenta en el diseño bioclimático: El caso peruano, 2011), siendo pocos trabajos realizados sobre el diseño bioclimático.
El Dr. Arq. Llanque , realizó trabajos en la ciudad Blanca y el trabajo del Mg. Arq.
Hertz que fue realizado en nuestra selva central, los mismos que no son realizados en nuestra zona de estudio, pero si son referentes para el análisis bioclimático, puesto que sirvieron al proyecto de investigación para la realidad de Pucará, en la cual se consideró algunas metodologías y sistematizaciones propuestas por los autores .
1 MARCO TEÓRICO
1.1 ANTECEDENTES O MARCO REFERENCIAL 1.1.1 Antecedentes Nacionales
2 Rayter (2008), “guía de aplicación de arquitectura bioclimática”, que fue desarrollado para el (MINEDU), este trabajo es bastante interesante y representó el alcance para desarrollar un mapa de bioclimas referidas a las construcciones que se podrían desarrollar en el Perú.
Wieser (2010), en su libro: “Geometría solar para arquitectos” representa un trabajo interesante de la geometría solar que se puede desarrollar en la arquitectura ya que está referido al desarrollo y análisis del movimiento del sol y es bastante útil para la aplicación de la arquitectura peruana que no utiliza este recurso de diseño, señalando que ayuda al movimiento evidente del sol influye en las condiciones del clima de nuestras edificaciones.
Gómez (2014), en su trabajo de Investigación, “Sol y Arquitectura” concluyó en lo siguiente: el trabajo desarrollado permitió demostrar la importancia en la creación arquitectónica del indicador solar en los diseños, mediante la incidencia solar estudiada y utilizada de manera eficiente dara resultados favorables en las construcciones que tienen problemas climáticos que pueden ser repuestos con la alternativa de protección solar y el uso de la Geometría Solar.
El hombre desde tiempos antiguos siempre tuvo que luchar con la naturaleza para protegerse de los factores climáticos y enfermedades. En esta pelea donde se evidencia a través de la historia , siempre se pudo defenserse con elementos que estuvieron a su alcance y con fuentes energéticas con las cuales contaba. Solo utilizaban la leña y recursos renovables provenientes del sol, viento y del agua en movimiento, antes del descubrimiento del uso del petróleo,
En la actualidad Europa con mayor fuerza se preocupa para evitar tanto daño al medio ambiente que en un futuro muy próximo puede generarnos grandes 1.1.2 Antecedentes Internacionales.
3 problemas. La globalización y el cambio climático han hecho que todo el mundo observe al diseño bioclimático como gran alternativa a los obstáculos por conseguir el confort térmico en las viviendas. Las grandes inmobiliarias y constructoras tienen un papel vital ya que muchas de estas empresas prefieren la utilización de medios tradicionales para la sostenibilidad de una vivienda haciendo a un lado estas formas ahorrativas.
La Arquitectura Bioclimática pretende proporcionar confort térmico en las viviendas utilizando las condiciones naturales y climatológicas del lugar. El futuro de esta arquitectura es prometedor si se intenta que todos los diseños tengan en cuenta el tema bioclimático. Luego intenta que la calidad del acabado de la construcción sea lo mejor posible.
Para intentar que las edificaciones que sigan a la Arquitectura Bioclimática, sean cada vez más hay que contar con la concientización del arquitecto. Se deberá de llegar al propio usuario que será quien utilice todas las mejoras de confort. Para el año 2021 y más adelante se visualiza duplicar esfuerzos para utilizar la energía solar pasiva ,para la cual se viene investigando todos los niveles para un futuro desarrollo y aplicación en nuestros edificios.
Para los años 50, se podría decir que los hermanos Olgyay (Víctor y Aladar) plantearon una diferente arquitectura, alcanzando sus artículos y libros un resumen en 1962. Al igual que otros autores (Szokolay, S.; y Yannas, S., 2003), reconocieron la ingenuidad de los sketches clásicos de Le Corbusier referidos a los análisis climáticos y otorgaron una especial consideración a las metodologías de los años 50’s, que sin embargo, se tornaron muy trabajosas en los 70’s. En su opinión respondía a objetivos energéticos, la forma de la arquitectura solar de aquellos tiempos .
