FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO CARRERA DE ARQUITECTURA Y URBANISMO “Estrategias de diseño bioclimático en los espacios académicos para generar confort térmico y lumínico en un centro de innovación tecnológico productivo pecuario en el distrito de José Gálvez – Celendín, 2018” Tesis para optar el Título Profesional de: Arquitecto Autor: Luis Ernesto Navarrete Araujo Asesor: Arq. Doris Sullca Porta Cajamarca – Perú 2018 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 APROBACIÓN DE LA TESIS El (La) asesor(a) y los miembros del jurado evaluador asignados, APRUEBAN la tesis desarrollada por el (la) Bachiller Luis Ernesto Navarrete Araujo, denominada: “DISEÑO DE UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO A PARTIR DE LA APLICACIÓN DE ESTRATEGIAS DE DISEÑO PASIVO SUSTENTABLES PARA FAVORECER EL CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO PARA EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDÍN” Arq. Doris Sullca Porta ASESOR Arq. Judith Padilla Malca JURADO PRESIDENTE Arq. Melissa Lebel Miranda JURADO Arq. Blanca Bejarano Urquiza JURADO Navarrete Araujo, Luis Ernesto II ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 DEDICATORIA Dedico este trabajo principalmente a: A Dios por ser mi guía principal en las decisiones que tomé hasta llegar a cumplir con esta primera etapa dándome la sabiduría necesaria, fortaleza y perseverancia para no claudicar mi meta ya trazada. A Mary y Luis, mis queridos y abnegados padres que nunca dudaron de mi capacidad como estudiante y siempre me apoyaron en aquellos momentos de dificultad que pude pasar durante mi trayectoria como estudiante. A Katherine Milagros, por su apoyo incondicional en todo momento con su ejemplo, ya que, cualquier meta que uno se trace en la vida se puede cumplir si es que verdaderamente se le pone empeño y aprendemos a sobrellevar cualquier obstáculo que se nos pueda presentar en el camino. De manera especial a mi Mami Inés, mi viejita adorada por el gran cariño que me brindo durante todos estos años de estudiante y al recuerdo de mi papito Quirino, que aun cuando era un niño siempre creyó en mí, presagiando que algún día iba a lograr grandes objetivos en mi vida. Navarrete Araujo, Luis Ernesto III ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 AGRADECIMIENTO Primero agradezco a mis padres, abuelita y enamorada por el apoyo brindado en el transcurso de toda mi carrera y ayudándome a poder culminarla. Agradecer también a la Universidad Privada del Norte, mi universidad por acogerme y haberme brindado la oportunidad de aprender sobre mi carrera, muy en especialmente a cada uno de los docentes que me acompañaron en cada etapa de la carrera brindándome sus conocimientos y experiencias para aplicarlas en mi vida profesional. Y, por último, agradezco a mis compañeros de clase a lo largo de la carrera, que con cada quien fui experimentado los diferentes tipos de sentir y ver la arquitectura, donde también pude forjar grandes amistades durante todos estos años. Navarrete Araujo, Luis Ernesto IV ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 ÍNDICE DE CONTENIDOS APROBACIÓN DE LA TESIS............................................................................................................ II DEDICATORIA.................................................................................................................................. III AGRADECIMIENTO ......................................................................................................................... IV ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................................................V ÍNDICE DE TABLAS.......................................................................................................................VIII ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................................X RESUMEN........................................................................................................................................XII ABSTRACT.....................................................................................................................................XIII DATOS PRELIMINARES................................................................................................................XIV Cronograma de actividades – Informe de tesis ..........................................................................XV CAPÍTULO 1. DESCRIPCIÓN Y CONTEXTO DEL PROBLEMA ................................................ 1 1.1 Realidad problemática ........................................................................................................... 1 1.2 Formulación del Problema general ........................................................................................ 4 1.3 Objetivos ................................................................................................................................ 4 1.3.1 Objetivo general ..................................................................................................................... 4 1.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................................. 4 1.4 Justificación............................................................................................................................ 4 1.4.1 Justificación teórica................................................................................................................ 4 1.4.2 Justificación aplicativa o práctica........................................................................................... 5 1.5 Limitaciones ........................................................................................................................... 5 1.5.1 Limitaciones metodológicas................................................................................................... 5 1.5.2 Limitaciones administrativas .................................................................................................. 6 1.6 Marco Teórico ........................................................................................................................ 7 1.6.1 Antecedentes teóricos............................................................................................................ 7 1.6.2 Bases teóricas...................................................................................................................... 10 1.6.2.1. Arquitectura Bioclimática .................................................................................. 10 1.6.2.2. Estrategias De Diseño Bioclimático ................................................................. 11 1.6.2.3. Confort .............................................................................................................. 27 1.6.2.4. Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario ................................. 30 1.6.3 Revisión normativa............................................................................................................... 31 1.6.3.1. Normativa Nacional .......................................................................................... 31 Navarrete Araujo, Luis Ernesto V ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6.2.5. Normativa Internacional.................................................................................... 35 CAPÍTULO 2. HIPÓTESIS........................................................................................................... 38 2.1 Formulación de la hipótesis general .................................................................................... 38 2.2 Variables .............................................................................................................................. 38 2.2.1 Variable Independiente ........................................................................................................ 38 2.2.2 Variable Dependiente........................................................................................................... 38 2.3 Definición de términos básicos ............................................................................................ 38 2.4 Operacionalización de variables ............................................................................................. 40 CAPÍTULO 3. MATERIAL Y MÉTODOS .................................................................................... 41 3.1 Tipo de diseño de investigación........................................................................................... 41 3.2 Presentación de Casos/Muestra.......................................................................................... 41 3.3 Instrumentos ........................................................................................................................ 45 3.3.1 Ficha Documentaria ............................................................................................................. 45 3.3.2 Ficha de Caso ...................................................................................................................... 45 3.3.3 Archiwizard........................................................................................................................... 45 3.3.4 Climate Consultant............................................................................................................... 47 CAPÍTULO 4. RESULTADOS ..................................................................................................... 48 4.1 Resultados de los Estudios de Casos arquitectónicos ........................................................ 48 4.1.1. Variable 01: Estrategias de Diseño Bioclimático.................................................. 48 4.1.2. Variable 02: Confort Térmico y Lumínico ............................................................. 52 4.2 Discusión de Resultados...................................................................................................... 58 4.3 Lineamientos de Diseño....................................................................................................... 62 CAPÍTULO 5. PROPUESTA ARQUITECTÓNICA...................................................................... 63 5.1 Dimensionamiento y envergadura ....................................................................................... 63 5.1.1 Perfil de Usuario................................................................................................................... 63 5.1.2 Demanda.............................................................................................................................. 65 5.1.3 Oferta ................................................................................................................................... 66 5.1.4 Brecha.................................................................................................................................. 67 5.2 Programa arquitectónico...................................................................................................... 67 5.3 Determinación del terreno.................................................................................................... 68 5.3.1 Análisis físico geográfico...................................................................................................... 68 5.3.2 Análisis urbano y de accesibilidad ....................................................................................... 69 5.3.3 Análisis de riesgos y vulnerabilidades ................................................................................. 70 Navarrete Araujo, Luis Ernesto VI ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.4 Dimensionamiento y datos generales del terreno ............................................................... 71 5.3.5 Análisis climatológico ........................................................................................................... 72 5.3.6 Matriz de justificación de terreno ......................................................................................... 74 5.4. Proyecto Arquitectónico y aplicación de variables............................................................... 75 5.4.1. Concepto y Zonificación....................................................................................................... 75 5.4.2. Solución Arquitectónica........................................................................................................ 76 5.5. Comprobación de la hipótesis.............................................................................................. 87 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................... 91 6.4. Conclusiones........................................................................................................................ 91 6.5. Recomendaciones ............................................................................................................... 92 REFERENCIAS................................................................................................................................ 93 ANEXOS .......................................................................................................................................... 96 Navarrete Araujo, Luis Ernesto VII ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Cronograma de actividades. .............................................................................................. 15 Tabla 2: Coeficientes de captación térmica de un Muro Trombe. ................................................... 19 Tabla 3: Coeficientes de captación térmica de un muro de inercia simple...................................... 20 Tabla 4: Superficies mínimas de ventanas cuando están restringidas a un muro. ......................... 23 Tabla 5: Valores generales de iluminancia. ..................................................................................... 29 Tabla 6: Tareas y niveles de iluminancia. ........................................................................................ 30 Tabla 7: Zonificación Bioclimática del Perú. .................................................................................... 32 Tabla 8: Ubicación de provincias por zona bioclimática. ................................................................. 32 Tabla 9: Características climáticas de cada zona bioclimática........................................................ 33 Tabla 10: Valores límites máximos de transmitancia térmica en W/m2K........................................ 33 Tabla 11: Iluminación mínima por ambientes según RNE............................................................... 34 Tabla 12: Estructura de etapa de diseño tomo 1. ............................................................................ 35 Tabla 13: Estructura de etapa de diseño tomo 2. ............................................................................ 36 Tabla 14: Cuadro de Operacionalización de Variables................................................................... 40 Tabla 15: Ficha de Caso n°01 – Datos generales. .......................................................................... 42 Tabla 16: Ficha de Caso n°02 – Datos generales. .......................................................................... 43 Tabla 17: Ficha de Caso n°03 – Datos generales. .......................................................................... 44 Tabla 18: Valoración Likert con respecto a la variable 01 ............................................................... 46 Tabla 19: Valoración Likert con respecto a la variable 02 ............................................................... 47 Tabla 20: Ficha de caso 01 – Resultados de estrategias bioclimáticas .......................................... 48 Tabla 21: Ficha de caso 02 – Resultados de estrategias bioclimáticas .......................................... 49 Tabla 22: Ficha de caso 03 – Resultados estrategias bioclimáticas ............................................... 50 Tabla 23: Cuadro comparativo de Casos – Variable 1. ................................................................... 51 Tabla 24: Ficha de caso 01 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico ..................................... 52 Tabla 25: Ficha de Caso 02 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico..................................... 52 Tabla 26: Fichas de Caso 03 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico................................... 52 Tabla 27: Cuadro comparativo de Casos – Variable 02. ................................................................. 53 Tabla 28: Matriz de doble entrada comparando variables............................................................... 53 Tabla 29: Relación de evaluación arquitectónica con indicadores de variable 02 .......................... 54 Tabla 30: Relación de envolvente térmica de materiales con indicadores de variable 02 .............. 54 Tabla 31: Relación de estrategias de calefacción pasiva con indicadores de variable 02............. 55 Tabla 32: Relación de estrategias de refrigeración pasiva con indicadores de variable 02............ 56 Tabla 33: Relación de estrategias de iluminación natural con indicadores de variable 02 ............. 56 Tabla 34: Matriz de lineamientos de diseño..................................................................................... 62 Tabla 35: Perfil de Usuario............................................................................................................... 63 Tabla 36: Producción láctea a nivel nacional................................................................................... 65 Tabla 37: Producción láctea a nivel provincial. ................................................................................ 65 Navarrete Araujo, Luis Ernesto VIII ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 38: Matriz de Justificación de Terreno ................................................................................... 74 Tabla 39: Demandas energéticas de la zona académica ................................................................ 87 Navarrete Araujo, Luis Ernesto IX ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Diagrama de estrategias de iluminación natural............................................................... 12 Figura 2: Componentes de la envolvente. ....................................................................................... 14 Figura 3: Diagrama básico de un muro trombe................................................................................ 17 Figura 4: Muro Trombe..................................................................................................................... 18 Figura 5: Muro de inercia. ................................................................................................................ 20 Figura 6: Enfriamiento por Medio de Patios..................................................................................... 21 Figura 7: Profundidad de la luz natural. ........................................................................................... 23 Figura 8: Variaciones de porcentajes de área vidrio con diferentes marcos. .................................. 24 Figura 9: Orientación recomendada de un lucernario...................................................................... 25 Figura 10: Tipos de repisas de luz. .................................................................................................. 26 Figura 11: Esquemas de organización del atrio en una edificación................................................. 26 Figura 12: Diagrama Psicométrico de Givoni................................................................................... 27 Figura 13: Producción lechera por niveles, stock de ganado .......................................................... 64 Figura 14: Mapa de ubicación de los centros agrícolas alrededor del Perú................................... 66 Figura 15: Análisis Físico Geográfico. ............................................................................................. 68 Figura 16: Análisis Urbano – Accesibilidad...................................................................................... 69 Figura 17: Análisis de Riegos........................................................................................................... 70 Figura 18: Datos generales del Terreno designado......................................................................... 71 Figura 19: Datos del terreno designado........................................................................................... 71 Figura 20: Análisis Climatológico del terreno................................................................................... 72 Figura 21: Rosa de vientos del terreno. ........................................................................................... 72 Figura 23: Carta solar del terreno. ................................................................................................... 73 Figura 23: Conceptualización del proyecto arquitectónico .............................................................. 75 Figura 24: Zonificación del proyecto arquitectónico......................................................................... 75 Figura 25: Planta general primer nivel ............................................................................................. 76 Figura 26: Planta General segundo nivel......................................................................................... 77 Figura 27: Plano de Techos ............................................................................................................. 78 Figura 28: Elevaciones Generales del proyecto arquitectónico....................................................... 79 Figura 29: Cortes Generales del proyecto arquitectónico................................................................ 79 Figura 30: Primer nivel zona académica del proyecto ..................................................................... 80 Figura 31: Segundo nivel zona académica del proyecto. ................................................................ 80 Figura 32: Plano detalle escala 1/25 de aula tipo de zona académica............................................ 81 Figura 33: Cortes Arquitectónicos a detalle. .................................................................................... 82 Figura 34: Vista lateral de la zona complementaria del auditorio .................................................... 83 Figura 35: Vista Elevada de la zona complementaria del auditorio ................................................. 83 Figura 36: Vista lateral de la zona de producción ............................................................................ 84 Figura 37: Vista elevada de la zona de producción ......................................................................... 84 Navarrete Araujo, Luis Ernesto X ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 38: Vista del patio principal de la zona académica............................................................... 85 Figura 39: Vista lateral del patio principal de la zona de investigación............................................ 85 Figura 40: Vista lateral del patio principal de la zona académica .................................................... 86 Figura 41: Porcentaje de confort lumínico nivel 01 .......................................................................... 87 Figura 43: Porcentaje de confort lumínico nivel 02 .......................................................................... 88 Figura 43: Resultado de Lux en las estancias o espacios............................................................... 88 Figura 44: Pérdidas por envolvente en la edificación ...................................................................... 89 Figura 45: Coeficiente de transmitancia de la envolvente. .............................................................. 89 Figura 46: Captación térmica de la edificación. ............................................................................... 90 Navarrete Araujo, Luis Ernesto XI ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 RESUMEN En la actualidad, la necesidad de mejorar la calidad de los espacios para el usuario en diferentes proyectos arquitectónicos es esencial; por ello, la arquitectura alrededor del mundo ha ido evolucionando constantemente obteniendo diferentes estilos, uno de ellos es la Arquitectura Bioclimática la cual se enfoca en generar el confort ambiental hacia la persona en un ambiente, ya sea térmico, lumínico, acústico, olfativo, entre otros, a través de diferentes estrategias de diseño bioclimático. Estas estrategias bioclimáticas toman como punto de partida los factores y parámetros climáticos del emplazamiento del proyecto para poder ser aplicadas de manera adecuada. En la presente investigación, se abordará el confort ambiental enfocándose solo en el confort térmico y lumínico de la zona académica de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario; este confort se obtendrá por medio de la aplicación de estrategias bioclimáticas pasivas, de la evaluación arquitectónica, del uso de materiales con características térmicas, todas éstas acorde con los factores propios de la zona clima del emplazamiento. Esto con el fin de mejorar la calidad espacial para el usuario, como también reducir el impacto ambiental en su entorno inmediato. A su vez, esta mi misma se realizó en cinco etapas, donde en la primera se identificó la descripción y contexto del problema estudiado, abordando temas como la realidad problemática, el desarrollo de la formulación del problema, el estudio de los antecedentes y bases teóricas, y estableciendo los objetivos que se quiere lograr con el desarrollo de este proyecto; esto sirvió para desarrollar la segunda etapa en la cual abarca la hipótesis, donde se realizó la formulación de la hipótesis, el desarrollo de las variables y el planteamiento de la operacionalización de variables; así mismo, en la tercera etapa se identificó los materiales y métodos, donde se desarrolla el tipo de diseño de la investigación, la presentación de casos analizados y las técnicas o instrumentos que se utilizaron para el desarrollo de la investigación. En la cuarta etapa, se estableció la discusión de los resultados de los casos analizados, para luego proponer los lineamientos de diseño que se aplicaron a la propuesta arquitectónica de la zona académica de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario. Por último, la quinta etapa consta del proyecto arquitectónico, donde se realiza el dimensionamiento del proyecto, para luego proponer la programación arquitectónica, la determinación del terreno y su posterior análisis climatológico debido a que la tesis se enfoca en la aplicación de estrategias de diseño bioclimático para generar confort térmico y lumínico, para así concluir con la partida de diseño. Finalmente, esta investigación ayudará a profundizar sobre la arquitectura bioclimática, sus características y sus beneficios para el usuario, el proyecto y el entorno; debido a que, la arquitectura no solo se basa en estética; sino también, en satisfacer las necesidades del usuario de acuerdo al tipo de actividades que desempeñan, en mejorar la calidad espacial sin perjudicar el entorno inmediato del proyecto arquitectónico. Palabras Claves: Arquitectura Bioclimática, Estrategias de diseño bioclimático, confort térmico, confort lumínico. Diseño pasivo. Navarrete Araujo, Luis Ernesto XII ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 ABSTRACT At present, the need to improve the quality of the spaces for the user in different architectural projects is essential; For this reason, the architecture around the world has been constantly evolving obtaining different styles, one of them is the bioclimatic architecture which focuses on generating the environmental comfort towards the person in an environment, be it thermal, luminous, Acoustic, olfactory, among others, through different strategies of bioclimatic design. These bioclimatic strategies take as a starting point the climatic factors and parameters of the site of the project in order to be able to be applied in a suitable way. In this research, environmental comfort will be addressed by focusing only on the thermal and luminous comfort of the academic area of a center for productive technological innovation in livestock; This comfort will be obtained by means of the application of passive bioclimatic strategies, of the architectural evaluation, of the use of materials with thermal characteristics, all of them according to the factors characteristic of the zone climate of the site. This in order to improve the spatial quality for the user, as well as reduce the environmental impact in his immediate environment. In turn, this myself was carried out in five stages, where the first identified the description and context of the problem studied, addressing issues such as the problematic reality, the development of the formulation of the problem, the study of the background and bases and establishing the objectives that we want to achieve with the development of this project; This served to develop the second stage in which it encompasses the hypothesis, where the formulation of the hypothesis was carried out, the development of the variables and the approach of the operationalization of variables; Likewise, in the third stage the materials and methods were identified, where the type of research design was developed, the presentation of analyzed cases and the techniques or instruments that were used for the development of the investigation. In the fourth stage, we established the discussion of the results of the cases analyzed, and then propose the design guidelines that were applied to the architectural proposal of the academic area of a center for productive technological innovation livestock. Finally, the fifth stage consists of the architectural project, where the dimensioning of the project is carried out, to then propose the architectural programming, the determination of the terrain and its subsequent climatic analysis because the thesis focuses on The application of bioclimatic design strategies to generate thermal and luminous comfort, in order to conclude with the design game. Finally, this research will help to deepen the bioclimatic architecture, its characteristics and its benefits for the user, the project and the environment; Because architecture is not only based on aesthetics; But also, in meeting the needs of the user according to the type of activities they perform, in improving the spatial quality without damaging the immediate environment of the architectural project. Key words: bioclimatic architecture, strategies of bioclimatic design, thermal comfort, luminous comfort. Passive design. Navarrete Araujo, Luis Ernesto XIII ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 DATOS PRELIMINARES Facultad y Carrera: Facultad de Arquitectura y Diseño, Carrera de Arquitectura y Urbanismo Título de la investigación: Estrategias de diseño bioclimático en los espacios académicos para generar confort térmico y lumínico en un centro de innovación tecnológico productivo pecuario en el Distrito de José Gálvez – Celendín, 2017 Autor:  Luis Ernesto Navarrete Araujo  Nava393a@gmail.com Asesores de Tesis:  Doris Luz Sullca Porta  Arquitecta  Doris.sullca@upn.edu.pe  José Álvarez Barrantes  Arquitecto  Jose.alvarez@upn.edu.pe Navarrete Araujo, Luis Ernesto XIV ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 1: Cronograma de actividades. Cronograma de actividades – Informe de tesis SEMANAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DESCRIPCIÓN Y CONTEXTO DEL PROBLEMA Realidad problemática x Formulación del problema x Antecedentes x x Bases teóricas x Justificación x Limitaciones x Objetivos x HÍPOTESIS Formulación de la Hipótesis x Variables x Términos básicos x Operacionalización x MATERIALES Y MÉTODOS Tipo de diseño x Presentación de casos x Técnicas e instrumentos x RESULTADOS Estudio de Casos… x x Lineamientos de diseño x PROPUESTA ARQUITECTÓNICA Dimensionamiento… x Programación arquitectónica x Determinación del terreno x Análisis del lugar x Partido del diseño x FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA Navarrete Araujo, Luis Ernesto XV ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 CAPÍTULO 1. DESCRIPCIÓN Y CONTEXTO DEL PROBLEMA 1.1 Realidad problemática La arquitectura a través de los años se ha ido diversificando a nivel mundial debido a los cambios en la sociedad así como la evolución de la industrialización, han dado como resultados nuevos “estilos arquitectónicos” que van contra una arquitectura que se diseña en base a la necesidad del usuario y los elementos de su entorno; esto se debe a que en la actualidad los proyectos arquitectónicos se enfocan principalmente en que una edificación tenga un buen impacto estético pero no se toma en cuenta el fuerte impacto ambiental negativo que pueden ocasionar. Este tipo de arquitectura se divide en diversas ramas, una de ellas es la arquitectura bioclimática, la cual se define como una arquitectura que toma en cuenta las necesidades del usuario, las condiciones climatológicas y del entorno para así obtener los diferentes tipos de confort. La arquitectura bioclimática con el paso del tiempo ha ido cambiando; sin embargo, siempre ha mantenido su objetivo, el cual es generar los diferentes tipos de confort en el usuario ya sea térmico, lumínico, acústico, entre otros, mediante estrategias bioclimáticas las cuales no son nocivas para el medio ambiente; esto quiere decir, que el diseño arquitectónico bioclimático responde ante las necesidades del usuario generando confort en el mismo al integrar la edificación con su contexto, la explotación de energías alternativas y el uso mínimo de energía eléctrica. Por otro lado, estas estrategias bioclimáticos nacen a partir del estudio de los principales factores de la zona clima donde se emplaza el proyecto, tales como el sol, la radiación solar, la humedad relativa, dirección de los vientos; existen muchas diferentes estrategias algunas de ellas pueden ser: la captación solar para generar confort térmico o también aprovechar al máximo el uso de la luz natural para generar espacios mejor iluminados y generar un confort lumínico óptimo para el usuario. En los países más desarrollados, este tipo de arquitectura está influyendo debido al fuerte cambio climático existente en las últimas décadas; las estrategias bioclimáticas aplicadas en las diferentes edificaciones responden a las necesidades del usuario ante los nuevos fenómenos climatológicos y el nuevo entorno urbano que se está creando; sin embargo, muchas de estas estrategias se apoyan con tecnología que en algunos casos es perjudicial para el medio ambiente y además generan altos costos. Por otro lado, en América Latina se ignora en gran medida sobre la arquitectura bioclimática, debido a que en muchos países no existen normativas o reglamentos que puedan avalar o certificar la misma. Hoy en día, los países que le proporcionan mayor Navarrete Araujo, Luis Ernesto 1 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 importancia son: México, Argentina, Colombia, Brasil y últimamente Chile, que está incluyendo en sus normativas de construcción los criterios bioclimáticos; este tipo de arquitectura se puede evidenciar en proyectos de menor envergadura como viviendas y en algunos casos en equipamientos educativos. En el Perú, existen pocos registros de investigaciones respecto a una Arquitectura Bioclimática a pesar de que existe una normativa de confort térmico y lumínico en el Reglamento Nacional de Edificaciones, cabe precisar que dicha norma se aplica únicamente en algunos tipos de vivienda más no en otro tipo de equipamientos como educativos, salud, industria, entre otros. Esto quiere decir, la aplicación de arquitectura bioclimática en equipamientos de gran envergadura es muy pobre, o en el peor de los casos es inexistente, ya que, las alternativas de construcción en el Perú dejan de lado los principios de sostenibilidad, esto debido a que en el sector de construcción se prevalece las técnicas de construcción ya acostumbradas que por lo general son poco amigables con el medio ambiente y no responden a las necesidades de confort del usuario; si nos enfocamos en observar la mayoría de centros de estudios de nuestro país, ya sean estos: colegios, escuelas, universidades o institutos, y más aún del ámbito público, casi en su mayoría no existe algún indicio de la aplicación de este tipo de arquitectura y por ende no existe confort dentro de estos espacios que puedan favorecer al usuario. Cajamarca como departamento es ajena a una arquitectura bioclimática o de diseño bioclimático; en su mayoría los profesionales tampoco se preocupan por aplicar o mejorar el confort en las edificaciones, siendo Cajamarca una región con cambios climáticos bastante notables por lo tanto el usuario no se siente satisfecho en las diferentes edificaciones a falta del confort. Por otro lado, en la provincia de Celendín al igual que en Cajamarca todavía se encuentra presente una arquitectura vernácula la cual se evidencia solo en viviendas, esta arquitectura ayuda a obtener confort; sin embargo, no es suficiente debido a que no se aplican todas las estrategias bioclimáticas necesarias para obtener tanto el confort térmico como lumínico. José Gálvez es uno de los doce distritos que existen en la provincia de Celendín, este distrito caracterizado por el desarrollo pecuario se está perdiendo en el tiempo por la falta de oportunidades laborales que existen en el mismo, por ello el desarrollo de este distrito se está truncando. Así mismo las edificaciones en general están desaprovechando la oportunidad de utilización de materiales oriundos de la zona, y la población está optando por utilizar los nuevos materiales poco sostenibles o sistemas constructivos que en algunos casos conllevan a la creación de edificaciones donde en la mayoría existe una falta de criterio al momento de diseñar; esto debido al conocimiento empírico que tiene la población sobre los beneficios que puede tener la aplicación de estas estrategias en las edificaciones y los beneficios que se pueda generar en el confort en general hacia el poblador. Por lo tanto, en esta investigación se abordará el diseño Navarrete Araujo, Luis Ernesto 2 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 bioclimático de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario a través de estrategias bioclimáticas para ayudarán a obtener el confort térmico y lumínico principalmente en espacios educativos debido a que se genera un mejor aprendizaje teniendo las condiciones ambientales óptimas. A la problemática también se suma la deficiente gestión de las autoridades del lugar, que no proponen estrategias por mejorar y desarrollar este tipo de arquitectura y su propuesta bioclimática en los proyectos para así mejorar la calidad espacial del poblador. Por eso proponer un proyecto de alto impacto en la población con el fin de incentivar la utilización de este tipo de arquitectura, sin dejar de lado la aplicación de sistemas constructivos propios de la zona, es muy importante debido a que, se genera la iniciativa de que el usuario pueda aplicar arquitectura bioclimática en su vivienda y por ende pueda mejorar el confort para ellos mismo, ya sea mejorando el confort térmico, como también mejorando el confort lumínico. Finalmente, el diseño de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario aplicando estrategias de diseño bioclimático ayudará a generar Confort Lumínico y Térmico; esta como solución a la mejora de calidad de ambiental que responde ante las necesidades del usuario para que puedan realizar sus diferentes actividades sin dificultad; así como también, generar aprendizaje sobre temas de producción en la población formando una economía local óptima. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 3 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.2 Formulación del Problema general ¿Cuáles son las estrategias de diseño bioclimático que ayudan a generar confort térmico y lumínico dentro de los espacios académicos de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el Distrito de José Gálvez – Celendín, en el año 2018? 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo general Determinar cuáles son las estrategias de diseño bioclimático ayudan a generar confort térmico y lumínico en los espacios académicos de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el Distrito de José Gálvez - Celendín en el año 2018. 1.3.2 Objetivos específicos  Identificar las estrategias de diseño bioclimático que se puedan aplicar en los espacios de la zona académica de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario.  Analizar los requerimientos de confort térmico y lumínico mínimos en los espacios de la zona académica en un Centro De Innovación Tecnológico Productivo Pecuario.  Relacionar como a través de las estrategias de diseño bioclimático se generan confort térmico y lumínico en los espacios de la zona académica de un Centro De Innovación Tecnológico Productivo Pecuario.  Determinar los lineamientos para el diseño arquitectónico de un Centro De Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el distrito de José Gálvez. 1.3.3 Objetivo del Proyecto  Realizar un diseño arquitectónico de un Centro De Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el distrito de José Gálvez. 1.4 Justificación 1.4.1 Justificación teórica El presente trabajo de investigación estudia las principales estrategias de diseño bioclimático, enfocándose en primer lugar en la orientación y forma de la edificación, como también incluir las estrategias de calefacción pasiva, estrategias de refrigeración pasiva, la envolvente térmica de los materiales, las estrategias de iluminación natural; así como también tener en cuenta las características climatológicas del lugar, que incluye la temperatura exterior, la humedad relativa y la radiación solar, todo esto aplicado en el diseño arquitectónico de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario sujeto a generar confort Térmico y Lumínico para el usuario en la zona académica obteniendo Navarrete Araujo, Luis Ernesto 4 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 espacios académicos adecuados para la enseñanza y producción; además, de reducir el impacto en el medio ambiente. 1.4.2 Justificación aplicativa o práctica De acuerdo a cifras estadísticas del Plan Concertado de Celendín, indica que la provincia de Celendín es una de las zonas con mayor producción lechera a nivel regional con aproximadamente 4 200 productores, que en su mayoría vende la materia prima a empresas transnacionales a un bajo costo. Por otro lado, de acuerdo a los datos estadísticos obtenidos del INIA, Cajamarca como región no cuenta con ningún centro el cual se enfoque en investigar la producción agropecuaria y peor aún que esté centrado en la producción láctea. Este sustento es muy importante para desarrollar hitos arquitectónicos enfocados a las necesidades del usuario propuesto, además indicar que se carece de un centro de investigación dirigido a la producción lechera. Asimismo, tampoco existe una idea clara de arquitectura bioclimática en Cajamarca y sus alrededores que demuestre confort en sus espacios. Es por ello que se propone un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en uno de los distritos más importantes de Celendín, José Gálvez, ya que se encuentra ubicado en el centro de la provincia y es aquí donde se podría acopiar toda la producción lechera de la zona a parte de proponer una arquitectura amigable con el ambiente y así incentivar la aplicación de este tipo de arquitectura a partir de estrategias de diseño bioclimático con el fin de poder aprovechar el medio ambiente y el entorno en donde se emplace el proyecto. Esta propuesta, también está orientada a incentivar y mejorar la producción pecuaria en el distrito de José Gálvez, ya que no existe una infraestructura adecuada para el desarrollo de conocimientos de producción pecuaria que permitan al poblador optimizar su producción en cultivos y producción láctea, y así poder comercializarlos con una mejor calidad para su consumo; es por eso que se propone la creación de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo pecuario que ayudará al poblador en la mejora de la producción pecuaria. 1.5 Limitaciones 1.5.1 Limitaciones metodológicas  En la presente investigación solo se tomó en cuenta el estudio del confort térmico y confort lumínico, debido a que estos tipos de confort son los de mayor relevancia para una zona académica, ya que, para un mejor aprendizaje se requiere unos niveles de confort óptimo para el usuario.  El software a utilizar, reconoce un 94% de la simulación 3D del proyecto arquitectónico, sin embargo, es suficiente para identificar el nivel de confort térmico y lumínico. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 5 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  La mayoría de bibliografía estudiada en la investigación, se basa en arquitectura bioclimática y confort en viviendas y escuelas, debido a que no hay información bibliográfica relacionada directamente con un centro de innovación tecnológico productivo pecuario.  Los casos analizados son escuelas y/o centros de aprendizaje, puesto que no se encontró ningún CITE en el cual se apliquen estrategias bioclimáticas y por medio de ellas se llegue al confort térmico y lumínico; además, el presente trabajo de investigación se enfoca en el análisis de la zona académica de un CITE. 1.5.2 Limitaciones administrativas  La información estadística sobre producción láctea en el distrito de José Gálvez es desactualizada; ya que, el Plan Concertado de la provincia de Celendín pertenece al año 2012; sin embargo, sirve para el desarrollo del análisis de la problemática del lugar, como también para la definición del programa arquitectónico.  