4 En el año 1940, el arquitecto Georg-Fred Keck realizó un diseño que en la actualidad se conoce como la primera habitación solar pasiva bastante moderna, (Sloan House) en Chicago. Keck también diseñó una vivienda completamente de cristal que sirvió para la exposición en el Siglo del avance y se disfrutó al comprobar que, en los días de calor y de invierno, la temperatura era bastante agradable en el interior, incluso antes de haberse instalado la calefacción. Se construyeron otras casas solares también en esa época , pero la utilización pasiva de la energía solar no halló una aceptación o valoración amplia.
Según Kibert (1994)define:
La edificación sostenible como el desarrollo de la construcción tradicional, pero con una responsabilidad bastante involucrada con la naturaleza por todos los usuarios. Implica tener un interés positivo en todas las etapas de la construcción, considerando diversas alternativas en el proceso de construcción, en favor de la minimización de los recursos que se agotan, previniendo la destrucción del ambiente o perjudicando y ofreciendo un ambiente saludable, tanto en el interior de las construcciones como a su alrededor. (p.24)
Según: Tombazis(2003) indica:
Que para el futuro tenemos que pensar en una madurez respecto al diseño bioclimático el mismo que deberá presentar bases sólidas y fundamentadas , así como otros aspectos, escala, uso adecuado de la tecnología, y “evitar la fascinación por las invenciones”, no tratar de generar nuevos “ismos”. Por lo indicado advierte el peligro latente de incurrir con los sistemas fotovoltaicos, que resultaría ser el mismo error que con el petróleo en el pasado, el cual fue una dependencia total. Concluye indicando que es necesario la existencia de
5 una sociedad con energía libre, para de esta manera también cotribuir a la mejora del medio ambiente.(p.8)
La investigación se basó en la teoría de la bioclimática porque a través de los factores climáticos y la utilización de materiales adecuados confortables al clima se logra superar el confort térmico en las viviendas unifamiliar del sector de Pucará.
Según Olgyay (1963) la Arquitectura Bioclimática es:
El procedimiento aceptable para trabajar con la naturaleza y no en contra de la naturaleza y hacer uso de sus fortalezas para crear mejores condiciones de vida.
La expresión debe estar precedida por el estudio de las variables climáticas, biológicas y tecnológicas.(p.13)
La arquitectura bioclimática, deberá tomar como alternativa constante : ahorrar la energía, aprovechar los recursos naturales de manera eficiente, y proteger el medio ambiente. Asimismo sugiere estrategias en el tema de diseño, iluminación, acondicionamiento y climatización, también considera lo siguiente: microclima, vegetación, orientación, asoleamiento y las características externas de la forma.
Siendo estos criterios el apoyo al estudio bioclimático de una edificación según González Díaz, M. (2004). Para este autor es considerado prioridad el uso de energías renovables tales como: energía solar que indica: “El uso de la energía solar pasiva ha formado parte de la arquitectura popular, las energías renovables deben ocupar un lugar predominante en la solución de las necesidades de la vivienda, particularmente la energía solar"(p.35).
1.2 BASES TEÓRICAS Y CONCEPTUALES
1.2.1 Teoría de la Arquitectura Bioclimática
6 La metodología que se empleó para el desarrollo de la presente tesis es:
arquitectura bioclimática de Fuentes Freixanet, V., (2004), que consta de los siguientes items principales:
1.- Análisis de lugar y su entorno (condiciones climáticas del lugar).
2.- El usuario.
3.- Definición de estrategias de diseño.
4.- Propuesta Arquitectónica.
La arquitectura bioclimática no es más que generar espacios habitables con elevadas condiciones de confort y bienestar, al cual se tendrá que incorporar alternativas de diseño que permitan la interrelación de factores climáticos para lograr la meta establecida.