Información limitada sobre datos estadísticos de cantidad de productores enfocados a la producción láctea en el distrito de José Gálvez, Celendín Navarrete Araujo, Luis Ernesto 6 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6 Marco Teórico 1.6.1 Antecedentes teóricos Según Narváez, Quezada y Villavicencio (2015) en su tesis: “Criterios Bioclimáticos Aplicados a los Cerramientos Verticales y Horizontales para la Vivienda en Cuenca”, Universidad de Cuenca, Cuenca – Ecuador. Habla sobre los principios de diseño bioclimático, donde el objetivo principal es cambiar las condiciones del interior de una edificación, esto se logra mediante dos elementos: la forma, que puede ser abierta o cerrada, para controlar la ventilación y el incremento o pérdida de calor, y la orientación que nos da pautas para colocar superficies captadoras de energía solar. También menciona que para lograr el confort lumínico se debe tener en cuenta los parámetros, los cuales son: la iluminancia o cantidad de luz, el color de la luz y el deslumbramiento; además indican que la iluminación natural es un factor muy importante debido a que tener una correcta y eficiente captación de la luz ayuda al ahorro energético en iluminación, además de que la profundidad del ambiente debe ser de entre 1.5 a 2 metros la altura desde el piso hasta el dintel. Por otro lado, en cuanto al confort térmico y lumínico, señalan que son elementos perceptivos del medio ambiente que actúan sobre el cuerpo humano; por ello es importante controlar estos elementos para que se puede lograr una sensación óptima en la persona en el interior de una edificación. Concluyendo, los autores nos dan a conocer importantes pautas sobre la arquitectura bioclimática y como gracias a ella se puede obtener el confort, en este caso nos limita al confort térmico y lumínico que puede afectar o no al usuario en la edificación, esto quiere decir que, se debe tomar en cuenta los elementos perceptivos del medio ambiente para que luego se pueda generar una óptima sensación de la persona cuando este dentro de una edificación; además menciona los principales elementos que debemos tomar en cuenta para aplicar a un proyecto, estas consideraciones son parte de estrategias bioclimáticas. De acuerdo a Matute (2014) en su tesis: “Tecnología Sostenible y Eficiencia Energética Aplicada al Diseño de una Vivienda”, Universidad de Cuenca, Cuenca – Ecuador. Menciona que la arquitectura bioclimática se basa en la racionalidad, ya que considera el aprovechamiento de las condiciones naturales del lugar como: clima, condiciones del entorno, el recorrido del sol y las corrientes del aire; además de condiciones de diseño como aperturas y orientación de ventanas las cuales influyen en la distribución de los espacios; por otro lado, menciona que esta arquitectura tiene como objetivo principal mejorar la calidad de vida de los usuarios y así obtener confort térmico y lumínico al aplicar estrategias bioclimáticas adecuadas que se basan en el contexto y el aprovechamiento de las fuentes energéticas alternativas. En cuanto a confort térmico, manifiesta que es una sensación neutra de la persona respecto a un ambiente determinado y esto depende de los parámetros Navarrete Araujo, Luis Ernesto 7 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 globales externos, como la temperatura del aire, velocidad, humedad relativa; otro punto que se debe tomar en cuenta según el autor, es la de los parámetros mínimos, donde el objetivo es lograr el confort a través de los siguientes elementos, estos son: temperatura de ambiente que debe estar en un rango de entre 18° y 26°C, la velocidad del aire que debe estar de entre 0.05 y 015 m/s, y por último la de humedad relativa que oscile entre el 40 y el 65%. Para el confort lumínico indica que la iluminación de una edificación deberá responder ante las exigencias mínimas tomando en cuenta los siguientes criterios: confort visual, donde se debe mantener un nivel de bienestar sin que se afecte el rendimiento ni la salud de los ocupantes de la edificación y prestación visual, donde los ocupantes sean capaces de realizar sus tareas visuales, incluso en circunstancias difíciles y durante periodos largos de tiempo. En conclusión, se debe tomar en cuenta los parámetros climatológicos y la relación de la edificación con el entorno para poder generar confort térmico y lumínico que se obtendrá por medio de estrategias bioclimáticas pasivas ya que este tipo de arquitectura evita el uso de energía no renovable. Godoy. (2012) en su tesis “El confort térmico adaptativo. Aplicación en la edificación en España”. Habla sobre los parámetros físicos del ambiente, donde se debe de tomar como punto de partida que el hombre no siente la temperatura en un espacio, sino que siente la pérdida de energía en su cuerpo; es por eso que se debe de tener en cuenta los cuatro factores físicos para la sensación térmica, los cuales son: temperatura del aire, velocidad del aire, humedad relativa y la temperatura media radiante. Concluyendo, según el autor, se debe tomar en cuenta los factores climatológicos de la zona y así poder analizar la calidad de confort que existe en el espacio hacía el usuario. Según Corrales. (2012) en su tesis “Sistema solar pasivo más eficaz para calentar viviendas de densidad media en Huaraz”. Menciona que la arquitectura bioclimática es la unión de los conocimientos básicos de la arquitectura convencional a lo largo del tiempo con los conocimientos en confort y ahorro energético, donde el objetivo es cumplir con las necesidades físicas del usuario en un proyecto sin generar una gran demanda energética. Además, para lograr esto, el autor indica que se debe tomar en cuenta algunas características las cuales son el aislamiento, orientación, aberturas adecuadas de vanos y aprovechamiento del entorno. Concluyendo, de acuerdo al autor, es importante saber que para crear arquitectura bioclimática no solo son necesarios los factores climatológicos y estrategias de diseño bioclimático, sino también los conceptos básicos de diseño arquitectónico que se puedan aplicar a una edificación. Según Serra. (2010) en su artículo “Energía y Forma Arquitectónica”. Menciona que existen edificaciones nombradas “bioclimáticas”, sobre todo por un tema de moda, pero con carencia de resultados desde el enfoque medio ambiental; este autor también habla sobre algunos errores básicos de diseño bioclimático que se pueden evidenciar en algunos Navarrete Araujo, Luis Ernesto 8 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 proyectos; como por ejemplo, el de agregar superficies captadoras de calor cuando la edificación se encuentra mal orientada, o también la idea de aprovechar altas tecnologías para iluminar un espacio donde solo se necesitaba una ventana bien orientada. En conclusión, este autor indica que no es necesario aplicar estrategias bioclimáticas extravagantes o costosas para poder obtener confort térmico como lumínico, sino que es básico tener en cuenta la orientación y el clima del entorno inmediato. De acuerdo a Coch. (2008) en su artículo “Espacios inútiles y arquitectura flexible: diseño y confort ambiental”. Indica que el concepto de evaluación de confort ambiental se centra en los parámetros ambientales que pueden ser medidos numéricamente, tomando en cuenta los niveles aceptables para el usuario de acuerdo a la función que realice en un espacio, mientras más específica sea la función en el espacio, más limitado es el parámetro de confort en el usuario. Según el autor, se concluye que para lograr una óptima evaluación de confort ambiental en un espacio se debe tomar en cuenta el tipo de uso que tiene el espacio para que así se pueda limitar los diferentes tipos de confort y tomar en cuenta si estos se cumplen o no. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 9 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6.2 Bases teóricas Se analizarán teorías de distintos autores para luego concluir con una breve crítica a cada teoría, y de esta manera obtener los lineamientos de diseño y poder aplicarlos en el proyecto arquitectónico. 1.6.2.1. Arquitectura Bioclimática Garzón (2007) da un breve concepto de lo que significa la arquitectura bioclimática, donde menciona que esta arquitectura es aquella que tiene en cuenta la condiciones climatológicas y condiciones del entorno para lograr obtener un confort higrotérmico interior y exterior, donde interviene el diseño a desarrollarse en la edificación. Este diseño deber ir de la mano con algunos principios bioclimáticos que logrará que las edificaciones sean energéticamente más eficientes, sin dejar de lado una arquitectura formalmente acorde al contexto. La misma autora también menciona que este diseño debe ser concebido teniendo en cuenta principalmente el entorno inmediato y, por otro lado, los recursos naturales disponibles como, por ejemplo: el sol, la vegetación, la lluvia y el viento en razón generar un buen confort y ahorro energético. A su vez, Neila (2004) manifiesta que los sistemas de aprovechamiento de las energías renovables en un proyecto se basan en tres principales criterios que son indispensables para lograr una arquitectura bioclimática, estos son: captación, acumulación y aprovechamiento, gracias a una adecuada distribución de la energía. Esto expone que el proyecto debería cumplir con estos tres criterios como mínimo, todo esto también dependerá de una buena implantación en el entorno de la edificación, las cubiertas a utilizar, y principalmente los aspectos climatológicos de la zona en donde se implantará el proyecto o la edificación. García (2004) da una breve introducción sobre arquitectura bioclimática, donde menciona, que este tipo de arquitectura se puede definir como la que fue diseñada para logra un máximo confort en un usuario dentro de una edificación utilizando el mínimo gasto energético. Para lograr lo antes mencionado, la autora toma en cuenta las condiciones climatológicas del lugar, esto se refiere al clima de acuerdo a la época en la que se encuentre para así poder aplicar diversas estrategias de diseño pasivo, donde si es necesario tener más captación calorífica, se deben aplicar estrategias que permitan obtener captación solar; pero si en el caso que se necesite enfriar más el espacio, se debe utilizar estrategias que generen un enfriamiento adecuado del ambiente. Por último, La Cámara Municipal de Braganza (2013) menciona que la arquitectura bioclimática es principalmente un legado de la arquitectura tradicional, donde su propuesta se fundamenta en la adaptación de la climatología de la zona, utilizando un conjunto de estrategias basadas en aprovechamiento de los recursos naturales de la zona, para que Navarrete Araujo, Luis Ernesto 10 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 así pueda minimizar el impacto en el medio ambiente. Por otro lado, también tiene la idea de optimizar las condiciones de confort que se generan en una persona. 1.6.2.2. Estrategias De Diseño Bioclimático La Junta de Castilla y León (2015) menciona un breve enfoque de lo que significa o son las estrategias de diseño pasivo. El cual expresa que son soluciones constructivas bioclimáticas, que, de acuerdo a la utilización de materiales, donde se debe elaborar de manera sencilla y con un bajo impacto ambiental, contribuyen a la reducción de la demanda energética en una edificación. Por otro lado, La Cámara Municipal de Braganza (2013) menciona un concepto básico de lo que significa el diseño pasivo, donde indica que son dispositivos constructivos integrados en los edificios, el cual tiene como objetivo principal contribuir al calentamiento o enfriamiento en la edificación a través de medios naturales; estos pueden ser: el sol, la radiación, el viento, y la humidificación que existe en ese entorno inmediato. Además, indica que estas estrategias o sistemas deben guardar relación con zona clima en donde se aplicará el proyecto; es importante tomar en cuenta la época de invierno, ya que las estrategias deberán centrarse en la reducción de las perdidas térmicas y el aumento de las ganancias solares, así mismo, en verano las estrategias deben de centrarse en la restricción de la entrada solar, sin afectar la iluminación natural que se de en el espacio, y también recurriendo a la ventilación natural promoviendo el enfriamiento por evaporación. A su vez, el Instituto de la Construcción de Chile (2012) hace mención sobre la importancia de las estrategias de iluminación natural, que tiene por objetivo principal la reducción del consumo de energía eléctrica, pero enfocado primordialmente a las necesidades de iluminación. Estas estrategias relacionan la iluminación natural y su integración con la luz artificial, para luego poder lograr óptimas condiciones de confort del usuario en la edificación. Además, menciona que existen diversos factores para optimizar el aprovechamiento de la luz natural; estos factores dependen principalmente del entorno y el clima donde se implantará la edificación, también depende del diseño arquitectónico propuesto para un mejor aprovechamiento; ya sea en la forma, orientación del edificio, como también, el tamaño o aberturas de los vanos a proponer. Uno de los principales puntos a tomar en cuenta según el autor son las cinco estrategias básicas de captación lumínica, las cuales son: captar, transmitir, distribuir, proteger, controlar (Ver figura 1). Navarrete Araujo, Luis Ernesto 11 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 1: Diagrama de estrategias de iluminación natural. Fuente: Instituto de la construcción (2012). Manual de diseño y eficiencia energética en edificios públicos-parte 01. Proyecto innova chile. codigo: 09cn14 – 5706. chile. A. Evaluación Medio Ambiental A.1. Ubicación De acuerdo a Olgyay (1998) se debe tomar en cuenta la ubicación donde se implantará el lugar, ya que existen microclimas que de una u otra manera cambian el tipo de estrategias a aplicar de acuerdo a la zona clima general. Por consiguiente, el autor menciona que se debe tomar en cuenta la latitud, longitud y altura, teniendo como referencia la topografía del lugar, ya que de acuerdo a eso se pueden diferenciar si existen o no microclimas dentro de ese lugar. El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú (2014) menciona que es importante tomar en cuenta la zona bioclimática, debido a que, gracias a estas zonas se pueden definir parámetros bioclimáticos, donde será necesario aplicar estrategias de diseño bioclimático para favorecer el confort térmico y lumínico del proyecto. A.2. Clima Según La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012), explican que existen parámetros ambientales para determinar la evaluación del confort térmico en un espacio, para lo cual es necesario mencionar los principales puntos a tomar en cuenta con respecto al clima. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 12 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Temperatura del aire exterior: es aquella temperatura que rodea al usuario y esta se mide en grados centígrados.  Humedad relativa: se refiere a la cantidad de vapor de agua acumulada en el aire a una temperatura determinada y que pueda contener en un nivel máximo, esta se expresa en porcentaje (%).  Temperatura radiante media: se refiere a la temperatura media que se encuentra en el espacio, la cual rodea al usuario. Estos parámetros serán estudiados de acuerdo a la región en la que el proyecto este emplazado y servirán para delimitar la zona clima del lugar. B. Evaluación Arquitectónica Según Ching (2014), la parte arquitectónica tiene mucho que ver en la bioclimática; es por eso, que se debe optar por elegir un buen contexto y/o emplazamiento, debido a que, servirá para poder aprovechar todos los parámetros climatológicos del lugar. B.1. Criterios Arquitectónicos Ching (2014) menciona que los criterios para tener un buen emplazamiento del proyecto deben ser desde el punto de vista bioclimático mas no del punto de vista de una proyección arquitectónica; donde tomamos en cuenta normalmente la imaginación para poder proyectar. Por otro lado, determina que, en el enfoque bioclimático, el principal criterio a tomar en cuenta, es el del contexto, ya que, para poder tener una buena orientación de la edificación se observar la geometría solar que está relacionada con los solsticios y equinoccios que se dan en el transcurso del año. A su vez, es importante tener en cuenta dentro del contexto es el de los vientos, donde, estos pueden favorecer al enfriamiento del recinto y así lograr un buen confort térmico. La forma de la edificación también es un punto importante a la hora de diseñar, debido a que, de acuerdo a la forma ya sea en planta como en elevación, siempre se tiene que tomar en cuenta la climatología del lugar para así poder realizar un diseño funcional con respecto a su contexto y obtener una arquitectura bioclimática. La Cámara Municipal de Braganza (2013) menciona la importancia de la geometría solar que influyen directamente en la forma y orientación que se puede proponer en el edificio, en donde nos indica que es importante saber el recorrido del sol durante el día y en las diferentes estaciones del año, relacionándolos a la minimización del consumo energético. Según los autores, cuanto más compacto sea el edificio menor contacto habrá con el exterior y menores serán las pérdidas energéticas, ellos también mencionan que la Navarrete Araujo, Luis Ernesto 13 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 fachada más grande de la edificación deberá está orientada hacia el sur tomando en cuenta que estas estrategias están aplicadas para el hemisferio norte, por consiguiente, deducimos que en el hemisferio sur tendría que ser hacia el norte. C. Estrategias De Envolvente Térmica De Materiales De acuerdo al Instituto de la Construcción de Chile (2012) la envolvente es una de las partes esenciales al momento de DISEÑAR una edificación, ya que divide a través de diversos tipos de materiales la zona exterior, con el recinto interior. El objetivo principal de la envolvente térmica es aislar el edificio del exterior, minimizando las pérdidas de calor por conducción. Así mismo, los autores, mencionan que existen tres principales componentes de envolventes en una edificación los cuales son: Figura 2: Componentes de la envolvente. Cubiertas Cubiertas en contacto con el Cubiertas en contacto con aire espacios no habitables Fachadas Muros Envolventes Vanos Pisos Pisos en contacto con el Pisos en contacto con el aire terreno Fuente: Instituto de la construcción (2012). Manual de diseño y eficiencia energética en edificios públicos-parte 01. Proyecto innova chile. codigo: 09cn14 – 5706. chile. El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú (2014) menciona que para lograr una eficiente envolvente térmica se debe tomar en cuenta algunos valores de materiales y/o componentes; estos valores son: la densidad, el calor específico, la conductividad térmica y la transmitancia térmica; estos valores van de acuerdo al tipo de material que se aplique al recinto. Por otro lado, dentro de la transmitancia térmica se debe Navarrete Araujo, Luis Ernesto 14 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 analizar los valores límites de cada material de acuerdo a la zona bioclimática en la que se encuentre. Según Garzón (2007) expresa que el acondicionamiento térmico se logra a través del diseño y la construcción con materiales de baja conductividad y elevada inercia térmica. Así mismo la autora, hace un aporte muy importante en lo que concierne a las consideraciones bioclimáticas que debe de tener una edificación, haciendo hincapié en la elección de los materiales y sistemas de diseño pasivo donde se tome principalmente la baja conductividad térmica y la elevada inercia térmica, por lo tanto, se concluye que estas consideraciones se las deberá tomar en cuenta en climas donde predomine el frio. C.1. Inercia térmica Según la Junta de Castilla y León (2015) se basa principalmente en los materiales de elevada masa térmica; en otras palabras, posee una gran capacidad para almacenar el calor para luego poder liberarlo durante un tiempo determinado, mayormente esta inercia capta el sol durante el día y libera el calor durante la noche; por tanto, los principales parámetros a tomar en cuenta en los materiales que tienen inercia térmica son: la densidad y el calor especifico. A continuación, se explica cada parámetro.  