También se define como: Aquella arquitectura que diseña espacios con la finalidad de aprovechar el clima y las condiciones del entorno con la finalidad de lograr un alto bienestar térmico en su interior. Trabaja exclusivamente con el diseño y elementos arquitectónicos, sin la necesidad de emplear sistemas mecánicos complejos, aunque ello no implica que no se pueda compatibilizar.
(MADS ,2012,p.17).
Se sugieren las siguientes técnicas para ganar calor o evitar su pérdida:
1. Control del viento.
2. Concepción térmica de la envoltura.
3. Utilización de ventanas y muros acumuladores.
4. Utilización de los espacios interiores-exteriores (calefacción).
5. Utilización del suelo (aislamiento).
Y para favorecer las pérdidas de calor o evitar su ganancia:
1. Control del sol.
7 2. Utilización de la ventilación natural.
3. Utilización de la vegetación y del agua.
4. Utilización de los espacios interiores-exteriores (ventilación).
5. Utilización del suelo -aislamiento. (MADS,2012,p.18).
Según Serra et. (2005) afirma:
El confort térmico viene hacer la energía adecuada existente en un espacio habitable que es el resultado de las características físicas y ambientales. La energía se encuentra en la temperatura, la iluminación, el ruido, que son parámetros , los cuales podrán ser medidos, calculados y se relacionan con los sentidos.(p.85)
Siendo factores de confort del usuario : Las condiciones biológicas- fisiológicas, sociológicas y psicológicas que influyen en la percepción del ambiente, es decir, la percepción de un solo ambiente modifica en cada persona dependiendo de sus factores.
El confort térmico está referido a la comodidad de las personas en relación a las condiciones climáticas del entorno , siendo esta relación entre el hombre y el ambiente que involucra un constante intercambio energético debido a la temperatura del cuerpo humano para conservar unas condiciones internas estables frente a la constante fluctuación de energía del ambiente.
Según Serra et (2015) afirma:”Para poder compensar las pérdidas del calor hacia el exterior y conservar estable la temperatura , se da en el proceso de producción del calor”(p.1).
Para este proceso se tienen siete aspectos clasificados en dos factores:
1.2.2 Teoría del Confort Térmico
8 Factores del Usuario
o Metabolismo.
o Vestimenta.
o Temperaturas de la piel Factores del Ambiente o Temperatura del aire o Temperatura de radiación o Humedad Relativa
o Velocidad del Viento
El confort térmico se define en la Norma ISO 7733 como: “Esa condición de mente en la que se expresa la satisfacción con el ambiente térmico”. (Asociación Española de Normalización y Certificación, 2006,p.57).
“Sensación de bienestar en lo que se refiere a la temperatura. Se basa en conseguir el equilibrio entre el calor producido por el cuerpo y su disipación en el ambiente”.
(Ruano, M., 2010,p.10).
Las gráficas de Víctor Olgyay y el ábaco de Givoni vienen hacer estudios que la arquitectura puede aplicar , con la cual se determina un rango de confort térmico y las estrategias de corrección arquitectónica que son indispensables para modificar los factores del ambiente fuera del rango de confort.
1.- GRAFICA DE VICTOR OLGYAY
Esta gráfica considera parámetros de temperatura del aire y humedad relativa en la que se establece una banda de confort térmico, y estrategias de corrección arquitectónica mediante radiación y ventilación.
1.2.3 Ábacos Bioclimáticos
9 Víctor Olgyay establece: “La banda de confort térmico entre 21,1°C y 26,7°C.”.
(Serra y Coch, 1995,p.16).
Gráfico N° 1: Gráfica de Víctor Olgyay
Fuente: Serra y Coch, 1995, p.85
2.- ÁBACO DE GIVONI
A partir de la evaluación y análisis que realiza Givoni sobre el confort, establece primero una armonía entre las pérdidas y ganancias del cuerpo y evalua la cantidad necesaria de transpiración para mantener el equilibrio térmico en el cuerpo, luego de ello realiza su propuesta del ábaco psicrométrico y desarrolla factibles estrategias de corrección arquitectónica considerando sistemas pasivos como: ventilación, refrigeración evaporativa e inercia térmica .