La Densidad: es la masa volumétrica de un material y se mide en kilogramos por metro cubico (kg/m3), esta característica afecta de manera significativa el desempeño térmico de cada material (Hernández, 2014)  El Calor Especifico: es una propiedad del material que determina la capacidad de acumulación de calor que pueda tener en el mismo, este se mide en Joule por kilogramos grado Celsius (J/kg°C); un punto importante a saber de este parámetro es que, a mayor sea el calor especifico, más energía se tendrá que suministrar para calentar el material. (Hernández, 2014) C.2. Aislamiento Térmico De acuerdo a la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012) menciona que el aislamiento térmico se expresa específicamente a través de la resistencia térmica que se define como la resistencia de un elemento al paso del calor, y a través de la transmitancia térmica que es la cantidad la cual es capaz de transmitirse a través de un elemento. Por otra parte, Hernández (2014) habla de la conductividad térmica, donde expresa la capacidad de un material para conducir calor, esta se mide en watts por grados Celsius (W/m°C). Navarrete Araujo, Luis Ernesto 15 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Según el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú (2014) otro parámetro a tomar en cuenta en el aislamiento térmico es la transmitancia térmica (U), que es el flujo de calor que puede tener un material, pero en modo estacionario, en otras palabras, la capacidad que tiene un material para poder almacenar el calor durante un tiempo determinado; este es dividido por el área y la diferencia de temperaturas que tiene cada el elemento; ya sea un muro, un techo o una losa. Su unidad se expresa en vatios por metro cuadrado y grado Kelvin (W/m2. K) D. Estrategias De Calefacción Pasiva Según el Instituto de la Construcción de Chile (2012) se entiende que son aquellos sistemas o estrategias que se generan o se proyectan específicamente para la época de invierno y cuyo objetivo es aprovechar el sol o la radiación solar para generar cargas de calor interna y así poder lograr un confort en el usuario en una edificación. Además, menciona las 4 principales estrategias para lograr un calentamiento pasivo en un recinto y estas son: Captar, donde la energía solar es obtenida en forma de radiación para posteriormente transformarse en calor, esta puede ser de tipo directa o indirecta, los cuales serán explicados y se darán a conocer en las diversas estrategias o sistemas que se pueden aplicar a un proyecto; conservar, que en general se trata de mantener el calor dentro del espacio, para ello es necesario aislar la edificación proponiendo diversos diseños de envolventes; almacenar, donde la masa térmica en una edificación, de acuerdo al material, almacena el calor durante el transcurso del día y luego se pueda emitir durante la noche; distribuir, donde el calor captado durante el día, se debe distribuir hacia los demás espacios de la edificación, esta puede ser de forma natural o forzada. D.1. Sistema de Captación Solar Directa Según Iñarrea Joaquín (2015) los sistemas de captación directa son aquellos que se limitan a una correcta optimización y orientación de los vanos propuestas en una edificación, tomando en cuenta los factores antes mencionado. A su vez, este tipo de sistema tiene una gran dependencia de las horas solares que tenga el día. Por otra parte, según el Instituto de la Construcción de Chile (2012) citan la afirmación de Kwok y Grondsik (2007) según la cual mencionan que, este tipo de sistemas dependen de la radiación solar existente, si esta es excesiva, existirá un sobrecalentamiento en los espacios; de otro modo, si existe gran cantidad de nubosidad el recinto no logrará la captación requerida para lograr el confort en el mismo. Por consiguiente, el autor, precisa que el tamaño de vanos para lograr una óptima captación directa en un clima que va de frio a templado, se debe considerar entre 0.02 y 0.04 m2 de Navarrete Araujo, Luis Ernesto 16 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 vano o aberturas por cada m2 de área a calentar; sin embargo, si el clima va de moderado a templado se considera entre 0.1 y 0.2m2 por cada m2 del recinto a calentar. D.2. Sistema de Captación Solar Indirecta De acuerdo al Instituto de la Construcción de Chile (2012) estos sistemas son los que tienen una captación solar en forma aislada; esto quiere decir, que absorben la radiación durante el día y lo expulsan durante la noche, además, se da por un sistema que puede regular el ingreso del calor a los recintos a través de vidrios o muros que generan gran inercia térmica, algunos ejemplos pueden ser el Muro Trombe y el Muro de Inercia. Así mismo, según la Junta de Castilla y León (2015) mencionan que el muro de inercia y el muro trombe; son los sistemas más utilizados y más eficientes en cuanto a captación solar indirecta se refiere. A continuación, se describirá cada sistema de captación solar indirecta, tomando en cuenta la efectividad que pueda tener de acuerdo al entorno donde se implantará el proyecto arquitectónico. D.2.1. Muro Trombe De acuerdo al instituto de la Construcción de Chile (2012) el muro trombe es un sistema compuesto por un revestimiento de vidrio y un muro de material con inercia térmica (Ver figura 3). Entre estas dos capas se encuentra una cámara de aire. Según el autor se recomienda orientarlo directamente al norte o con un ángulo aproximado de 5°. Figura 3: Diagrama básico de un muro trombe. Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 01. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 17 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Así mismo, en la misma fuente bibliográfica, se toma en cuenta un proceso de diseño para este sistema el cual debe tener las mismas consideraciones que se tiene para la captación solar directa, es decir, en los climas fríos se recomienda considerar un cálculo preliminar de entre 0.04 y 0.09 m2 de superficie vidriada al norte por cada m2 de área a calentar; a su vez, para estimar la cantidad de masa térmica que es necesaria para poder captar el calor, se debe proponer un muro de inercia con un espesor de 300 a 460 mm, esto con el fin de poder captar una buena cantidad de radiación durante el día. (Ver anexo n° 03). Según la Junta de Castilla y León (2015) este sistema nace a partir de la construcción de cerramientos con alta inercia y alta capacidad de almacenamiento térmico, donde el material predominante en el cerramiento a parte de la cara exterior que es el vidrio, puede ser un material con alta inercia térmica, donde los materiales predominantes son el tapial, adobe, termo arcilla, etc. (Ver figura 4). Figura 4: Muro Trombe. Fuente: Junta De Castilla Y León. (2015). Manual Práctico De Soluciones Bioclimáticas Para La Arquitectura Contemporánea. Consejería De Economía Y Hacienda. España. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 18 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 En este detalle constructivo (ver figura 4), se puede apreciar los principales elementos que podemos encontrar para desarrollar un muro trombe, estos elementos son: 1. Carpintería de madera; 2. Compuerta giratoria para ventilación; 3. Vidrio doble con cámara de aire; 4. Muro masivo (este muro puede llevar cualquiera de los materiales anteriormente mencionados, pero que principalmente goce de alta inercia, para que el sistema sea más efectivo). Por otra parte, se debe tomar en cuenta los coeficientes de ganancia térmica que puede tener este tipo de sistemas (Ver tabla 2). Estos coeficientes ayudan al sistema a lograr un confort térmico óptimo dentro de un recinto, siempre y cuando se apliquen los materiales adecuados para poder lograr una adecuada ganancia térmica. Tabla 2: Coeficientes de captación térmica de un Muro Trombe. Coeficientes – Muro Trombe Absorbancia solar del muro 0.65 – 0.70 Espesor del muro de inercia (m) 0.35 – 0.50 Transmitancia térmica (W/m2.K) 1.05 – 1.52 Capacidad de almacenamiento térmico (MJ/m3.K) 1.46 – 1.67 Factor solar del vidrio 0.48 – 0.85 Fuente: Junta De Castilla Y León. (2015). Manual Práctico De Soluciones Bioclimáticas Para La Arquitectura Contemporánea. Consejería De Economía Y Hacienda. España. D.2.2. El muro de Inercia Según la Junta de Castilla y León (2015) este tipo de sistema tiene un papel muy importante en lo que concierne al confort térmico por su elevada masa térmica, ya que da un equilibrio de temperatura en espacios interiores, por lo tanto, es muy favorable para los usuarios (Ver figura 5). De acuerdo al autor, este sistema tiene la capacidad de almacenar el calor durante varios días sin que el cambio climatológico afecte en el mismo, esto gracias al tipo de materiales que se utilizan, los cuales generalmente están compuestos por piedras pequeñas asentadas con un mortero simple como también puede ser un estucado de barro y paja. Así mismo, una de las recomendaciones que se da, es la utilización de materiales con una destacada inercia térmica o capacidad calorífica, estos materiales pueden ser: el granito, la tierra seca y el adobe con una capacidad calorífica entre 500 y 1000 Kcal/m3°C. Otros materiales con una razonable capacidad calorífica como la madera, el ladrillo o el hormigón cuentan con un promedio de 400 Kcal/m3°C de capacidad calorífica (Ver tabla 3). Navarrete Araujo, Luis Ernesto 19 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 5: Muro de inercia. Fuente: Junta De Castilla Y León. (2015). Manual Práctico De Soluciones Bioclimáticas Para La Arquitectura Contemporánea. Consejería De Economía Y Hacienda. España. En la imagen (ver figura 5) podemos apreciar un corte en detalle referente a la composición de un muro de inercia simple, donde los principales componentes son: 1. Acabado exterior de estucado de barro o similar, 2. Muro de inercia este puede ser de los materiales antes mencionados, pero con una aceptable capacidad calorífica, 3. Enlucido, estucado en barro o acabados similares, 4. Pavimento, falso piso en cerámico o materiales similares. Estos materiales pueden variar de acuerdo a la zona bioclimática en la que se proponga el proyecto, ya que no en todas las zonas se dispone de dichos materiales. Tabla 3: Coeficientes de captación térmica de un muro de inercia simple. Coeficientes – Muro De Inercia Simple Absorbancia solar del muro 0.36 – 0.70 Espesor del muro de inercia (m) 0.42 – 0.54 Transmitancia térmica (W/m2.K) 0.72 – 1.82 Capacidad de almacenamiento térmico (MJ/m3.K) 1.46 – 2.51 Fuente: Junta De Castilla Y León. (2015). Manual Práctico De Soluciones Bioclimáticas Para La Arquitectura Contemporánea. Consejería De Economía Y Hacienda. España. En la tabla se aprecia los principales coeficientes que se deben de tener en cuenta al momento de aplicar un muro de inercia simple, los valores son los de absortancia solar, espesor del muro, transmitancia térmica y la capacidad de almacenamiento térmico; estos se resumen en la capacidad calorífica general de este tipo de sistema. (Ver anexo n° 08) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 20 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 E. Estrategias De Refrigeración Pasiva De acuerdo al Instituto de la Construcción de Chile (2012) existen diversas estrategias de refrigeración o enfriamiento para lograr un confort térmico, basados principalmente en la ventilación natural, esto para favorecer el confort térmico en verano, como para la renovación de aire que controla los niveles de dióxido de carbono, contaminantes y humedad presentes en un recinto interior. E.1. Enfriamiento Evaporativo Según Hernández (2014) son fuentes de enfriamiento natural mediante transferencia de calor por la radiación, esto quiere decir que utilizan la acumulación de calor para beneficiar la evaporación del agua y por ende mejorar la calidad del recinto. Uno de los sistemas más importantes es el de patios. E.1.1. Patios Hernández (2014) menciona que es una estrategia tradicional de ventilación natural, donde es necesario que exista vegetación ya sea en el interior o exterior del recinto, de este modo se emplea la evaporación que generan las plantas para enfriar los espacios. (Ver figura 6). Figura 6: Enfriamiento por Medio de Patios. Fuente: Narvaez, J.P., Quezada, K.C. & Villavicencio, R.P. (2015). Criterios Bioclimáticos Aplicados A Los Cerramientos Verticales Y Horizontales Para La Vivienda De Cuenca. (Tesis Previa A La Obtención Del Título De Arquitecto). Facultad De Arquitectura Y Urbanismo. Universidad De Cuenca, Ecuador. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 21 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 E.2. Ventilación Natural Según la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012) la ventilación natural hace referencia a la renovación de aire mediante la acción del viento, tomando en cuenta la dirección y velocidad, además, para tener un adecuado enfriamiento y ventilación dentro de un espacio se deben de tomar las siguientes estrategias de ventilación, las cuales son:  Ventilación Cruzada: esta estrategia consiste en ubicar vanos en fachadas opuestas, que al abrirse generan un intercambio de aire exterior frio por aire interior caliente, esto siempre y cuando la temperatura exterior sea menor que la interior (Instituto de la Construcción de Chile, 2012).  Ventilación por Efecto Convectivo: se aplica de manera parecida a la de la ventilación cruzada debido a que, cuando el aire interior se calienta este es más denso y tiende a elevarse, para lo cual es necesario ubicar aberturas en la parte inferior y superior del recinto. Al igual que en la ventilación cruzada el sistema solo servirá si la temperatura del aire exterior es menor a la del aire interior (Instituto de la Construcción de Chile, 2012). F. Estrategias De Iluminación Natural Para López (2003) los principios de iluminación natural, expresan que el uso de la luz natural no es muy utilizado en las edificaciones o proyectos existentes hoy en día; no obstante, si este tipo de recurso fuese utilizado al máximo y de manera apropiada, existirían grandes beneficios al proponer este tipo de estrategias. Por otra parte, la Cámara Municipal de Braganza (2013) mencionan la importancia de la luz natural; donde, además de tener influencia en lograr condiciones de confort óptimas en el usuario, también reduce el gasto energético que se pueda generar en una edificación, y así la reducción de utilización de luz artificial. A continuación, se explicará detalladamente las estrategias de iluminación natural que se pueden utilizar en una edificación, esto para reducir el gasto energético en la misma y a la par la protección del medio ambiente. F.1. Iluminación Lateral De acuerdo al Instituto de la Construcción de Chile (2012) el principal elemento para la transmisión de luz solar hacia el interior es la ventana, tomando en cuenta la proporción las aberturas en las fachadas, deben tener 3 características principales las cuales son: el tamaño, la forma y el material; los cuales son primordiales para la cuantificación y la calificación de penetración de luz en el edificio. Así mismo, la iluminación unilateral, Navarrete Araujo, Luis Ernesto 22 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 establece un límite de profundidad en el ambiente para poder lograr alcanzar una iluminación adecuada durante el día. Para ello, existe una regla básica que limita la profundidad de la luz natural a 1,5 veces la altura de la ventana en relación al suelo. Esta profundidad puede ser aumentada si se implementa un sistema de distribución de luz la cual puede ser una repisa de luz, pudiendo alargarse la penetración de la luz a 3 veces la altura de la ventana con respecto al suelo; en otras palabras, mientras más alta es la ventana mayor es la profundidad del recinto, y generando así una mejor distribución de la luz en el interior del mismo (ver figura 7). Figura 7: Profundidad de la luz natural. Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 02. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. Además, otra recomendación es el de aumentar la cantidad de ventanas si el recinto está restringido a tener solo una pared libre. A continuación, se muestran los valores mínimos de porcentajes de ventanas en relación a la profundidad del ambiente. (Ver tabla 4) Tabla 4: Superficies mínimas de ventanas cuando están restringidas a un muro. Profundidad de la habitación desde la pared Porcentaje de la pared de la ventana visto exterior (max.) desde el interior (min.) <8 m 20% ≥8 m 11m 25% > 11 m ≤14 m 30% >14 m 35% Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 01. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. De acuerdo con el Instituto de la Construcción de Chile (2012) otro aspecto importante es el diseño de la ventana, enfatizando en el tipo de marco que se propone. Esto quiere decir, que el marco reduce la superficie de elementos translucidos y disminuye el porcentaje de iluminación dentro del recinto; sin embargo, siempre se requieren ventanas que se puedan abrir por la necesidad de ventilar el ambiente. A continuación, se observa los tipos de marcos y porcentajes de ingresos de luz que pueden existir de acuerdo al diseño (Ver figura 8). Navarrete Araujo, Luis Ernesto 23 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 8: Variaciones de porcentajes de área vidrio con diferentes marcos. 100% 80% 55% 45% Sin marco Marco fijo Doble abertura Marco modular Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 01. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. F.2. Iluminación Cenital Según el Instituto de la Construcción de Chile (2012) propone aplicar este tipo de iluminación cuando la captación de luz solar es de tipo difuso (cielo cubierto o nublado). Es por ello que la iluminación cenital es la mejor opción para lograr que la penetración de luz sea más efectiva, esta introducción de luz se puede dar a través de claraboyas, lucernarios, cúpulas u otro tipo de elementos. Otro punto a tomar en cuenta es que la iluminación cenital tiene un excelente rendimiento, debido a que, por lo general el deslumbramiento que se puede dar a través de la luz natural, y mejor aún si esta estrategia se combina con algún tipo de protección solar.  Lucernario: Según la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012), se recomienda aplicar esta estrategia en edificaciones de un solo nivel o en el último piso de una edificación de múltiples niveles. Esta estrategia es capaz de satisfacer la necesidad de luz en un recinto, pero no es favorable por la falta de vinculación visual con su alrededor, eso por eso que se recomienda aplicar ventanas bajas para generar vistas hacia el exterior. A su vez, es recomendable tener en cuenta algunas consideraciones de diseño, como por ejemplo la de integrar el sistema a la estructura del techo para mantener la resistencia estructural de la losa. Así mismo, se recomienda estos dos tipos de lucernarios de acuerdo a la orientación de la fachada que se expondrá más al sol. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 24 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 9: Orientación recomendada de un lucernario. Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 02. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. F.3. Sistemas de Distribución de Luz Natural De acuerdo al Instituto de la Construcción de Chile (2012) los elementos de distribución de luz son aquellos que se utilizan con estrategias de captación de luz indirecta; estas estrategias tienen ventajas a comparación de la captación de luz directa, ya que existe menos deslumbramiento en el recinto, como también, distribuyen la luz en forma equitativa dentro del espacio. F.3.1. Repisas de Luz Según el Instituto de la Construcción de Chile (2012) las repisas son elementos colocados horizontalmente a la ventana por encima del nivel de los ojos; estas permiten aumentar la iluminación en el espacio, pero con una mejor distribución de la luz y disminuyendo el deslumbramiento que puede ocasionar iluminación lateral. Además, podemos apreciar tres tipos de repisas que permiten un diferente ingreso de luz hacia el recinto, pero tienen la misma cantidad de efectividad; la figura a) es una repisa de luz exterior monolítica; la figura b) es un tipo de repisa con estructura tipo celosía; y la figura c) es una repisa con celosías en la parte superior de la ventana y una cortina interior propuesta en la parte baja de la ventana (Ver figura 10); de estos 3 tipos de repisas de luz el más eficiente es el tipo “b”, ya que en invierno se puede aprovechar esa celosía para tener el ingreso directo de la luz en la época de invierno, por el contrario en la época de verano, se aprovecha la repisa para generar luz indirecta en el recinto sin causar deslumbramiento en el usuario. Finalmente, menciona dos recomendaciones al momento de proponer este tipo de sistema; el primero es el de la ubicación, donde menciona que su efectividad será mejor cuando se las ubica al lado norte, por mayor captación de luz; la segunda es la del material donde manifiesta que se debe elegir un material reflectante, el cual tenga un coeficiente de reflexión igual o mayor al 70%. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 25 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 10: Tipos de repisas de luz. Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 02. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. F.3.2. Atrios De acuerdo al Instituto de la Construcción (2012) otro sistema de distribución de luz son los atrios, este permite el acceso de la luz a espacios interiores contiguos que no tienen acceso de luz natural, los acabados interiores de ese espacio deben tener un coeficiente de reflexión alta para que así se tenga una mayor distribución de luz hacia los otros espacios. Este tipo de sistema es más efectivo en zonas con alta densidad urbana, y tienen tres tipos de organizaciones los cuales son: atrio central, atrio integrado y atrio lineal (Ver figura 11). De estos tres tipos de atrios, el más eficiente es el de tipo integrado, ya que permite un mejor ingreso de luz que el de tipo central, pero sin causar deslumbramiento como el de tipo lineal. Figura 11: Esquemas de organización del atrio en una edificación. Atrio central Atrio integrado Atrio lineal Fuente: Instituto De La Construcción (2012). Manual De Diseño Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos-Parte 02. Proyecto Innova Chile. Codigo: 09cn14 – 5706. Chile. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 26 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6.2.3. Confort Según López (2003) el confort es una percepción ambiental que es determinado por el ser humano, tomando en cuenta dos características principales los cuales son:  Aspecto Biofísico, el cual tomo en cuenta al clima como referencia fundamental para poder alcanzar los parámetros de confort dentro de un recinto. Estos parámetros se pueden regir de acuerdo al tipo de confort, ya sea térmico o lumínico.  Aspecto Constructivo, que toma en cuenta el funcionamiento, economía constructiva y durabilidad; así mismo, dentro de la durabilidad se tiene en cuenta los materiales y los sistemas constructivos que se aplicaran al proyecto, para poder lograr un confort óptimo en el espacio. Por otro lado, Cortés (2013) explica que existen diversos métodos para hallar las zonas de confort en un lugar. Uno de los métodos más efectivos es el de Baruch Givoni, que a través de un diagrama psicométrico analiza dos variables, las cuales son: la primera que toma en cuenta los valores mensuales de humedad absoluta; y la segunda donde toma los valores de la temperatura ambiente (Ver figura 12). Figura 12: Diagrama Psicométrico de Givoni. Fuente: Cortés, O.A. (2013). Métodos De Diseño Ambiental En Arquitectura. [Versión Electrónica] Recuperado De: Https://Www.Researchgate.Net/Publication/236870133 Navarrete Araujo, Luis Ernesto 27 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 A. Confort Térmico De acuerdo a Urbina y Martínez (2005), básicamente se centra en un cuidadoso análisis del clima del lugar donde se implantará el proyecto; dentro de este análisis incluye parámetros como: temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento y la radiación solar. Los autores hablan acerca de la importancia del clima para poder realizar un proyecto donde se pueda tener diferentes tipos de confort, dentro del análisis para poder realizar un buen proyecto debemos buscar los parámetros térmicos donde interviene el viento y la radiación solar principalmente. A.1. Humedad Según la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012), se debe de tomar en cuenta la humedad relativa del ambiente, donde se mide la cantidad de vapor de agua existente en el aire a una determinada temperatura y la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire a esa temperatura. Por otro lado, según Hernández (2014), habla de la humedad relativa la cual define como la cantidad de vapor que tiene el aire; este parámetro se mide en porcentajes donde el ideal oscila entre 30% y 70%. A.2. Temperatura Existen dos tipos de temperaturas; una referente a la temperatura del aire en el ambiente y la otra a la temperatura radiante, estos dos parámetros son muy importantes al momento de lograr un confort térmico en un recinto. A continuación, se explicará cada tipo de temperatura. A.2.1. Temperatura del Aire Interior Hernández (2014) expresa que la temperatura del aire interior, se refiere a la temperatura que rodea al ocupante y se mide en grados centígrados. Esta temperatura debe oscilar entre 19° a 23.9° para poder lograr un buen confort térmico A.2.2. Temperatura Radiante La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (2012) indica que temperatura radiante es la temperatura media de las superficies del reciento que rodean al ocupante, ya sean muros, paredes o techos. Esta temperatura también debe oscilar entre los 19° y 25° para lograr un confort en el usuario. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 28 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 A.2.3. Transmitancia de Envolvente Por otro lado, El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú (2014) expresa que la transmitancia en la envolvente es muy importante en el confort térmico, puesto que se debe saber que flujo de calor tiene cada material y así determinar la diferencia de temperaturas entre la zona exterior y la zona interior del proyecto. B. Confort Lumínico López (2003) menciona un parámetro al momento de tomar una medición de confort lumínico; el cual es la cantidad de luz o iluminancia. Es importante mencionar que para lograr un confort optimo es necesario cumplir con este parámetro, el cual es medido en luxes. En las tablas n°6 y n°7 se observa la iluminancia de acuerdo al tipo de actividad a realizar, y según el lugar de trabajo. B.1. Iluminancia Según López (2003) también se le conoce como cantidad de luz que pueda existir en un espacio, y esta se mide en lux (1 lux =1 lumen/m2). Además, es preciso indicar que para que una persona pueda desarrollar con normalidad cualquier tipo de actividad, se necesita un mínimo de 100 lux, cuando existe un reducido esfuerzo visual, hasta un máximo de 1000 lux si el esfuerzo visual es elevado. Estos rangos de lux por actividad y tipo de espacio serán detallados en la norma de confort existente en el RNE (Ver tabla 5 y 6). Tabla 5: Valores generales de iluminancia. Iluminancia Definidores Lumínicos (Valores Generales) Actividades con esfuerzo muy alto: dibujo de precisión, joyería, etc. 1000 Lux Actividades con esfuerzo visual alto o muy alto de poca duración, 750 Lux lectura, dibujo, etc. Actividades con esfuerzo visual medio o alto de poca duración: 500 Lux trabajos generales, reuniones, etc. Actividades de esfuerzo visual bajo o medio de poca duración: 250 Lux almacenaje, circulación, reunión, etc. Fuente: Narvaez, J.P., Quezada, K.C. & Villavicencio, R.P. (2015). Criterios Bioclimáticos Aplicados A Los Cerramientos Verticales Y Horizontales Para La Vivienda De Cuenca. (Tesis Previa A La Obtención Del Título De Arquitecto). Facultad De Arquitectura Y Urbanismo. Universidad De Cuenca, Ecuador. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 29 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 6: Tareas y niveles de iluminancia. Tareas Niveles de iluminación (lux) Vías de circulación de uso ocasional. 25 Vías de circulación de uso habitual. 50 Áreas locales de uso ocasional. 50 Áreas o locales de uso habitual. 100 Bajas exigencias visuales. 100 Exigencias visuales moderadas. 200 Exigencias visuales altas. 500 Exigencias visuales muy altas. 1000 Fuente: Narvaez, J.P., Quezada, K.C. & Villavicencio, R.P. (2015). Criterios Bioclimáticos Aplicados A Los Cerramientos Verticales Y Horizontales Para La Vivienda De Cuenca. (Tesis Previa A La Obtención Del Título De Arquitecto). Facultad De Arquitectura Y Urbanismo. Universidad De Cuenca, Ecuador. López (2003) menciona que el deslumbramiento se produce cuando existe una relación entre las luminancias y la excesiva cantidad de luz que pueda ingresar a un reciento. Para poder evitar esto se recomienda principalmente orientar la edificación hacia el norte y aplicar sistemas que hacen que ingrese la luz de manera indirecta, sin que esta afecte al usuario. 1.6.2.4. Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario De acuerdo al Ministerio de Producción del Perú (2017) El CITE o centro de innovación tecnológico productivo es una institución que promueve la innovación en las empresas, cumpliendo con normas técnicas, como también con los estándares de calidad de salubridad. El CITE es un punto de unión entre el estado, el sector educativo y el sector privado; estos se articulan formando un sistema de innovación de cadena productiva; en este caso la cadena productiva se enfoca en la producción láctea. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 30 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6.3 Revisión normativa En la presente investigación se ha tomado en cuenta diversas normas bioclimáticas, como también manuales para estrategias de diseño bioclimático. Estas normativas serán de rango nacional interpuestos por el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento; como también las normas internacionales que es el Manual de Diseño Pasivo y Eficiencia Energética en Edificios Públicos de Chile, y los Estándares de Construcción Sustentables en Viviendas de Chile. Estos reglamentos antes mencionados serán revisados a continuación. 1.6.3.1. Normativa Nacional A. Norma EM. 110 De Confort Térmico y Lumínico Con Eficiencia Energética (Reglamento Nacional De Edificaciones – 2014) El estudio de esta norma se basa en establecer zonas en el Perú, cada una con sus características climatológicas, de acuerdo a los diversos criterios bioclimáticos impuestos para este tipo de construcción. Además, es necesario fijar los parámetros de diseño que se apliquen en el confort térmico, como también el confort lumínico con el fin de optimizar los mismos. Uno de los principales puntos que se aplican en esta norma, son los beneficios ambientales, sociales y de salud que se pueden generar a partir de la misma; los cuales se presentarán a continuación.  Protección de hábitats naturales.  Mejora de la calidad de aire y agua.  Reducción de residuos sólidos.  Conservación de recursos naturales.  Disminución de emisiones de gases de efecto invernadero.  Mejora del ambiente térmico y lumínico en la edificación.  Aumento del confort y salud hacia el usuario. A.1. Zonificación Bioclimática del Perú En este apartado de la norma, se presenta la zonificación bioclimática del Perú, que constan de nueve zonas, las cuales serán mencionadas a continuación. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 31 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 7: Zonificación Bioclimática del Perú. Zona bioclimática Definición climática 1 Desértico Costero 2 Desértico 3 Interandino bajo 4 Mesoandino 5 Altoandino 6 Nevado 7 Ceja de Montaña 8 Subtropical húmedo 9 Tropical húmedo Fuente: Perú. Ministerio De Vivienda, Construcción Y Saneamiento. (2014). Decreto Supremo N° 006-2014-Vivienda. Incorporación De La Norma Técnica Em.110 “Confort Térmico Y Lumínico Con Eficiencia Energética” Al Reglamento Nacional De Edificaciones – Rne. A continuación, al analizar la siguiente tabla, observamos que Cajamarca como departamento pertenece a 2 zonas bioclimáticas las cuales son: Interandino Bajo, Mesoandino. Esta tabla es importante para determinar la zona clima de nuestro proyecto, para así poder aplicar las estrategias bioclimáticas de acuerdo a la zona clima, la cual será la zona Mesoandino ya que el proyecto se ubicará en el distrito de José Gálvez. Tabla 8: Ubicación de provincias por zona bioclimática. Ubicación de Provincias por Zona Bioclimática 1 2 3 4 5 6 Departamento Desértico Desértico Interandino Mesoandino Alto Andino Nevado Marino Bajo Camana Caravelí Arequipa Caylloma La Unión Arequipa Islay Castilla Condesuyos Condesuyos Cangallo Huanca Sancos Lucanas Huanta Sucre Parinacochas Huamanga Víctor Fajardo La Mar Ayacucho Lucanas Parinacochas Paucar del Sara Sara Vicashuamán Contumaza Cajabamba San Miguel Cajamarca Celendín Chota Cajamarca Contumaza Hualgayoc San Marcos San Miguel San Pablo Fuente: Perú. Ministerio De Vivienda, Construcción Y Saneamiento. (2014). Decreto Supremo N° 006-2014-Vivienda. Incorporación De La Norma Técnica Em.110 “Confort Térmico Y Lumínico Con Eficiencia Energética” Al Reglamento Nacional De Edificaciones – Rne. Otros de los factores primordiales a tomar en cuenta, son los parámetros climatológicos de cada zona bioclimática. Estas características servirán al momento de Navarrete Araujo, Luis Ernesto 32 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 diseñar el proyecto arquitectónico, tomando en cuenta los datos climatológicos de cada zona, y así poder aplicar las estrategias de acuerdo a la zona en la que se encuentre el proyecto. Tabla 9: Características climáticas de cada zona bioclimática. Características Zonas Bioclimáticas del Perú climáticas 1 2 3 4 5 6 Desértico Desértico Interandino Mesoandino Alto Andino Nevado Costero Bajo 1 Temperatura 18 a 19 °C 24°C 20°C 12°C 6°C < 0°C media anual 2 Humedad >70% 50 a 70% 30 a 50% 30 a 50% 30 a 50% 30 a 50% relativa media 3 Velocidad de Norte: 5-11 m/s Norte: 5-11 m/s Norte: 4 m/s Norte: 10m/s Centro: 6 m/s Centro: 7 m/s viento Centro: 4-5 m/s Centro: 4-5 m/s Centro: 6 m/s Centro: 7.5 m/s Sur: 7 m/s Sur: 7 m/s Sur: 6-7 m/s Sur: 6-7 m/s Sur: 5-7 m/s Sur: 4 m/s Sur Este: 9 m/s Sur Este: 7 m/s 4 Dirección S – SO - SE S – SO - SE S S – SO - SE S – SO S – SO predominante de viento 5 Radiación 5 a 5.5 kWh/m2 5 a 7 kWh/m2 2 a 7.5 kWh/m2 2 a 7.5 kWh/m2 S kWh/m2 s kWh/m2 solar 6 Horas de sol Norte: 5 horas Norte: 6 horas Norte: 5-6 horas Norte: 6 horas Centro: 8-10 Centro: 8-10 Centro: 4,5 horas Centro: 5 horas Centro: 7-8 Centro: 8-10 horas horas horas Sur: 6 horas Sur: 7 horas horas Sur: 7-8 horas Sur: 8-10 horas Sur: 8-11 horas Sur: 6 horas 7 Precipitación < 150mm < 150 a 500 < 150 a 1500 150 a 2500 mm < 150 a 2500 250 a 750 mm anual mm mm mm 8 Altitud 0 a 2000 msnm 400 a 2000 2000 a 3000 3000 a 4000 msnm 4000 a 4800 >4800 msnm msnm msnm msnm Equivalente en la BSs-BW,BW Bw BSw Dwb ETH EFH clasificación Koppen Fuente: Perú. Ministerio De Vivienda, Construcción Y Saneamiento. (2014). Decreto Supremo N° 006-2014-Vivienda. Incorporación De La Norma Técnica Em.110 “Confort Térmico Y Lumínico Con Eficiencia Energética” Al Reglamento Nacional De Edificaciones – Rne. A.2. Confort Térmico En este punto de la norma se presenta la demanda energética máxima por zona bioclimática, por otro lado, se presentan los valores de transmitancia térmica por componente unitario por zona bioclimática. Tabla 10: Valores límites máximos de transmitancia térmica en W/m2K Zona bioclimática Transmitancia Transmitancia Transmitancia térmica máxima térmica máxima térmica máxima del muro (U muro) del techo (U techo) del piso (U piso) 1. Desértico costero 2,36 2,21 2,63 2. Desértico 3,20 2,20 2,63 3. Interandino bajo 2,36 2,21 2,63 4. Mesoandino 2,36 2,21 2,63 5. Altoandino 1,00 0,83 3,26 6. Nevado 0,99 0,80 3,26 7. Ceja de Montaña 2,36 2,20 2,63 8. Subtropical húmedo 2,36 2,20 2,63 9. Tropical húmedo 3,60 2,20 2,63 Fuente: Perú. Ministerio De Vivienda, Construcción Y Saneamiento. (2014). Decreto Supremo N° 006-2014-Vivienda. Incorporación De La Norma Técnica Em.110 “Confort Térmico Y Lumínico Con Eficiencia Energética” Al Reglamento Nacional De Edificaciones – Rne. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 33 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 A.3. Confort Lumínico En este punto de la norma, se tomará en cuenta el cálculo que permitirá hallar el área mínima de la ventana para poder lograr un confort lumínico aceptable en un recinto o espacio de cualquier edificación, donde veremos las iluminancias mínimas por ambientes según la normatividad vigente. Tabla 11: Iluminación mínima por ambientes según RNE. Ambientes Iluminancia(lux) Norma A 0.40 - Educación Aulas 250 Talleres 300 Circulaciones 100 Servicios Higiénicos 75 Norma A 0.60 - Industria Oficinas Administrativas 250 Ambientes de Producción 300 Depósitos 50 Comedores y Cocina 220 Servicios Higiénicos 75 Pasadizos de circulaciones 100 Norma A 0.80 - Oficinas Áreas de trabajo en oficinas 250 Vestíbulos 150 Estacionamientos 30 Circulaciones 100 Ascensores 100 Servicios Higiénicos 75 Norma EM.010 Áreas generales en edificios Pasillos, corredores 100 Baños 100 Almacenes en tiendas 100 Escaleras 150 Oficinas Archivos 200 Salas de conferencia 300 Salas de cómputo 500 Oficinas con trabajo intenso 750 Salas de diseño 1000 Centros de Enseñanza Salas de lectura 300 Laboratorios, talleres, gimnasios 500 Fuente: Perú. Ministerio De Vivienda, Construcción Y Saneamiento. (2014). Decreto Supremo N° 006-2014-Vivienda. Incorporación De La Norma Técnica Em.110 “Confort Térmico Y Lumínico Con Eficiencia Energética” Al Reglamento Nacional De Edificaciones – Rne. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 34 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1.6.2.5. Normativa Internacional A. Estándares De Construcción Sustentables En Viviendas De Chile (2016) El análisis de esta norma se basa principalmente en los estándares de construcción sustentables en viviendas, la cual se encuentra dividida en 6 tomos. El objetivo principal de la norma es el de desarrollar estándares técnicos elevados en sustentabilidad para edificaciones, donde la prioridad es la de desarrollar viviendas de calidad, que logren generar un confort óptimo hacia el usuario A continuación, se profundizará el análisis de la norma, donde se tomará en cuenta los dos primeros tomos ya que tienen mucha relación con la investigación realizada. Tomo 1: Donde se menciona sobre la categoría de salud y bienestar; tiene como objetivo mejorar la calidad ambiental y espacial al interior de las viviendas, para ello, contribuir a elevar el estándar de vida de las personas con el mínimo impacto sobre el medio ambiente. Este tomo plantea una estructura de estudio donde puntualizan principalmente la calidad del ambiente interior, el bienestar espacial, el bienestar en operación y la innovación. A continuación, mostraremos la tabla con los puntos antes mencionados (ver tabla 12). Tabla 12: Estructura de etapa de diseño tomo 1. Etapa De Diseño Calidad del aire interior Contaminación de recintos interiores por Ra-dón 1.1. Calidad de Ambiente Interior Confort higrotérmico Confort acústico Confort lumínico y visual Solución de secado de ropa Espacio exterior de uso privado 1.2. Bienestar Espacial Accesibilidad universal Seguridad contra incendio 1.3. Bienestar en Operación Manual del Usuario de la Vivienda Domótica e integración Digital 1.4. Innovación Innovación y competitividad Fuente: Chile. Ministerio De Vivienda Y Urbanismo. (2016). Estándares De Construcción Sustentable Para Viviendas De Chile. Tomo I: Salud Y Bienestar. Gobierno De Chile. Santiago, Chile. Tomo 2: donde se toma en cuenta la categoría de energía, y tiene como objetivo contribuir a la reducción de demanda y consumo energético del sector residencial a través del fomento de diseño solar pasivo, y del uso de equipos energéticamente eficientes, energías renovables y hábitos de uso eficiente de la energía en las diferentes etapas de un proyecto. Dentro de estas etapas se tomarán en cuenta puntos como el desempeño Navarrete Araujo, Luis Ernesto 35 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 energético, el método prescriptivo que mencionan específicamente del clima y las estrategias de diseño bioclimático, y los equipos energéticamente eficientes, este último punto incide más sobre qué tipo de tecnologías y sistemas se pueden utilizar para lograr un proyecto más eficiente energéticamente hablando. A continuación, mostraremos la tabla con la estructura de este tomo (ver tabla 13). Tabla 13: Estructura de etapa de diseño tomo 2. ETAPA DE DISEÑO 2.1. Desempeño Energético 2.1.1. Desempeño Energético Eficiente 2.1.2. Calificación Energética 2.2.1. Asoleamiento 2.2.2. Envolvente opaca eficiente 2.2. Método Prescriptivo 2.2.3. Envolvente transparente eficiente 2.2.4. Protecciones solares y térmicas 2.2.5. Infiltraciones 2.3.1. Sistemas de Calefacción energéticamente eficiente 2.3.2. Sistemas de Enfriamiento energéticamente eficiente 2.3. Equipos Energéticamente 2.3.3. Estándares de Iluminación interior Eficientes 2.3.4. Estándares de Iluminación exterior 2.3.5. Sistemas de Energías Renovables Fuente: Chile. Ministerio De Vivienda Y Urbanismo. (2016). Estándares De Construcción Sustentable Para Viviendas De Chile. Tomo II: Salud Y Bienestar. Gobierno De Chile. Santiago, Chile. B. Manual De Diseño Pasivo Y Eficiencia Energética En Edificios Públicos De Chile (2012) Esta normativa está dirigida a aplicar estrategias de diseño bioclimático, evaluando el desempeño energético y las condiciones ambientales de edificaciones públicas, ya sean edificios gubernamentales, como centros educativos, contrastando datos de proyecto bioclimáticos y proponiendo mejoras en los parámetros de calidad ambiental en la cual el uso de energía es mínimo; en otras palabras, se enfoca en el uso de estrategias bioclimáticas para el mejoramiento del confort. A su vez, se explica que existen parámetros mínimos para lograr una arquitectura con eficiencia energética, los cuales son.  Orientación: La adecuada orientación garantiza el uso mínimo de demandas energéticas a través del control de las ganancias solares.  Forma: La volumetría debe estar relacionada con el clima; además es necesario minimizar la superficie de la envolvente. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 36 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Ganancias Solares Directas: El sol atraviesa las ventanas orientadas al norte y este calor es absorbido al interior del ambiente debido a la masa térmica de los materiales.  Ganancias Solares Indirectas: Una estrategia eficaz es la aplicación del muro trombe la cual consiste en un muro orientado hacia el norte compuesto por un revestimiento de vidrio y un muro de material con inercia térmica; en medio de los dos muros existe una cámara de aire.  Transmisión de la luz natural: es una estrategia basada en la ubicación de aberturas en un espacio, tomando en cuenta, su posición, dimensión, su forma y el material de transmisión que utilizará.  Distribución de la luz natural: esta estrategia asegura una buena calidad de iluminación, distribuyendo equitativamente la luz en el interior de un edificio; hay que mencionar, que, existen diversos factores para una buena distribución lumínica, los cuales pueden ser: sistemas de distribución de luz y la distribución de las aberturas. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 37 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 CAPÍTULO 2. HIPÓTESIS. 2.1 Formulación de la hipótesis general Las estrategias de diseño bioclimático; las cuales son: evaluación ambiental, evaluación arquitectónica, estrategias de envolvente térmica de materiales, calefacción pasiva, refrigeración pasiva e iluminación natural, ayudan a generar el confort térmico en un rango de temperatura interior de entre 20°C a 23.9°C y el confort lumínico en un rango de entre 250 a 500 lux, en el diseño arquitectónico de los espacios académicos de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en José Gálvez – Celendín, en el año 2018. 2.2 Variables 2.2.1 Variable Independiente Estrategias de Diseño Bioclimático. 2.2.2 Variable Dependiente Confort Térmico y Lumínico. 2.3 Definición de términos básicos  Arquitectura Bioclimática Se puede definir como aquella que tiene muy en cuenta las condiciones climatológicas y condiciones del entorno para lograr obtener un confort higrotérmico interior y exterior, donde intervienen mucho en el diseño arquitectónica en general a aplicar en la edificación. Este diseño debe ir de la mano con algunos principios bioclimáticos que lograra que las edificaciones sean energéticamente más eficientes, sin dejar de lado una arquitectura formalmente acorde al contexto. (Garzón, B. (2007). Arquitectura bioclimática. Instituto de Formación Profesional Someso. Compilado por Beatriz Garzón. (1ª Ed). Buenos Aires: Nobuko)  Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario El CITE o centro de innovación tecnológico productivo es una institución que promueve la innovación en las empresas, cumpliendo con normas técnicas, como también con los estándares de calidad de salubridad. El CITE es un punto de unión entre el estado, el sector educativo y el sector privado; estos se articulan formando un sistema de innovación de cadena productiva; en este caso la cadena productiva se enfoca en la producción láctea. (Perú. Ministerio de la producción (2017). Centros de innovación productiva y transferencia tecnológica - CITE. [En Línea]. Recuperado de: http://www.itp.gob.pe/nuestros-cite) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 38 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Confort Lumínico El confort lumínico es la percepción a través del sentido de la vista, éste se alcanza cuando al encontrarse en un espacio se pueden percibir los objetos sin dificultad o cansancio en un ambiente visualmente agradable. No se debe confundir confort lumínico con confort visual, pues el primero se refiere a los aspectos psicológicos que relacionan la percepción espacial con los objetos que rodean al individuo, mientras que el segundo, a los aspectos físicos, psicológicos y fisiológicos que se relacionan con la luz. (Narvaez, J.P., Quezada, K.C. & Villavicencio, R.P. (2015). Criterios bioclimáticos aplicados a los cerramientos verticales y horizontales para la vivienda de Cuenca. (Tesis previo a la obtención del título de Arquitecto). Facultad de Arquitectura y Urbanismo. Universidad de Cuenca, Ecuador).  