10 Gráfico N° 2: Ábaco de Givoni
Fuente: Serra y Coch, 1995, p.85
Según Serra et al (2005) lo que fue establecido por el ábaco de Givoni es :
Relativo debido a que los factores de confort que no se consideran y debe definirse e interpretarse con flexibilidad, de este modo, el rango establecido para la estación de invierno debe definirse a pocas temperaturas que la de verano, así como las áreas de corrección arquitectónica.(p.32)
• Arquitectura Bioclimática
Es el diseño bioclimático de edificaciones vinculado y supeditado al contexto y las condiciones del entorno: Asoleamiento, movimiento del viento, variación de temperatura para alcanzar el confort térmico en los espacios habitables y el desarrollo humano. Respecto al consumo energético se utiliza energía natural para 1.2.4 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
11 la iluminación y ventilación con materiales y sistemas de construcción amigables al desarrollo biológico.
Por lo tanto, se podrá decir que la Arquitectura Bioclimática quiere lograr cimientos sólidos para poder realizar edificios eficientemente edificados, de modo que, con un consumo mínimo de energía convencional, se puede mantener de manera constante las condiciones de confort térmico requeridas. Para lo cual se tendrá que considerar estrategias de diseño que aprovechen de manera eficiente las condiciones ambientales del entorno (energía solar disponible, temperatura exterior, dirección predominante del viento, etc.).
Según Martín Rayter (2008) indica:
La arquitectura bioclimática no es algo nuevo, sino que gran parte de la arquitectura tradicional funciona según los principios bioclimáticos, cuando las posibilidades de climatización artificial eran escasas y costosas. Es importante para un aprovechamiento máximo de las fuentes de energía naturales que haya un planeamiento urbanístico total en el cual se estudien aspectos tales como la situación y distribución de los edificios; las distancias entre ellos y las alturas de construcción para evitar sombras en invierno; las zonas de arbolado necesarias para el aprovechamiento de la radiación solar y la protección del viento; la temperatura, velocidad del viento y la humedad relativa.(p.60)
La Arquitectura Bioclimática Es el diseño bioclimático de edificaciones vinculado y supeditado al contexto y las condiciones del entorno: Asoleamiento, movimiento del viento, variación de temperatura para el apoyo en la obtención del confort térmico de los espacios para la vida y el desarrollo del hombre. Respecto al consumo energético se utiliza energía natural para la iluminación y ventilación con materiales y sistemas de construcción amigables al desarrollo biológico.
12 Características
• La arquitectura bioclimática es un tipo de arquitectura donde el equilibrio y la armonía son una constante con el medio ambiente.
• Se busca lograr un alto nivel de confort térmico, tomando en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudar a obtener el confort térmico interno a través de la adecuación del diseño, la geometría, la orientación y la construcción de la infraestructura adaptado a las condiciones climáticas del entorno.
• Juega exclusivamente con las características locales del medio (relieve, clima, vegetación natural, dirección de los vientos dominantes, insolación, etc.), así como, el diseño y los elementos arquitectónicos, sin utilizar sistemas mecánicos, que más bien se consideran como sistemas de apoyo.
• La arquitectura bioclimática es adaptada al medio ambiente, sensible al impacto que provoca en la naturaleza, y que intenta construir edificios tomando en cuenta las condiciones del clima. Los sistemas constructivos son capaces de materializar un proyecto de manera sostenible obliga además a concebir la morada bajo principios de respeto al entorno, con los que interactúa y de los que se debe servir sin malograrlos. Para ello es necesario alcanzar una serie de pautas y criterios que ordenan e informan la actuación arquitectónica.
• Vivienda Bioclimática
La vivienda bioclimática es aquella que se diseña con el beneficio de la energía del sol a través de factores pasivos, así como la recuperación de la planificación y la edificación en torno al clima. Que puede alcanzar un gran ahorro de energía y llegar a ser sostenible en su integridad. Aunque el costo de edificación puede resultar mayor, puede ser rentable, ya que el incremento de la vivienda se compensa con la disminución de los residuos de energía.