Confort Térmico Como principales criterios para que los espacios de una edificación tengan un confort térmico se toman en cuenta las condiciones de: temperatura, humedad y movimiento del aire adecuados, estos crean un estado neutro, donde el usuario no experimenta una sensación de calor ni tampoco de frio; estos parámetros son variables de acuerdo al entorno en el que se implanta el proyecto y pueden ser intervenidos en el diseño de la edificación. (Narvaez, J.P., Quezada, K.C. & Villavicencio, R.P. (2015). Criterios bioclimáticos aplicados a los cerramientos verticales y horizontales para la vivienda de Cuenca. (Tesis previo a la obtención del título de Arquitecto). Facultad de Arquitectura y Urbanismo. Universidad de Cuenca, Ecuador). Navarrete Araujo, Luis Ernesto 39 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 2.4 Operacionalización de variables Tabla 14: Cuadro de Operacionalización de Variables. VARIABLES DEFINICIÓNCONCEPTUAL DIMENSIONES SUB DIMENSIONES INDICADORES INSTRUMENTO PÁG. Zona Climatológica 12 Ubicación LongitudLatitud Ficha de Caso 12 Evaluación 12 Medio Altura 12 Ambiental Temperatura Exterior 13 Clima Humedad Relativa FichaDocumentaria 13 Radiación 13 Evaluación Criterios Orientación del Edificio 13 Arquitectónica Arquitectónicos Forma del Edificio Ficha de Caso 14 Envolvente Inercia Térmica Densidad 15 Térmica de Calor Específico Ficha 15 Materiales Aislamiento Conductividad Térmica Documentaria 15, 16Térmico Transmitancia Térmica 15, 16 VARIABLE 1: Se puede definir como Sistemas de Tamaño de Vanos 16 aquellas que, contribuyen Estrategias de Captación SolarESTRATEGIAS a la reducción de la Directa Orientación de Vanos Ficha de Caso 1617 DE DISEÑO demanda energética de Calefacción BIOCLIMÁTICO Pasiva Sistemas de Muro Trombe 17, 18, 19 las diferentes soluciones Captación Solar Ficha constructivas, aplicando Indirecta Muro de Inercia Documentaria 20, 21 diversos criterios Enfriamiento bioclimáticos para poder Estrategias de Evaporativo Patios Ficha de Caso 22 generar un bajo impacto Refrigeración Ventilación Cruzada 24 ambiental (Junta de Pasiva Ventilación Castilla y León, 2015) Natural Ventilación por Efecto Ficha de Caso Convectivo 24 Iluminación Tamaño de la ventana 25 Lateral Forma de la ventana Ficha de Caso 25 Estrategias de Posición de la ventana 26 Iluminación Iluminación Natural Cenital Lucernario Ficha de Caso 26, 27 Sistemas de Repisas de Luz 27, 28 Distribución de Ficha de Caso Luz Atrios 28 El confort térmico y Humedad Humedad Relativa 30 lumínico son elementos Temperatura del aire CLIMATE perceptivos del medio Confort Temperatura Interior 30 CONSULTANT / ambiente y actúan sobre Térmico ARCHIWIZARD VARIABLE 2: el cuerpo humano. Estos Temperatura Radiante 30Ficha de Caso elementos pueden ser Transmitancia Transmitancia de 31 CONFORT controlados y con ello se Envolvente TÉRMICO Y puede lograr la sensación LUMÍNICO óptima que una persona puede experimentar en el Confort Iluminación ARCHIWIZARD interior de una edificación Lumínico natural Iluminancia (Lux) Ficha de Caso 31, 32 (Narváez, Quezada y Villavicencio, 2015) Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 40 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 CAPÍTULO 3. MATERIAL Y MÉTODOS 3.1 Tipo de diseño de investigación. El tipo de diseño de la investigación es estrictamente no experimental, de carácter descriptivo causal explicativa, logrando como resultado un proyecto arquitectónico el cual será el diseño de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario, enfocándose en la zona académica para obtener confort térmico y lumínico. MX O1: Estrategias de Diseño Bioclimático O2: Confort Térmico y Lumínico Donde: MX: Muestra y Casos analizados. X1: Análisis de Caso 01: Edificio Escuela Manuel Anabalón Sáez. X2: Análisis de Caso 02: Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente. X3: Análisis de Caso 03: Escuela Secundaria Santa Elena. O1: Observación de Variable 1: Estrategias de Diseño Bioclimático O2: Observación de Variable 2: Confort Térmico y Lumínico 3.2 Presentación de Casos/Muestra. En la presente investigación, se realizó el análisis de tres casos arquitectónicos; estos casos son proyectos relacionado a escuelas o centros de aprendizaje, debido a que, la investigación solo se enfoca en proponer estrategias bioclimáticas que ayuden al confort térmico y lumínico en los espacios académicos de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario; además, no existen proyectos bioclimáticos de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario. Estos análisis servirán para poder estudiar qué tipos de estrategias bioclimáticas se deben aplicar en el proyecto. A continuación, se presenta los datos generales de cada caso analizado, los cuales son: 3.2.1 Caso 01: Escuela Manuel Anabalón Sáez El primer caso es de la Escuela Manuel Anabalón Sáez ubicada en la décima región de Chile, este proyecto aplica la evaluación arquitectónica y estrategias bioclimáticas Navarrete Araujo, Luis Ernesto 41 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 referentes a la calefacción pasiva y la iluminación natural, todo esto para mejorar el confort térmico y lumínico y así poder generar un mejor aprendizaje en los niños. A continuación, se mostrará los datos generales del proyecto. (Ver anexo n°4 y 5) Tabla 15: Ficha de Caso n°01 – Datos generales. ANÁLISIS DE CASO N°01 Datos Generales Nombre del Edificio Escuela Manuel Anabalón Sáez / Gubbins Arquitectos. Proyecto Ubicación Panguipulli, Panguipulli, Décima Región, Chile. Latitud 39°38’41.767”S Longitud 72°20’24.216”O Elevación 130 m.s.n.m. Zona climática de Chile: Sur Interior 7 SI. (Ref.NCh 1079 Of2008) Zona Climática Zona climática mundial (Koppen): Csc (Templado frío con lluvias invernales) Es una Zona lluviosa y fría con heladas. Posee veranos cortos de 4 a 5 meses con una insolación moderada, además de varios ríos y lagos, con sus propios microclimas. Una Clima vegetación robusta y un ambiente y suelo húmedos. Vientos de componentes Sur. (Ref.NCh 1079 Of2008) Temperatura Alta: 25.1 °C Temperatura Temperatura Media: 17.5 °C Promedio anual Temperatura Baja: 08.6 °C Humedad Relativa La humedad relativa es alta y oscila entre 65% a 95%. Promedio Anual Vientos Los vientos predominantes van hacia el Noreste y su velocidad promedio es de 2.8 m/s Predominantes Radiación Solar 5.84 kW/m2 en los períodos altos y 0,67 kW/m2 en los períodos bajos. Promedio Anual Diseño Arquitectónico Área 3800 m2 De volumetría simple y direccional. La forma evoca a las formas de galpones, casona y casa Forma sureñas que se encuentran alrededor de su entorno. (Ref. Memoria Descriptiva, Gubbins Arquitectos, 2009) Gubbins Arquitectos. (2009). Escuela Manuel Anabalón Saez, ex Ernesto Pinto. Memoria Descriptiva del Proyecto. [Versión Electrónica] Recuperado de: https://www.gubbinsarquitectos.cl / Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 42 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 3.2.2 Caso 02: Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente El segundo caso analizado es Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente ubicado en Ámsterdam, este proyecto aplica la evaluación arquitectónica y estrategias de calefacción pasiva para lograr térmico, así como también, la aplicación de estratégicas de iluminación lateral natural para lograr confort lumínico (Ver Anexo n°6 y 7). A continuación, se mostrarán los datos generales del proyecto: Tabla 16: Ficha de Caso n°02 – Datos generales. ANÁLISIS DE CASO N°02 Datos Generales Nombre del Proyecto Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente / Bureau SLA Ubicación Heggerankweg 871, 1032 JC Amsterdam, Países Bajos Latitud 52°22′26″ N Longitud 4°53′22″ E Elevación 01 m.s.n.m. Zona Climática Zona climática mundial (Koppen): Aw (Clima de sabana tropical) Clima Posee clima tropical, los veranos tienen una buena cantidad de lluvia, por lo contrario, eninvierno llueve muy poco. La temperatura promedio es 25.3°C anual. Temperatura Máxima: 32.4 °C Temperatura Promedio Temperatura Media: 25.3 °C Anual Temperatura Mínima: 19.3 °C Humedad Relativa Promedio Se mantiene en una humedad relativa que oscila entre el 73% al 89%. Anual Vientos Los vientos predominantes tienen una dirección desde el suroeste y su velocidad promedio Predominantes es de 5.5 m/s Radiación Solar Promedio 205 Wh/sq.m2 en los períodos altos y 65 Wh/sq.m2 en los períodos bajos. Anual Diseño Arquitectónico Área 281.00 m2 El conjunto está conformado por un solo bloque rectangular con desfases interiores para generar un ingreso principal al recinto, en su forma predomina un techo con caída a dos Forma aguas, pero sin parecerse a un edificio común y corriente. Predominan los vanos acristalados en las dos fachadas principales. (Ref. www.archdaily.pe, Centro de aprendizaje de naturaleza y medio ambiente, 2015) Fuente: Bureau SLA. (2015). Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente. [En Línea]. Recuperado de: https://www.archdaily.pe/pe/781750/centro-de-aprendizaje-de-naturaleza-y-medio-ambiente-bureau-sla / Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 43 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 3.2.3 Caso 03: Colegio Santa Elena El tercer caso es el Colegio Santa Elena ubicado en Satipo, Junín, Perú; este colegio se adapta a las condiciones geográficas, morfológicas y climatológicas del lugar. En el mismo se toma en cuenta la evaluación arquitectónica y se aplican estrategias de refrigeración pasiva, principalmente para generar un confort térmico para la zona ya que se encuentra en un clima tropical (Ver anexo n° 8 y 9). Tabla 17: Ficha de Caso n°03 – Datos generales. ANÁLISIS DE CASO N°03 Datos Generales Nombre del Escuela Secundaria Santa Elena / Paulo Alfonso + Marta Maccaglia + Ignacio Bosch + Borja Proyecto Bosch Ubicación Satipo, Junín, Perú Latitud 11°15’19.972”S Longitud 74°38’21.959”O Elevación 634 m.s.n.m. Zona climática de Chile: Zona 08 – Subtropical Humedo (R.N.E.) Zona Climática Zona climática mundial (Koppen): Aw (Tropical húmedo) Clima El tipo de clima es tundra, lo que significa que las temperaturas son bajas durante la mayorparte del año, su temperatura promedio esta alrededor de los 17 °C Temperatura Máxima: 25.1 °C Temperatura Temperatura Media: 17.5 °C Temperatura Mínima: 8.6 °C Humedad Relativa La humedad relativa es alta y oscila entre 79% a 84% Vientos Predominante Los vientos predominantes van hacia el Sureste y su velocidad promedio es de 2.5 m/s s Radiación 449 Wh/sq.m2 en los períodos altos y 261 Wh/sq.m2 en los períodos bajos. Solar Diseño Arquitectónico Área 700 m2 La forma es un volumen compacto y longitudinal, con un quiebre en la forma para el lado Forma sur. El volumen está formado por dos pisos, donde ubican un patio en la parte central del edificio, dividiendo el colegio en dos secciones. Fuente: Alfonso, P., Maccglia, M., Bosch, I. & Bosch, B. (2015). Escuela Secundaria Santa Elena. Satipo, Junín, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://www.archdaily.pe/pe/781208/escuela-secundaria-santa-elena-marta-maccaglia-plus-paulo- afonso-plus-ignacio-bosch-plus-borja-bosch / Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 44 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 3.3 Instrumentos Los instrumentos utilizados para el apoyo de esta investigación fueron ficha documental, ficha de caso, software Archiwizard y software Climate Consultant. Estos instrumentos sirvieron para analizar la climatología del lugar de cada proyecto mediante el Climate Consultant, que permiten identificar las estrategias bioclimáticas que se aplicó en cada proyecto arquitectónico. Por último, la verificación de los sistemas utilizados para obtener el confort térmico y lumínico de los espacios se hizo a través del software Archiwizard. 3.3.1 Ficha Documentaria Este instrumento se utilizó para analizar en primer lugar la evaluación medioambiental que involucra la ubicación y el clima de cada proyecto (Ver anexo n°02); posteriormente, se analizó los datos recolectados sobre los materiales y sus coeficientes, estrategias y/o sistemas de diseño bioclimático, dentro de estas fichas están:  Envolvente Térmica (Materiales). (Ver anexo n°2)  Muro Trombe. (Ver anexo n°3) 3.3.2 Ficha de Caso Por medio de este instrumento se analizó tres casos: el Edificio Escuela Anabalón Sáez, el Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente y el Colegio Santa Elena; los cuales han sido escogidos debido a que son una muestra de arquitectura bioclimática y por tener los mismos ambientes que corresponden a una zona académica. En todos los casos se ha realizado un análisis de las diferentes estrategias y/o sistemas de la evaluación arquitectónica, envolvente térmica, calefacción pasiva, refrigeración pasiva e iluminación natural los cuales ayudarán a identificar cuáles son necesarias para obtener un óptimo proyecto arquitectónico bioclimático. La información obtenida fue verificada a través de un software el cual indicó si se llegó a la zona de confort tanto térmica como lumínica. (Ver anexo n°4, 5, 6, 7, 8, 9). 3.3.3 Archiwizard Este software permitió generar simulaciones y análisis de funcionamiento energético, para luego mejorar el rendimiento energético de acuerdo a la aplicación de estrategias de diseño bioclimático, por medio de este software se midió la calidad de confort en el diseño arquitectónico según los parámetros de confort estudiados y dados en algunas normas de diseño ya estudiadas. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 45 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 En los tres casos analizados a través de este software, se permitió conocer las diferentes fortalezas y deficiencias que podrían tener cada uno de los mismos en cuanto a la aplicación de las estrategias, es así que, para obtener resultados más óptimos, se optó por aplicar la valoración “Likert” en cada variable de estudio, calificando en tres niveles de ponderación, donde tres (3) es excelente, dos (2) es regular y uno (1) es deficiente. Con relación a la variable 01, estrategias de diseño bioclimático, la valoración se desarrolló tomando en cuenta porcentajes de acuerdo al uso eficiente de las estrategias estudiadas en cada caso y de la normativa correspondiente; por otro lado, en cuanto a la variable 02, confort térmico y lumínico, la valoración se desarrolló de acuerdo a los rangos de confort de cada espacio interior. (Ver tabla 18 y 19). Tabla 18: Valoración Likert con respecto a la variable 01 Variable 01: Estrategias de Diseño Bioclimático Dimensión Sub-dimensión Indicador V. Descripción Pag. 3 Fachada principal orientada al norte o sur Orientación (según hemisferio)2 Fachada principal orientada al este u oeste 13 Evaluación Criterios del Edificio 1 Fachada principal orientada al sur o norteArquitectónica Arquitectónicos (según hemisferio) Forma del 3 Alargada rectangular Edificio 2 Cuadrada 141 irregular 3 2500 - 1000 kg/m3 Densidad 2 999 - 600 kg/m3 15 Inercia 1 599 - 250 kg/m3 Térmica Calor 3 1000 - 500 j/kg°C Envolvente Especifico 2 499 - 250 j/kg°C 15 Térmica de 1 249 - 100 j/kg°c Materiales Conductividad 3 0.49 – 0.10 W/mK Aislamiento Térmica 2 0.99 - 0.50 W/mK 16 1 2.00 – 1.00 W/mK Térmico Transmitancia 3 0 – 0.50 U promedio Térmica 2 0.51 – 1.50 U promedio 161 1.51 - 2.67 U promedio Tamaño de 3 Proporción de vano 2/1 Vanos 2 Proporción de vano 1.5/1 161 Proporción de vano 1/1 Captación Vano orientado al norte o sur (según Solar Directa 3Orientación hemisferio) de Vanos 2 Vano orientado al este u oeste 17 Estrategias de 1 Vano orientado al sur o norte (según Calefacción hemisferio) Pasiva 3 Muro orientado hacia el norte o sur (segúnhemisferio) Muro Trombe 2 Muro orientado hacia el este u oeste 18 Captación Muro orientado hacia el sur o norte (según Solar Indirecta 1 hemisferio) Muro de 3 Muro con alta carga térmica Inercia 2 Muro con media carga térmica 201 Muro con baja carga térmica Enfriamiento 3 Aplica patios con vegetación Evaporativo Patios 2 Aplica patios sin vegetación 22 Navarrete Araujo, Luis Ernesto 46 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 1 No aplica patios Ventilación de acuerdo a la dirección del Ventilación 3 viento Estrategias de Cruzada 2 Ventilación sin dirección de viento 24 Refrigeración Ventilación 1 Sin ventilación Pasiva Natural Ventilación 3 Ventilación de acuerdo a la dirección del por efecto viento convectivo 2 Ventilación sin dirección de viento 24 1 Sin ventilación Tamaño de la 3 Proporción de vano 2/1 ventana 2 Proporción de vano 1.5/1 251 Proporción de vano 1/1 Iluminación Forma de la 3 Proporción de vano 2/1 Lateral ventana 2 Proporción de vano 1.5/1 251 Proporción de vano 1/1 Posición de la 3 Orientada al norte o sur (según hemisferio)2 Orientada al este u oeste 26 Estrategias de Ventana 1 Orientada al sur o norte (según hemisferio) Iluminación Natural Iluminación 3 Aplica con dirección al norte Cenital Lucernario 2 Aplica con dirección al este u oeste 26 1 No aplica Repisas de 3 Aplica repisas con dirección al norte2 Aplica repisas con dirección al este u oeste 27 Sistemas de Luz Distribución de 1 No aplica Luz 3 Aplica con dirección al norte Atrios 2 Aplica con dirección al este u oeste 28 1 No aplica Fuente: Elaboración Propia Tabla 19: Valoración Likert con respecto a la variable 02 Variable 02: Confort Térmico y Lumínico Parámetros Rango De Confort Valoración Pag. Cumple óptimamente en los rangos de confort 19°C – 23.9°C 3 Confort Cumple regularmente en los rangos de confort 15°C – 17°C 2 30 Térmico Menor a 15°C o 31 No cumple en los rangos de confort 1 Mayor a 23,9°C Cumple óptimamente en los rangos de confort 250 Lux – 500 Lux 3 Confort Cumple regularmente en los rangos de confort 200 Lux – 249 Lux 2 31 Lumínico Menor a 200 Lux o 32 No cumple en los rangos de confort 1 Mayor a 500 Lux Fuente: Elaboración Propia 3.3.4 Climate Consultant Es un software predeterminado, donde de acuerdo a la ubicación geográfica del proyecto, realiza el diagrama psicométrico de Givoni, dando a conocer los datos climatológicos más relevantes de la zona, como también, que tipos de estrategias son las más recomendables para la zona. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 47 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 CAPÍTULO 4. RESULTADOS 4.1 Resultados de los Estudios de Casos arquitectónicos Luego de haber estudiado los datos generales de cada caso, se obtuvo como resultado por cada variable. 4.1.1. Identificar y Analizar Las Estrategias de Diseño Bioclimático Tabla 20: Ficha de caso 01 – Resultados de estrategias bioclimáticas ANÁLISIS DE CASO N°01 –VARIABLE 01 Dimensión Sub-dimensión Indicador Estrategias Bioclimáticas busca la protección contra el viento hacia el usuario y mostrando Orientación unos claros puntos desde donde se puede apreciar el paisaje y la Evaluación Criterios del Edificio naturaleza de la zona. Arquitectónica Arquitectónicos Forma del La volumetría de la escuela es clara, acortando perspectivas, La Edificio forma en los salones es regular. Densidad Las paredes, pisos, cielos, techos y ventanas del colegio son Inercia Térmica Calor planeados en una combinación de eficiencia para el uso de Específico energía y de economía práctica. Así se busca optimizar los Conductividad niveles de transmisión de calor, transparencia, radiación solar, Envolvente Térmica aspectos térmicos, filtraciones de aire, y colores apropiados para Térmica de los objetos de la energía. Materiales Aislamiento La forma y geometría del colegio busca minimizar la relación Térmico Transmitancia envolvente térmica exterior/superficie calefaccionable para Térmica disminuir el costo de construcción del colegio y lograr una alta eficiencia energética. Tamaño de Se consideró, vanos amplios y uniformes en los salones, como Estrategias de Sistemas de Vanos también vanos alargados en la zonas de descanso u ocio. Calefacción Captación Solar El colegio maximiza el uso de energía solar orientando y Orientación de Pasiva Directa emplazando los recintos para maximizar la ganancia de energía Vanos solar en invierno, y minimizarla en verano Enfriamiento Ubica patios entre los bloques, para minimizar el impacto del Patios Estrategias de Evaporativo viento, el cual es fuerte. Refrigeración Las superficies de ventanas son optimizadas en cada opuesta y Ventilación Ventilación Pasiva además para garantizar un nivel adecuado de pérdidas por Natural Cruzada transmisión en invierno y evitar sobrecalentamiento. Forma de la Las superficies de ventanas son optimizadas en cada fachada Iluminación Ventana para garantizar un nivel adecuado de iluminación natural. Estrategias de Lateral Posición de la Ubican las ventanas de acuerdo al norte, esto para generar mayor Iluminación Ventana captación de luz natural Natural Sistemas de Aplica atrios en los espacios de descanso e interacción, donde se distribución de Atrios necesita mayor cantidad de luz, los atrios son tipo lineal, los luz cuales aprovechan la luz de manera óptima. Fuente: Gubbins Arquitectos. (2009). Escuela Manuel Anabalón Saez, ex Ernesto Pinto. Memoria Descriptiva del Proyecto. [Versión Electrónica] Recuperado de: https://www.gubbinsarquitectos.cl / Elaboración Propia (Ver anexo n° 4) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 48 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 21: Ficha de caso 02 – Resultados de estrategias bioclimáticas ANÁLISIS DE CASO N°02 –VARIABLE 01 Dimensión Sub-dimensión Indicador Estrategias Bioclimáticas Este edificio está orientado para lograr una óptima captación Orientación del solar, de acuerdo a la geometría solar del lugar, esto quiere Evaluación Criterios Edificio decir que de acuerdo a la ubicación del proyecto su Arquitectónica Arquitectónicos orientación es hacia el sur. El conjunto está conformado por un bloque en forma Forma del Edificio ortogonal, con un solo techo con caída a dos aguas, Densidad Inercia Térmica Calor Específico La envolvente térmica tomo en cuenta principalmente el tipo Envolvente Conductividad de material del edificio, que está formado por cristal, Térmica de Aislamiento Térmica hormigón y un recubrimiento de madera, que aparte de ser Materiales Térmico Transmitancia un tema estético genera transmitancia en el edificio. Térmica Se consideró, vanos amplios de piso a techo en los salones, Tamaño de Vanos Sistemas de esto con el objetivo de tener una captación solar directa Captación Solar Los vanos principales se encuentran ubicados al sur, lo cual Estrategias de Orientación de Directa es favorables por ser un proyecto ubicado en el hemisferio Calefacción Vanos norte. Pasiva Sistemas de Se propone unos grandes bloques de hormigón con el Captación Solar Muro Trombe sistema de muro trombe en las fachadas principales. Indirecta Se genera de acuerdo a la ubicación del edifico, que se Enfriamiento encuentra implantado dentro de una zona ajardinada, lo cual Patios Estrategias de Evaporativo genera un enfriamiento por efecto Evaporativo a través de la Refrigeración vegetación Pasiva Se aplica la estrategia de ventilación cruzada, ubicando Ventilación Ventilación vanos en las dos fachadas principales y generando una Natural Cruzada renovación de aire constante. Las superficies de ventanas son optimizadas en cada Forma de la Estrategias de fachada para garantizar un nivel adecuado de iluminación Iluminación Ventana Iluminación natural. Lateral Natural Posición de la Ubican las ventanas de acuerdo al sur, esto para generar Ventana mayor captación de luz natural Fuente: Bureau SLA. (2015). Centro de Aprendizaje de Naturaleza y Medio Ambiente. [En Línea]. Recuperado de: https://www.archdaily.pe/pe/781750/centro-de-aprendizaje-de-naturaleza-y-medio-ambiente-bureau-sla / Elaboración Propia (Ver anexo n° 6) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 49 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 22: Ficha de caso 03 – Resultados estrategias bioclimáticas ANÁLISIS DE CASO N°03 –VARIABLE 01 Dimensión Sub-dimensión Indicador Estrategias Bioclimáticas La orientación de la edificación no está de acuerdo al norte, pero Orientación el criterio con el que se evaluó fue el de los vientos, por ser una del Edificio zona tropical. Evaluación Criterios La forma longitudinal no está ubicada adecuadamente de Arquitectónica Arquitectónicos Forma del acuerdo a la geometría solar, pero aprovecha muy bien la Edificio dirección de vientos que es favorable ya que existe un clima tropical en la zona. Densidad Inercia Térmica Calor La envolvente térmica de materiales cuenta con un solo material Envolvente Específico aplicado que es el ladrillo artesanal, esto se debe a que el clima Térmica de Conductividad es tropical y se prioriza el enfriamiento antes que la calefacción Materiales Aislamiento Térmica del edificio. Térmico Transmitancia Térmica Estrategias de Sistemas de El tamaño de los vanos alrededor del bloque es reducido, pero si Tamaño de Calefacción Captación Solar tienen una buena distribución en cada fachada, pero esto no Vanos Pasiva Directa asegura una buena ganancia de radiación solar. Está en una zona despejada, por tener una cancha multiusos Enfriamiento frente a la fachada principal y un bosque en la fachada posterior, Patios Evaporativo el cual aprovecha la vegetación, para el enfriamiento por efecto evaporativo. Estrategias de Las superficies de ventanas son optimizadas en cada opuesta y Refrigeración Ventilación además para garantizar un nivel adecuado de temperatura por Pasiva Cruzada Ventilación encontrarse en una zona tropical. Natural Ventilación por Genera vanos bajos en la fachada principal y vanos altos en la efecto fachada posterior, esto para generar un enfriamiento por efecto Convectivo convectivo, y ayudando a la renovación de aire. Forma de la Las superficies de ventanas son pequeñas en cada fachada, lo Ventana cual no favorece una buena iluminación Iluminación La distribución de los vanos es favorable, ya que ayuda a captar Lateral Posición de la luz natural, tomando en cuenta que el tamaño y la forma de los Estrategias de Ventana vanos no es el óptimo. Iluminación aplica un sistema de celosías que además de utilizarse como un Natural Sistemas de sistema de refrigeración, se utiliza como un sistema de distribución de Atrios iluminación indirecta, generando luz hacia los salones cuando se luz tiene un cielo nublado, como también genera sombra cuando se tiene un cielo con gran cantidad lumínica. Fuente: Alfonso, P., Maccglia, M., Bosch, I. & Bosch, B. (2015). Escuela Secundaria Santa Elena. Satipo, Junín, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://www.archdaily.pe/pe/781208/escuela-secundaria-santa-elena-marta-maccaglia-plus-paulo- afonso-plus-ignacio-bosch-plus-borja-bosch / Elaboración Propia (Ver anexo n°8) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 50 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Una vez obtenidos los resultados de cada caso de la variable 01, se realizó una comparación y a la vez se calificó para poder así identificar la eficiencia de cada estrategia y/o sistema aplicado en cada análisis (Ver tabla 18 y 19). Tabla 23: Cuadro comparativo de Casos – Variable 1. VARIABLE 1 CASO Nº1 CASO Nº2 CASO Nº3 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO Escuela Manuel Centro de Aprendizaje Anabalón Saez de Naturaleza y Medio Colegio Santa DIMENSIÓN INDICADOR Chile Ambiente Elena Países Bajos Perú Zona Climatológica 20.0 – 23.9 °C 20.0 – 23.9 °C 20.0 – 23.9 °C Evaluación Longitud 72°20’24.216”O 78°30’08.381”O 74°38’21.959”O medio ambiental Latitud 39°38’41.767”S 07°09’20.465”S 11°15’19.972”S Altura 130 m.s.n.m. 1 m.s.n.m. 634m.s.n.m. Evaluación Orientación del Edificio 3 3 2 arquitectónica 6 6 5Forma del Edificio 3 3 3 Densidad 3 3 2 Envolvente Calor Específico 3 3 2 térmica de 12 10 8 materiales Conductividad Térmica 3 2 2 Transmitancia Térmica 3 2 2 Estrategias Tamaño de Vanos 3 3 2 de Orientación de Vanos 3 3 3 calefacción 8 10 7Muro Trombe 1 3 1 pasiva Muro de Inercia 1 1 1 Estrategias Patios 3 1 3 de Ventilación Cruzada 2 2 3 refrigeración 8 6 9 pasiva Ventilación por Efecto Convectivo 3 3 3 Tamaño de Ventana 3 3 2 Estrategias Forma de la Ventana 3 3 2 de Posición de la Ventana 3 3 2 iluminación 16 12 9Lucernario 3 1 1 natural Repisas de Luz 1 1 1 Atrios 3 1 1 PUNTAJE 50 44 38 Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 51 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 4.1.2. Identificar y Analizar los requerimientos de Confort Térmico y Lumínico Tabla 24: Ficha de caso 01 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico ANÁLISIS DE CASO N°01 – VARIABLE 02 Dimensión Sub-dimensión Indicador Confort Humedad Humedad Relativa Humedad relativa con un promedio de 60% Temperatura del Temperatura interior con un promedio de 21°C Aire Interior Confort Temperatura Térmico Temperatura Temperatura radiante con un promedio de 16°C Radiante Transmitancia de Existe la perdida mínima de cargas térmicas Envolvente Confort Iluminación Iluminancia (Lux) La cantidad de lux promedio ronda los 300 lux Lumínico Natural Fuente: Resultados de Software Archiwizard / Elaboración Propia. Tabla 25: Ficha de Caso 02 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico ANÁLISIS DE CASO N°03 – VARIABLE 02 Dimensión Sub-dimensión Indicador Confort Humedad Humedad Relativa Humedad relativa con un promedio de 25% Temperatura del Temperatura interior con un promedio de 18°C Aire Interior Confort Temperatura Térmico Temperatura Temperatura radiante con un promedio de 21°C Radiante Transmitancia de Existe la perdida media de cargas térmicas Envolvente Confort Iluminación Iluminancia (Lux) La cantidad de lux promedio ronda los 350 lux Lumínico Natural Fuente: Resultados de Software Archiwizard / Elaboración Propia. Tabla 26: Fichas de Caso 03 – Resultados de Confort Térmico y Lumínico ANÁLISIS DE CASO N°03 – VARIABLE 02 Dimensión Sub-dimensión Indicador Confort Humedad Humedad Relativa Humedad relativa con un promedio de 50% Temperatura del Temperatura interior con un promedio de 20°C Aire Interior Confort Temperatura Térmico Temperatura Temperatura radiante con un promedio de 19°C Radiante Transmitancia de Existe la perdida máxima de cargas térmicas Envolvente Confort Iluminación Iluminancia (Lux) La cantidad de lux promedio ronda los 200 lux Lumínico Natural Fuente: Resultados de Software Archiwizard / Elaboración Propia. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 52 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 De igual manera, luego de obtenidos los resultados de cada caso de la variable 02, se realizó una comparación y a la vez se calificó para poder así identificar la en el confort térmico y lumínico (Ver tabla 18 y 19). Tabla 27: Cuadro comparativo de Casos – Variable 02. VARIABLE 2 CASO Nº1 CASO Nº2 CASO Nº3 CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO Escuela Centro de Manuel Aprendizaje de Colegio Santa DIMENSIÓN INDICADOR Anabalón Saez Naturaleza y ElenaMedio Ambiente Humedad Relativa 3 2 3 Confort Temperatura del Aire Interior 3 2 3 Térmico 11 9 10Temperatura Radiante 2 3 3 Transmitancia de Envolvente 3 2 1 Confort Lumínico Iluminancia (lux) 3 3 3 3 2 2 PUNTAJE 14 12 12 Fuente: Elaboración Propia 4.1.3. Relacionar las estrategias de diseño bioclimático con el Confort térmico y lumínico Por otro lado, se realizó una tabla de doble entrada, donde se realizará una confrontación de las dos variables estudiadas en esta investigación (ver tabla n°28) y luego un cuadro con la explicación de la relación de cada indicador de las dimensiones de la variable 1 con la variable 2 (Ver tablas n°29, 30, 31, 32, 33). A continuación, se mostrarán los cuadros. Tabla 28: Matriz de doble entrada comparando variables. VARIABLE 02 CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO Confort Térmico ConfortLumínico H. T. del T. Transmitancia Iluminancia VARIABLE 01 Relativa aire radiante de la envolvente (lux) a. Evaluación Orientación deledificio 1 2 3 3 3Arquitectónica Forma del edificio 1 2 3 3 3 Densidad 3 3 3 3 1 b. Envolvente Calor específico 3 3 3 3 1 Térmica de Conductividad Materiales térmica 3 3 3 3 1 Transmitancia térmica 3 3 3 3 1 Tamaño de vanos 3 3 3 3 2 c. Estrategias de Orientación de Calefacción vanos 3 3 3 3 2 Pasiva Muro trombe 3 3 3 3 1 Muro de inercia 3 3 3 3 1 d. Estrategias de Patios 3 3 3 3 1 Refrigeración Ventilación cruzada 3 3 3 3 1 Pasiva Ventilación porefecto convectivo 3 3 3 3 1 Tamaño de ventana 1 1 1 1 3 Forma de la ventana 1 1 1 1 3 e. Estrategias de Posición de la Iluminación ventana 1 1 1 1 3 Natural Lucernario 1 1 1 1 3 Repisas de luz 1 1 1 1 3 Atrios 1 1 1 1 3 Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 53 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Luego de la comparación realizada a las variables en la matriz de doble entrada. A continuación, se explica detalladamente el nivel de relación que tienen las dos variables. Tabla 29: Relación de evaluación arquitectónica con indicadores de variable 02 Mantienen relación directa con: la temperatura radiante, transmitancia de la envolvente e iluminancia, ya que, si logramos una buena orientación 3 con respecto al norte existirá un rango de confort térmico óptimo para elusuario. A su vez, si se logra una buena orientación hacia el norte la iluminancia o lux será la indicada dentro del espacio, sin que el Orientación deslumbramiento dentro del mismo afecte al usuario. del edificio Mantiene relación media con: temperatura del aire, ya que, depende de 2 la dirección del viento y no de la orientación del edificio para poder lograr que la temperatura del aire este en el rango correcto dentro del recinto. Mantiene relación baja con: humedad relativa, ya que, esta no afecta de a. Evaluación 1 manera directa con la orientación que se pueda proponer en la Arquitectónica edificación. Mantienen relación directa con: la temperatura radiante, transmitancia de la envolvente e iluminancia, ya que, una forma rectangular con la fachada 3 más larga orientada al norte, favorecerá la calidad de confort térmico que exista dentro de un recinto, por otra parte, ayudará a que la cantidad de Forma del iluminancia sea la óptima sin causar deslumbramiento. Edificio Mantiene relación media con: temperatura del aire, ya que, dependerá de 2 la velocidad y dirección del aire mantener una temperatura de aire adecuada. 1 Mantiene relación baja con: humedad relativa, ya que, esta no afecta demanera directa con la forma que se pueda proponer en la edificación. Fuente: Elaboración Propia Tabla 30: Relación de envolvente térmica de materiales con indicadores de variable 02 Clima Frío Clima Tropical Mantienen relación directa con: Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, ya que, aire, temperatura radiante, ya que, 3 para climas fríos es necesario para climas tropicales es necesario tener un material con una densidad tener un material con una densidad más alta, debido que a mayor más baja, debido que a menor Densidad densidad, mayor acumulación de densidad, menor acumulación de calor. calor. Mantienen relación media con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 2 transmitancia de la envolvente guarda mejor relación con el aislamiento térmico y la densidad es un coeficiente que ayuda a la inercia térmica Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario un factor 1 térmico para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Clima Frío Clima Tropical Mantienen relación directa con: Mantienen relación directa con: b. Envolvente humedad relativa, temperatura del humedad relativa, temperatura del Térmica de aire, temperatura radiante, ya que, aire, temperatura radiante, ya que, Materiales 3 para climas fríos es necesario para climas tropicales es necesariotener un material con un calor tener un material con un calor específico alto, debido que a mayor específico bajo, debido que a Calor calor específico, mayor capacidad menor calor específico, menor Específico de calor. capacidad de acumulación de calor. Mantienen relación media con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 2 transmitancia de la envolvente guarda mejor relación con el aislamiento térmico y la densidad es un coeficiente que ayuda a la inercia térmica Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario un factor 1 térmico para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Clima Frío Clima Tropical Mantienen relación directa con: temperatura del aire, temperatura Conductividad 3 radiante y transmitancia de la envolvente, ya que, para climas fríos yTérmica tropicales es necesario tener un material con una conductividad térmica baja, debido que a menor conductividad térmica, mayor capacidad de aislamiento térmico. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 54 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Mantiene relación media con: humedad relativa, ya que la conductividad 2 térmica se enfoca en generar aislamiento térmico y la humedad relativa es el porcentaje de agua que tiene el aire. Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario un factor 1 térmico para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Clima Frío Clima Tropical Mantienen relación directa con: temperatura del aire, temperatura 3 radiante y transmitancia de la envolvente, ya que, para climas fríos ytropicales es necesario tener un material con una transmitancia térmica alta, debido que a mayor transmitancia térmica, mayor capacidad de Transmitancia aislamiento térmico. Térmica Mantiene relación media con: humedad relativa, ya que la transmitancia 2 se enfoca en generar aislamiento térmico y la humedad relativa es el porcentaje de agua que tiene el aire. Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario un factor 1 térmico para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Fuente: Elaboración Propia Tabla 31: Relación de estrategias de calefacción pasiva con indicadores de variable 02 Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para lograr 3 un adecuado confort térmico en climas fríos, es necesario aplicar una Tamaño de captación solar directa, enfocándose en las aberturas existentes en la Vanos fachada direccionada al norte.Mantiene relación media con: iluminancia, ya que, fuera de favorecer a 2 una buena captación solar directa, ayuda a generar captación de iluminación natural 1 No mantiene ninguna relación baja con algún indicador de la variable 02 Mantienen relación directa con: temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para lograr un adecuado 3 confort térmico en climas fríos, es necesario aplicar una captación solar Orientación directa, enfocándose en las aberturas existentes y direccionando estas de Vanos hacia el norte.Mantiene relación media con: iluminancia, ya que, fuera de favorecer a 2 una buena captación solar directa, ayuda a generar captación de iluminación natural 1 No mantiene ninguna relación baja con algún indicador de la variable 02 Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, c. Estrategias de temperatura radiante, ya que, para lograr un óptimo confort térmico en Calefacción 3 climas fríos, es necesario aplicar sistemas de captación solar indirecta, Pasiva sin dejar de lado que estos deben ir orientado hacia el norte, para teneruna mejor captación térmica. Muro Trombe Mantienen relación media con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 2 transmitancia de la envolvente guarda mejor relación con el aislamiento térmico y esta estrategia ayuda a la inercia térmica dentro de un recinto. Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario una 1 estrategias de calefacción pasiva para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para lograr 3 un óptimo confort térmico en climas fríos, es necesario aplicar sistemas de captación solar indirecta, sin dejar de lado que estos deben ir orientado hacia el norte, para tener una mejor captación térmica. Muro de Mantienen relación media con: transmitancia de la envolvente, ya que, la Inercia transmitancia de la envolvente guarda mejor relación con el aislamiento2 térmico y esta estrategia al ser una estrategia que utiliza coeficientes de alta densidad para mayor captación solar, ayuda a la inercia térmica dentro de un recinto. Mantiene relación baja con: iluminancia, ya que, no es necesario una 1 estrategias de calefacción pasiva para poder tener una adecuada iluminancia sin causar deslumbramiento. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 55 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Tabla 32: Relación de estrategias de refrigeración pasiva con indicadores de variable 02 Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para 3 mantener los parámetros adecuados de confort térmico en épocas de verano, es necesario aplicar sistemas de refrigeración que conlleven a un enfriamiento por efecto evaporativo. Patios Mantiene relación media con: iluminancia, ya que, no es necesario una 2 estrategias de refrigeración pasiva para poder tener una adecuadailuminancia, pero para lograr una buena ventilación, es necesario aplicar vanos dentro de recinto y estos ayudan a la iluminación. Mantiene relación baja con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 1 estrategias de patios, genera refrigeración en un recinto, mas no aislamiento del mismo con el exterior. Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para 3 mantener los parámetros adecuados de confort térmico en épocas deverano, es necesario aplicar sistemas de refrigeración que conlleven a un enfriamiento por ventilación y ayudando también a la renovación de aire d. Estrategias de Ventilación dentro de un recinto. Refrigeración Cruzada Mantiene relación media con: iluminancia, ya que, no es necesario una Pasiva 2 estrategias de refrigeración pasiva para poder tener una adecuadailuminancia, pero para lograr una buena ventilación, es necesario aplicar vanos dentro de recinto y estos ayudan a la iluminación. Mantiene relación baja con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 1 estrategias de ventilación cruzada, genera refrigeración en un recinto, mas no aislamiento del mismo con el exterior. Mantienen relación directa con: humedad relativa, temperatura del aire, temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, para 3 mantener los parámetros adecuados de confort térmico en épocas deverano, es necesario aplicar sistemas de refrigeración que conlleven a un enfriamiento por ventilación y ayudando también a la renovación de aire Ventilación dentro de un recinto. por Efecto Mantiene relación media con: iluminancia, ya que, no es necesario una Convectivo 2 estrategias de refrigeración pasiva para poder tener una adecuadailuminancia, pero para lograr una buena ventilación, es necesario aplicar vanos dentro de recinto y estos ayudan a la iluminación. Mantiene relación baja con: transmitancia de la envolvente, ya que, la 1 estrategias de ventilación por efecto convectivo, genera refrigeración en un recinto, mas no aislamiento del mismo con el exterior. Fuente: Elaboración Propia Tabla 33: Relación de estrategias de iluminación natural con indicadores de variable 02 Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, es necesario tener 3 una buena proporción de vano en cuanto al ambiente, para poder lograruna buena iluminancia sin lograr llegar a tener deslumbramiento dentro del recinto. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la Tamaño de 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relacionesVentana son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variable del confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estose. Estrategias de parámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación Iluminación lumínica. Natural Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, es necesario tener 3 una forma regular de la ventana o abertura, para poder lograr una buena iluminancia sin lograr llegar a tener deslumbramiento dentro del recinto. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la Forma de la 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relaciones Ventana son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variabledel confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estosparámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación lumínica. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 56 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, es necesario 3 posicionar la ventana o abertura direccionada al norte, para poder lograruna buena iluminancia sin lograr llegar a tener deslumbramiento dentro del recinto. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la Posición de la 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relacionesVentana son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variable del confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estosparámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación lumínica. 3 Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, aplicando estesistema de iluminación cenital, se logra un adecuado confort lumínico. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relaciones Lucernario son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variabledel confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estosparámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación lumínica. Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, estos sistemas de 3 distribución de luz, sirven para generar una iluminancia adecuada sin causar deslumbramiento dentro del espacio. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la Repisas de 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relaciones Luz son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variabledel confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estosparámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación lumínica. Mantienen relación directa con: iluminancia, ya que, estos sistemas de 3 distribución de luz, sirven para generar una iluminancia adecuada sin causar deslumbramiento dentro del espacio. En este caso no existe ninguna relación media con algún indicador de la 2 variable 02, ya que, que en cuanto a confort térmico todas las relacionesAtrios son bajas o nulas, y en la relación directa está incluida la única variable del confort lumínico. Mantiene relación baja con: humedad relativa, temperatura del aire, 1 temperatura radiante, transmitancia de la envolvente, ya que, estosparámetros no son necesarios para lograr una adecuada captación lumínica. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 57 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 4.2 Discusión de Resultados Luego del análisis de las dos variables propuestas en la investigación y su relación con los tres casos estudiados; se obtuvieron los siguientes resultados: 4.2.1 Discusión de resultados: Identificar y analizar las estrategias de diseño bioclimático De acuerdo al objetivo específico n° 01 que hace referencia a la variable 01, se obtuvo de los tres casos analizados lo siguiente:  En la dimensión de evaluación medioambiental, en los tres casos se tomó en cuenta la ubicación del proyecto que incluye la zona clima, longitud, latitud y altura; además, de las características propias del clima como la temperatura exterior, humedad relativa y la radiación; por consiguiente es necesario tomar en cuenta la climatología del lugar como punto de partida para un diseño arquitectónico aplicando estrategias bioclimáticas, ya que, sabiendo cual el clima del lugar se podrá saber qué tipo de estrategias se pueden aplicar.  