13 Arquitectura Bioclimática (Variable Independiente)
La Arquitectura Bioclimática es el diseño bioclimático de edificaciones vinculado y supeditado al contexto y las condiciones del entorno: Asoleamiento, movimiento del viento, variación de temperatura para lograr el confort térmico en los espacios habitables y el desarrollo humano. Respecto al consumo energético se utiliza energía natural para la iluminación y ventilación con materiales y sistemas de construcción amigables al desarrollo biológico. En este caso el hombre se adapta racionalmente a las condiciones climáticas para aprovecharlas y no perjudicar el medio ambiente.
• Relación de Vivienda Bioclimática y Arquitectura Bioclimática
Con la vivienda bioclimática se consigue un gran ahorro de energía y puede llegar a ser sostenible en su totalidad. La construcción puede resultar cara pero se podrá recompensar en el tiempo con la disminución de los costos en mantenimiento. Todo esto se logrará con la aplicación de la Arquitectura Bioclimática a través de los elementos y técnicas constructivas sostenibles.
• CONFORT TÉRMICO (VARIABLE DEPENDIENTE)
Confort Térmico es cuando las personas no experimentan sensación de calor ni de frío , es decir cuando las condiciones de temperatura, humedad y movimientos del aire son agradables confortables en referencia a la actividad que desarrollan .
Características
• Satisfacción con el ambiente térmico.
• Confortables para el hombre.
Propiedades:
• Higrotérmicas
14
• confortables
• Acústico
• Térmicas
• BIOCLIMÁTICA
Cuando hablamos de bioclimática nos referimos ha "construir con el clima”, que tiene la función de crear espacios funcionales y expresivos, concebidos y basados ecológicamente en los objetivos siguientes:
a) Generar espacios confortables, para propiciar el óptimo desarrollo de las actividades humanas.
b) Utilizar de manera eficiente la energía tendiendo a la autosuficiencia energética de las construcciones.
c) Conservar y restablecer el medio ambiente.
En conclusión se debe integrar al hombre con su entorno natural por medio de la arquitectura (sin olvidar desde luego, los conceptos socios económicos, funcionales y estéticos tradicionalmente considerados por esta). “Se debe tener en cuenta una de las consideraciones importantes del diseño bioclimático que es el manejo adecuado de la energía solar , materiales ecológicos y sistemas constructivos como elementos básicos de la climatización natural”(Llanque, 2000, p.22).
• TEMPERATURA
En el diseño arquitectónico tempertaura viene hacer el parámetro que ayuda a determinar el sistema constructivo que se debe utilizar, si se ofrecen o no las condiciones de confort, así como las medidas de corrección para alcanzarlo. Es el estado de transmisión de calor o su ausencia.
15 HUMEDAD
Es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire, resultado del proceso de evaporación del agua por el calentamiento de la radiación solar y del proceso de evapotranspiración, por lo que es variable en el tiempo y lugar. Su importancia en el diseño radica en la determinación de las medidas de corrección.
• RADIACIÓN SOLAR
“Es la energía disponible, por lo que representa un recurso, ya sea para calentar el
aire o el agua, así como fuente alternativa de energía eléctrica “(Rodríguez Viqueira y otros, 2005,p.12).
Por lo indicado , es necesario estudiar su incidencia sobre la superficie para poder determinar la mejor orientación de los equipos colectores de energía solar.
• GEOMETRÍA SOLAR
Esta referido al movimiento del sol y es una condicionante imprescindible en la creación de la arquitectura. La posición del sol en relación al objeto diseñado influye directamente en las condiciones ambientales al interior del mismo y en la actualidad de corregirlas en caso no termine siendo las adecuadas; se hace evidente una relación entre este aspecto, el costo económico y el impacto ecológico del edificio.(Wieser,2010, p.7)
• PROPIEDADES TERMO FÍSICAS DE LOS MATERIALES
“Se tratarán varias propiedades que definen el comportamiento térmico de los materiales, indicando como responden a la aplicación de calor” (Mecott , G.S., 2008,p.21).
16
• CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
“Viene hacer la cantidad de calor que pasa por una superficie en una determinado tiempo y por cada grado de temperatura” (Deffis, 1989,p.20).
“Mientras menor sea el coeficiente de conductividad, el material es mejor aislante”
(Morillón, 2003,p.2).
• BALANCE O EQUILIBRIO TÉRMICO
El balance térmico de una vivienda representa los flujos de energía entre la vivienda y su envolvente. Es un estudio comparativo de la adición de las ganancias y la suma de las pérdidas de calor. También se llama igualdad térmico, debido a que ambas adicionan deben ser equivalentes. En otras palabras: Calculando la adición de las pérdidas obtenemos la cantidad de energía que requiere, por ejemplo, para medir la instalación de calefacción.(Blender, 2010,p.1).
DETERMINAR LOS ESPACIOS NECESARIOS EN UNA VIVIENDA
Viendo las necesidades del ser humano planteado por Max-Neef, Elizalde &
Hopenhayn (2016), se podrán calcular los espacios precisos en una habitación para el contexto nacional, de la forma como se muestra en el gráfico N° 03.
17 Gráfico N° 3: Espacios de una vivienda, funciones y áreas a las que pertenecen
con base en las necesidades humanas establecidas por Max Neef.
ESPACIO NECESIDAD QUE SE DEBE SATISFACER AREA
Sala
Socializar, cooperara, solidaridad, receptividad, confraternizar, compartir, espacio de encuentro, dialogar, fiestas, juegos, conocerse.
Social
Comedor
Alimentación, familia, expresar, emociones, socializar, fiestas.
Social
Cocina
+Despensa Alimentación
Social
Dormitorios
Descansar, autoestima, privacidad, intimidad, espacios de encuentro, dialogar, acordar.
Privado
Servicios Higiénicos
Necesidades vitales, limpieza del cuerpo Privado
Jardín Plantas, jardines, animales domésticos Social Cuarto de
Limpieza y Mantenimiento
Soporte básico para el mantenimiento de la vivienda. Privado
• PRIORIZACIÓN DE ESPACIOS
1. Sala: Es el lugar donde eventualmente se realizan las distintas actividades dentro de un ambiente íntimo y familiar. Teniendo como función la convivencia familiar, más que social. En este espacio se desarrollan actividades sociales propios de la familia, reuniones familiares, así como también sirve como un espacio receptivo para la familia y amigos.
18 2. Comedor: Es un espacio adecuado para tomar todos los alimentos.También es un espacio que fomenta la convivencia familiar, la socialización.También este espacio cumple diversas funciones que se relacionan espacialmente con la sala . De esta manera, el tamaño del espacio puede variar de acuerdo con las necesidades y cantidad de la familia.
3. Cocina, con espacio de despensa: Espacio destinado para la preparación y cocción de los alimentos , en este espacio se limpian los alimentos y se preparan.
tambien se almacenan los productos de primera necesidad.
4. Dormitorios: Es la zona privada de la familia, que son espacios más utilizados en la noche, donde la familia podra descansar, ver televisión.Este espacio deberá proveer las condiciones necesarios para que los miembtos de la familia descansen y puedan retomar a sus quehaceres cotidianos.
5. Servicios Higiénicos: Es un ambiente destinado a realizar necesidades vitales del hombre y la limpieza e higiene del hombre.Debe ser un espacio necesario para el aseo y de fácil limpieza .
6. Jardín: Es el área verde compuesta de diversas plantas y flores . También se puede utilizar como un pequeño huerto donde se pueden cultivar verduras ,hierbas aromáticas que son indispensables para ser utilizadas en la vivienda.Las mismas que son cultivadas y mantenidas por la misma familia.
7. Cuarto de limpieza y mantenimiento: Es el área donde se guardan los implementos, equipos necesarios para la limpieza, mantenimiento de toda la casa y pertenencias de los usuarios de ella, esta área es importante para el soporte y mantenimiento adecuado que siempre requiere la vivienda para su correcto funcionamineto durante su ciclo de vida y mientras esten ocupados por los habitantes. (Vidal, 2011,p.36).
19 La arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar influye de manera positiva mejorando el confort térmico de sus habitantes en el distrito de Pucará, mediante criterios arquitectónicos y ambientales.
• La temperatura influye mejorando el confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará, aprovechando de manera adecuada.
• La radiación solar influye mejorando el confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará, aprovechando de manera adecuada.
• Propuesta de un modelo de arquitectura bioclimática para la mejora del confort térmico en las viviendas unifamiliar en el distrito de Pucará.
Arquitectura bioclimática.
Confor térmico.
1.3 HIPÓTESIS DE INVESTIGACION 1.3.1 Hipótesis General
1.3.2 Hipótesis Específicas
1.4 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES 1.4.1 Variable Independiente
1.4.2 Variable Dependiente
20
VARIABLE DEFINICION CONCEPTUAL DIMENSIÓN SUB DIMENSION INDICADORES
VI ARQUITEC
TURA BIOCLIMAT
ICA
La Arquitectura Bioclimática consiste en el diseño de espacios necesarios en una vivienda teniendo en cuenta las condiciones climáticas del entorno, el usuario y las estrategias de diseño, con el fin de conseguir una situación de confort térmico en el interior de la vivienda.
✓ Espacios a considerarse en la vivienda
✓ Condicion
es Climáticas del entorno
✓ El Usuario
✓ Estrategia s de diseño
▪ Ambientes
que consta la vivienda
▪ Clima del
Lugar
▪ Característic as de las viviendas
▪ Materiales constructivos
▪ N° de Ambientes que contara la vivienda.
▪ Temperaturas
máximas y mínimas alcanzadas durante el año.
▪ Precipitaciones máximas y mínimas alcanzadas durante el año.
▪ Humedad relativa de todo el año.
▪ Porcentaje de
viviendas encuestadas con problemas de alta y baja temperatura.
▪ Numero de ambientes que cuentan las viviendas analizadas.
▪ Sistema de control de energía solar.
▪ Materiales aislantes térmicos.
VD CONFORT
TÉRMICO
El Confort Térmico es cuando las condiciones de temperatura y radiación solar son confortables y agradables en relación a la actividad que desarrollan los usuarios dentro de una casa, es decir las personas no experimentan sensación de calor ni de frío.
Siendo las variables modificables que influyen en los intercambios térmicos entre el hombre y su l medio ambiente y que contribuyen a la sensación de bienestra.
✓ Condicion
es de temperatura y radiación solar
• Temperatura
del Lugar
• Radiación
Solar del Lugar.
• Temperatura media de todo el año.
• Radiación Solar de todo el año.
1.4.3 Operacionalización de Variables
21 CAPÍTULO II
La clase de investigación que se desarrolló es de tipo aplicada debido a que se realizó para resolver un problema específico (confort térmico en viviendas unifamiliar) y se tuvo que encontrar una solución al problema con la aplicación de la arquitectura bioclimática teniendo como resultado la mejora del confort térmico de viviendas unifamiliar del distrito de Pucará. (Hernández, 2014, p.25)
El nivel de investigación es descriptivo, porque se describió un modelo de diseño de arquitectura bioclimática para lograr el confort térmico al interior de las viviendas unifamiliar para mejorar la calidad de vida de los habitantes en el distrito de Pucará. (Hernández, 2012,p.15)
Además, se tuvo que describir las condiciones climáticas del entorno y definir las estrategias de diseño.
El método que se utilizó en la investigación es el deductivo. El método deductivo permitió dar una aproximación del principio general al principio particular, es decir la aplicación arquitectura bioclimática, mejora el confort térmico en los ambientes de una edificación, entonces la arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar del distrito de Pucará mejorara el confort térmico de sus habitantes. (Deza,2008,p.19).
2 DISEÑO METODOLÓGICO
2.1 TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIÓN 2.1.1 Tipo de investigación
2.1.2 Nivel de investigación
2.2 MÉTODO DE INVESTIGACION
22 Se empleo el diseño no experimental - descriptivo, que permitió describir la relación entre las variables: independiente (Arquitectura bioclimática) y dependiente (Confort Térmico), y determinar la influencia entre las variables (Hernández, 2012, p.120), teniendo el esquema siguiente:
M1 O1
M1= ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA. A través del diseño de una propuesta de arquitectura bioclimática se obtiene la vivienda unifamiliar con confort térmico aprovechando la energía solar.
O1= CONFORT TÉRMICO. Es el resultado de un diseño bioclimático.
La población es finita, (Tamayo, 1998) es posible observar las 218 viviendas unifamiliar del distrito de Pucará, (M.D.P. 2012), quienes son parte de esta realidad, sin embargo, es necesario estimar una muestra.
La muestra será estimada mediante la probabilística aleatoria.
La muestra es probabilística aleatoria, esto quiere decir que todas las familias que tienen vivienda unifamiliar en el distrito de Pucará forman parte de la muestra, teniendo la probabilidad de formar parte de la muestra.
2.3 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
2.4 POBLACION Y MUESTRA 2.4.1 Población
2.4.2 Muestra
2.4.3 Técnica de muestreo
Confort Térmico Arquitectura
Bioclimática
23
Z2xNxpxq n = ---
d2x (N-1)+Z2xpxq
1.962x218x 0.05 x0.95 n = ---
0.052x(218-1)+1.962x0.05x0.95
3.8416x218x 0.05 x0.95 n = ---
0.0025x218-1+3.8416x 0.05x0.95
39.779768 n = ---
0.724976
n = 55
a.- Técnicas
Análisis documental. - Se obtuvo datos de fuentes secundarias como: Libros, boletines, revistas, folletos, periódicos e internet.
b.- Instrumentos Ficha de observación Encuesta
Termómetro ambiental
Datos meteorológicos de senamhi Diagramas bioclimáticos
Con la información recopilada, analizada y comparada de las viviendas unifamiliar existentes en el distrito de pucará se elaboró los planos de la propuesta de 2.5 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOPILACIÓN DE DATOS
2.6 TECNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS
24 arquitectura bioclimática aplicada a viviendas unifamiliar para superar el confort térmico de sus habitantes en el distrito de pucará.
Luego se procedió a evaluar bajo los mismos parámetros la propuesta arquitectónica para demostrar la mejora en el confort térmico de sus habitantes de las viviendas unifamiliar donde se analizó las condiciones de confort térmico a través del software Ecotect Analysis 2011, realizándose el análisis de radiación solar, confort térmico y balance térmico de las viviendas (actuales y de la propuesta).
Para la validación de los instrumentos planteados: Ficha de observación y encuesta se consideró:
• Técnica de juicio de expertos.
Una de las formas de evaluar la calidad de los instrumentos de evaluación es a tarvés del juicio de expertos. Escobar (2008) lo define.”Como una opinión informada de personas con trayectoria en un tema y que pueden brindar juicios y valoraciones con respecto a dicha temática en la que son reconocidos como expertos”( p.5).
Asimismo, se indica que la ficha de juicio de expertos se encuentra en el Anexo N°
04.
• Validación Subjetiva
Se creó un cuestionario de encuesta de 6 preguntas (véase Anexo 3) en el que se pidió la valoración de los expertos sobre los siguientes aspectos: Intencionalidad, objetividad, organización, claridad, suficiencia, consistencia, coherencia, aplicabilidad.
2.7 VALIDACIÓN DE INSTRUMENTOS
25 En la cuadro N°01, se resumen los aspectos de la validación que sirve de contexto al proceso de validación por juicio de expertos del cuestionario de encuesta aplicadas para la presente investigación, siendo la opinión de aplicabilidad.