En la dimensión de evaluación arquitectónica, en los casos n° 01 y n° 02 se tomó en cuenta la orientación del edificio ya que al estar en zonas con un clima frío la orientación óptima para el caso n° 01 es al norte debido a que está ubicado en el hemisferio sur y para el caso n° 02 hacia el sur porque está emplazado en el hemisferio norte; para el caso n° 03 no tomó en cuenta el tema de la orientación de acuerdo al sol, si no que orientó la edificación de acuerdo a la dirección de vientos para así lograr una buena refrigeración en los espacios interiores, por estar ubicados en una zona tropical. Por otro lado, en cuanto a forma los casos n° 01 y n° 02 son de forma rectangular para aprovechar el lado más largo en cuanto a su orientación, el caso n° 03 también cuenta con una forma rectangular, pero con un quiebre debido a que considera la dirección del viento y no la orientación.  En la dimensión de envolvente térmica de materiales, que incluye la inercia e aislamiento térmico, se observa que en los tres casos se utilizó un material adecuado de acuerdo a la zona clima en la que se encuentran; esto quiere decir que, en los casos n° 01 y n° 02 se aplicó el concreto como material principal, lo cual generó una buena captación térmica ya sea en inercia con un coeficiente de 2400 kg/m3 como en aislamiento térmico con un coeficiente de 1.63 W/mk; a su vez, en el caso n° 03 se aplicó como material principal el ladrillo el cual tiene como coeficiente de inercia térmica de 1700 kg/m3 y de aislamiento térmico de 0.84 W/mk, el cual sirvió para controlar la captación térmica y así mantener el espacio frío por el tipo de clima al estar ubicado en una zona tropical. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 58 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  En la dimensión de estrategias de calefacción pasiva, se aplicaron las estrategias de captación solar directa e indirecta en los casos n° 01 y n° 02, ya que, se encuentran en climas fríos; para el caso n° 01 se optó por captación solar directa con una proporción de vanos fue de 2/1 y se orientó al norte por la cual tiene mayor área de captación solar, el caso n° 02 es de la misma proporción, pero orientada al sur por encontrarse en el hemisferio norte, además de tener captación solar indirecta a través del muro trombe; en cambio, el caso n° 03, por encontrarse en una zona tropical, se aplicó proporción de vanos de 1/1 de dimensiones menores a 1.00m  En la dimensión de estrategias de refrigeración pasiva, en los tres casos se aplicó de manera adecuada, debido a que se usa la ventilación cruzada como sistema de renovación de aire; sin embargo, el caso n° 03 tuvo mayor énfasis con este tipo de estrategia puesto que se encuentra emplazado en una zona tropical y por ende se necesitaba generar enfriamiento en los recintos inferiores de este proyecto, aplicando ventilación cruzada y ventilación por efecto convectivo. Así mismo, se aplicó la estrategia de patios en los tres casos con el objetivo de mantener una temperatura óptima en verano.  En la dimensión de estrategias de iluminación natural, en los tres casos se aplicó estrategias de iluminación lateral, siendo esta la estrategia más común de las antes expuestas en la investigación. Sin embargo, en el caso n° 01 se optó por complementar la iluminación lateral con iluminación cenital y los sistemas de distribución de luz a través de atrios; por otro lado, en el caso n° 02 y n° 03 solo se aplicó iluminación lateral por medio de vanos con geometría rectangular y cuadrada respectivamente, además de la orientación según el hemisferio. 4.2.2 Discusión de resultados: Identificar y analizar el confort térmico y lumínico Por otro lado, de acuerdo al objetivo específico n° 02 que hace referencia a la variable 02, se identificó y analizó en los tres casos el confort térmico y lumínico. Por lo tanto, se obtuvo que:  En la dimensión de confort térmico, solo los casos n° 01 y n° 03 lo obtuvieron ya que de acuerdo a la simulación no se requiere calefacción ni tampoco refrigeración dentro de los espacios del proyecto arquitectónico; esto quiere decir que, el rango de temperatura que se logró se encuentra entre 19°C a 24°C y la humedad relativa alcanzo un porcentaje de entre 30% a 70% (Ver Anexo 06 y 12); éstos rangos permiten el confort térmico tal y como indica el ábaco psicrométrico de Givoni a través del software Climate Consultant (Givoni, 1969). En el caso n° 02 se observó que no llega a la zona de confort en todo el año, sino que se requiere calefacción Navarrete Araujo, Luis Ernesto 59 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 en los diferentes ambientes, en los meses de enero, febrero, noviembre y diciembre, donde la temperatura es menor a los 19°C y la humedad relativa están por debajo del mínimo permitido, esto quiere decir por debajo del 30%. (Ver Anexo 09)  En la dimensión confort lumínico, se optó por aprovechar al máximo la iluminación natural; es por ello que en los casos n° 01 y n° 02 si se logró obtener en confort térmico un porcentaje promedio de 90% lo cual oscila entre 400 lux a 450 lux, de acuerdo al programa de simulación energética y lo cual es el rango óptimo (Narváez, Quezada, Villavicencio; 2015); por otro lado, en el caso n° 03 el porcentaje de confort lumínico no es el requerido, puesto que solo llego hasta un 75%; esto quiere decir que está en el rango mínimo requerido que son de 350 lux a 375 lux (RNE, 2014); por lo tanto, no se llega a obtener este confort en los espacios de aprendizaje o estudios. 4.2.3 Discusión de resultados: Relacionar las estrategias de diseño bioclimático con el confort térmico y lumínico Por último, de acuerdo al objetivo específico n° 03, se relacionan las dos variables; por ende, se obtuvo que:  La dimensión de Evaluación Medioambiental que corresponde a la variable 01, fue aplicada en los tres casos analizados, esto con el fin de obtener las estrategias adecuadas para lograr el confort térmico y lumínico que corresponden a la variable 02; puesto que, para obtener confort es necesario tomar en cuenta las condiciones climatológicas del lugar, así como también la geometría solar que existe en la zona de acuerdo a los solsticios y equinoccios. (Ver Anexo n° 05, 08 y 11)  La dimensión de Evaluación Arquitectónica de la variable 01, aplica criterios arquitectónicos en todos los casos analizados, los cuales son de suma importancia para poder aplicar las dos dimensiones de la variable 02, ya que, se necesita una forma regular y alargada; por otro lado, en cada caso analizado la premisa principal fue el hemisferio en el que se encuentra cada proyecto, para poder orientar la edificación de acuerdo al recorrido solar que se da en cada uno. (Ver Anexo n° 05, 08 y 11)  La dimensión de Envolvente Térmica de Materiales de la variable 01, solo es aplicable con la dimensión de confort térmico de la variable 02, ya que, se necesita tener en cuenta el tipo de material que se utilicen en la edificación para poder generar calefacción o refrigeración, según lo requiera el edificio de acuerdo a la zona clima en la que se encuentra. Es por eso que en los casos n° 02 y n° 03, se aplican materiales con menos captación térmico por encontrarse en zonas Navarrete Araujo, Luis Ernesto 60 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 climatológicas tropicales; por el contrario, en el caso n°1 se aplicó materiales con más carga térmica por encontrarse en un clima frio. (Ver Anexo n° 02, 05, 08 y 11)  La dimensión de Estrategias de Calefacción Pasiva, como la dimensión de Estrategias de Refrigeración Pasiva de la variable 01, se aplicaron en cada uno de los 03 casos analizados; estas estrategias favorecieron la comprobación de la dimensión de confort térmico de la variable 02, ya que, en los casos n° 01 y n° 02 se aplicó estrategias de captación solar directa, para poder lograr un confort de entre 19°C a 24°C (Givoni, 1969); por el contrario en el caso n° 03 fue necesario aplicar estrategias de refrigeración y enfriamiento en los recintos interiores, por encontrarse en una zona tropical. (Ver Anexo n° 05, 08 y 11)  Así mismo, la dimensión de Estrategias de Iluminación Natural de la variable 01, fue aplicada en cada uno de los 03 casos analizados, aplicando principalmente estrategias de iluminación lateral en los 03 casos, a su vez, en el caso n° 01 se aplicó también estrategias de iluminación cenital como atrios y lucernarios, ya que según la zona clima donde se encuentra el proyecto, era necesaria más iluminación para poder lograr que la dimensión de confort lumínico de la variable 02, para pueda llegar a un rango de iluminación natural de 350 lux a 500 lux en los recintos interiores de la edificación de acuerdo a la geometría solar existente en la zona. (Ver Anexo n° 05, 08 y 11) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 61 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 4.3 Lineamientos de Diseño Por consiguiente, de acuerdo a la matriz comparativa de casos y la discusión de resultados, se identificó que las siguientes estrategias bioclimáticas son las más pertinentes para poder realizar un eficiente diseño arquitectónico bioclimático para un centro de innovación tecnológico productivo pecuario en el Distrito de José Gálvez - Celendin. (Ver tabla n°34) Tabla 34: Matriz de lineamientos de diseño. CONFORT TÉRMICO EVALUACIÓN MEDIO AMBIENTAL DIMENSIÓN INDICADOR DESCRIPCIÓN La orientación del edificio debe de tener la Orientación fachada principal o que requiera mayor del edificio EVALUACIÓN captación del sol hacia el norte, ya que así ARQUITECTÓNICA se captarán más horas de sol y ayudará a Forma del la captación solar que requiera el edificio. edificio A su vez la forma debe ser larga y proporcionada a un rectángulo. Densidad Calor específico En cuanto a materiales, estos deben de ENVOLVENTE Conductividad tener una resistencia al clima frío, es por TÉRMICA DE térmica eso que los más recomendables son el MATERIALES concreto simple o armado y el ladrillo Transmitancia artesanal térmica En Cuanto a la captación solar directa, se tiene que aplicar la proporción de vano 2/1 Tamaño de y la orientación al norte, para tener una ESTRATEGIAS DE vanos mejor captación. Por otro lado, si CALEFACCIÓN hablamos de captación solar indirecta, el PASIVA mejor sistema es el de muro trombe por la INDICADOR DESCRIPCIÓN capacidades de almacenaje de calor Zona Climatológica Se identificó la zona clima de acuerdo al Muro trombe diaria, lo cual favorecería a los Reglamento Nacional de edificaciones, donde el estudiantes.Longitud Latitud distrito de José Gálvez está ubicado en la zona Se aplicará la estrategia de patios, por Altura Mesoandina tener vegetación existente entre cada Temperatura La temperatura media anual es de 12°C Patios bloque del proyecto, esto generará un exterior enfriamiento evaporativo y servirá para Humedad Relativa La humedad relativa media oscila entre 30% a 50 % ESTRATEGIAS DEREFRIGERACIÓN mantener a una temperatura óptima Vientos La dirección de viento predominante va de Suroeste PASIVA durante la época de verano. Así mismo, laa Noreste Ventilación estrategia de ventilación cruzada, se La radiación solar media es de 2 a 7.5 kWh/m2 cruzada aplicará para generar renovación de aire Radiación Las horas de sol promedio por día oscilan en un en los espacios interiores y así mantener rango de 6 horas. una humedad relativa óptima. CONFORT LUMÍNICO DIMENSIÓN INDICADOR DESCRIPCIÓN DIMENSIÓN INDICADOR DESCRIPCIÓN Forma de la La forma de la ventana debe ser en ventana proporción 2/1 para lograr mayor cantidadde lux dentro del recinto. La orientación del edificio debe Orientación del de tener la fachada principal o edificio que requiera mayor captación Posición de la Estas deben estar orientadas hacia elde luz natural hacia el norte, ya ventana norte, para aprovechar mejor la salida delque así se captarán más horas sol. EVALUACIÓN de sol y ayudará a la cantidad EVALUACIÓN ARQUITECTÓNICA de lux que requiera el edificio. ARQUITECTÓNICA A su vez, la forma debe de ser Se aplicará al área de salones para evitar larga y proporcionada a un Repisas de deslumbramiento en las horas de estudio, rectángulo, para lograr mayor luz y esto pueda afectar la capacidad de Forma del captación en la fachada más aprendizaje del estudiante. edificio larga. Los atrios serán aplicados en espacios de Atrios receso u ocio donde la fachada este en laorientación menos privilegiada, en este caso hacia el sur. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 62 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 CAPÍTULO 5. PROPUESTA ARQUITECTÓNICA 5.1 Dimensionamiento y envergadura 5.1.1 Perfil de Usuario El Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario está dirigido a los productores lecheros existentes en el distrito de José Gálvez – Celendín y sus alrededores, que les ayudara al desarrollo de la leche como materia prima a productos lácteos de primera calidad. En este contexto, es esencial tener en cuenta que según los datos encontrados, existen alrededor de 15 CITE’s direccionados a la investigación, asistencia técnica, conservación de recursos y en su mayoría dedicados a la producción agropecuaria en general; pero no existe ningún centro enfocado específicamente en la innovación e investigación de la producción láctea; por lo tanto, es esencial este equipamiento, ya que según datos estadísticos Celendín es la provincia que más producción láctea tiene a nivel provincial, y no cuenta con infraestructura adecuada para poder desarrollar este tipo de actividad, tomando en cuenta las diferentes actividades y necesidades que se puedan desarrollar en este centro. Tabla 35: Perfil de Usuario. Centro De Innovación Tecnológico Productivo Pecuario Procedencia Provincia de Celendín Tipo de usuario Productores de Leche - Rural Tipo de Instituto Público Edad P.E.A. Condición Socioeconómica B - D Innovación Tipo de Actividad Investigación Acopio Producción Fuente: Elaboración Propia A nivel nacional existen 120 000 productores lecheros, cada uno con 4 o 5 cabezas de ganado. A su vez, en el departamento de Cajamarca existen 30 000 productores, cada productor con 4 a 5 cabezas de ganado; por lo tanto, se concluye que existen un total de 150 000 cabezas de ganado solo en esta, siendo así uno de los principales productores lecheros a nivel de la cuenca lechera del norte. Por otro lado, al hablar de la economía del área de estudio que corresponde a la provincia de Celendín y sus distritos, se puede identificar que está basada en la producción agrícola y pecuaria, pero esta economía se ha visto afectada, ya que la población decide migrar para mejorar su calidad de vida. Sin embargo, en la localidad donde se aplicará el Navarrete Araujo, Luis Ernesto 63 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 proyecto existe un gran potencial pecuario que desafortunadamente se está tomando en cuenta por parte de las autoridades competentes. A continuación, se muestran cuadros estadísticos sobre la producción en sus distintos niveles, como también la cantidad ganado vacuno existente. Figura 13: Producción lechera por niveles, stock de ganado Fuente: Perú. Municipalidad Provincial de Celendín. (2009). Plan de desarrollo concertado de Celendín 2009-2018. Celendín, Cajamarca, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://es.scribd.com/document/359874544/plan-de-desarrollo-concertado-de-la- provincia-de-celendin-docx. Elaboración Propia Uno de los principales aspectos a tomar en cuenta es la población económicamente activa y el porcentaje que ocupan los productores lácteos en la misma; entonces, según datos estadísticos la PEA agropecuaria equivales a 143 423 habitantes, donde también está incluida la PEA pesquera, en cuanto a productores lecheros, estos ocupan un 20.9% de la PEA agropecuaria. PEA 100 80 60 40 20 0 Departamental Agrícola P. Lechera General Específica Fuente: Perú. Municipalidad Provincial de Celendín. (2009). Plan de desarrollo concertado de Celendín 2009-2018. Celendín, Cajamarca, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://es.scribd.com/document/359874544/plan-de-desarrollo-concertado-de-la- provincia-de-celendin-docx. Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 64 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Concluyendo con los datos antes mostrados, el distrito de José Gálvez representa el 9% de la producción lechera; sin embargo, en los últimos años esta producción ha decaído. Por esta razón escojo el distrito de José Gálvez para poder repotenciar la economía con la transformación de la leche a diversos productos lácteos. 5.1.2 Demanda De acuerdo a los datos extraídos del plan concertado de Celendín, en el Perú existen un aproximado de 120 000 productores lecheros, cada uno con 4 o 5 cabezas de ganado. Por otro lado, en el Departamento de Cajamarca son 30 000 productores existentes. En Celendín son 4 200 productores que en su mayoría vende el producto a empresas a un bajo costo y esto genera que la economía no crezca de la misma manera que podría crecer siempre y cuando este producto sería debidamente procesado y llevado a la venta. Tabla 36: Producción láctea a nivel nacional. Nivel Productores Cabezas de ganado Lt./vaca/día Nacional 120 000 600 000 2 400 000 Departamental 30 000 150 000 720 000 Provincial 4 200 21 000 136 500 Fuente: Perú. Municipalidad Provincial de Celendín. (2009). Plan de desarrollo concertado de Celendín 2009-2018. Celendín, Cajamarca, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://es.scribd.com/document/359874544/plan-de-desarrollo-concertado-de-la- provincia-de-celendin-docx. Elaboración Propia Tabla 37: Producción láctea a nivel provincial. Distrito Productores Cabezas de ganado Lt./vaca/día Sorochuco 1 176 5 880 38 220 Celendín 924 4 620 30 030 Sucre 630 3 150 20 475 La Libertad de 546 2 730 17 745 Pallán José Gálvez 378 1 890 12 285 Otros 546 2 730 17 745 Fuente: Perú. Municipalidad Provincial de Celendín. (2009). Plan de desarrollo concertado de Celendín 2009-2018. Celendín, Cajamarca, Perú. [En Línea]. Recuperado de: https://es.scribd.com/document/359874544/plan-de-desarrollo-concertado-de-la- provincia-de-celendin-docx. Elaboración Propia De acuerdo a los datos estadísticos, concluimos que, Celendín como provincia tiene un gran potencial de producción láctea, pero por su ubicación geográfica, esta distante de los demás distritos con mayor producción láctea; esta es la razón por la cual se considera Navarrete Araujo, Luis Ernesto 65 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 al distrito de José Gálvez por encontrarse en un punto céntrico en relación al resto de distritos productores de leche. 5.1.3 Oferta En la actualidad, a nivel nacional, el INIA (Instituto Nacional de Innovación Agraria), cuenta con 15 CITE´s direccionados a investigación, asistencia técnica, conservación de recursos y en su mayoría dedicados a la producción en general, donde cada uno de ellos se encuentra distribuido en todo el país. Así mismo, en su mayoría, estos centros se encuentran ubicados a lo largo de la costa peruana, donde priorizan la producción que destaca en esa zona, de acuerdo a la climatología del lugar. Por otro lado, en Cajamarca solo existe un centro donde se investigue la producción agropecuaria y este está enfocado principalmente en el ámbito agrícola. Figura 14: Mapa de ubicación de los centros agrícolas alrededor del Perú. Fuente: Perú. Instituto Nacional de Innovación Agraria. (2017). Estaciones experimentales agrarias. [En Línea]. Recuperado de: http://www.inia.gob.pe/introduccion. Puesto que Cajamarca siendo el departamento con mayor producción lechera a nivel de la cuenca lechera del norte, debería darle más importancia a este rubro, ya que cuenta con la materia prima necesaria para poder repotenciar este sector, mas no así depender de grandes empresas que monopolizan el mercado de productos lácteos como Navarrete Araujo, Luis Ernesto 66 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Gloria y Nestlé y así mejorar su economía dependiendo de un rubro propio de la zona, que si es posible sea explotado con el apoyo de las autoridades. 5.1.4 Brecha La población que obtendrá mayor beneficio con este equipamiento serán los productores alfabetos del distrito de José Gálvez que cuenta actualmente, según datos del INEI, con 378 productores de los cuales 350 son alfabetos; a su vez, el distrito de Sucre cuenta con 630 productores de los cuales 520 son productores alfabetos, estos también serán beneficiados por ser el más cercano geográficamente y por ser uno de los distritos con mayor producción láctea de la provincia. A su vez, solo se tomó a la producción lechera del mercado local y las plantas queseras, ya que, la demás producción se encuentra destinada a las fabricas Gloria y Nestlé; esto quiere decir que solo se tomará al 41% de los 870 productores lecheros alfabetos.  Total, de productores lecheros en la zona: 940 productores.  Productores lecheros alfabetos: 870 productores  Productores lecheros del mercado local: 360 productores y plantas queseras alfabetos  Población atendida: Ninguna.  Población objetivo: 360 productores.  Brecha: 360 Productores Así mismo, se sabe que este proyecto no solo se enfocará en las actividades propias que realiza un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario, sino que también se aplicará un área de producción y transformación de la leche a un producto lácteo para así ayudar a mejorar la economía de la zona; es por eso que se tomará en cuenta la cantidad de litros de leche que produce una vaca por día, y así obtener el promedio de almacenaje; tomando como base en litros la cantidad de leche que compran las empresas Nestlé y Gloria, para que en el CITE se almacene la cantidad de leche restante. Es por eso que entre los distritos de Celendín, Sucre y José Gálvez se logra captar 62790 lt/vaca/día. y las fábricas de Gloria y Nestlé recaudan el 59% que es equivalente a 37046,1 lt/vaca/día.; como resultado se obtiene que en el CITE se acopiará diariamente 25744 lt para luego ser procesado como producto lácteo. 5.2 Programa arquitectónico La programación se definió de acuerdo al estudio de perfil del usuario realizado en esta investigación, y aplicando la normativa para este tipo de edificaciones. Por ello, la cantidad de aforo se definió principalmente de acuerdo a la población objetivo mostrada Navarrete Araujo, Luis Ernesto 67 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 anteriormente, sumándole la cantidad de usuarios mínimo que se deber tener según la normativa aplicada a esté proyecto. (Ver anexo n° 11) 5.3 Determinación del terreno El terreno estudiado fue otorgado por la Municipalidad Distrital de José Gálvez, que está destinado para la construcción de alguna propuesta que genere beneficio cultural y económico al distrito, y es en el mismo donde se diseñó el proyecto arquitectónico, ya que cuenta con diversos puntos a favor de acuerdo a donde está emplazado el mismo. Este análisis se realizará conjuntamente con una matriz de justificación cuyo análisis constará de las dimensiones que más relevancia tendrán para realizar un óptimo estudio de terreno para dicho proyecto. A continuación, se desarrolla cada dimensión. 5.3.1 Análisis físico geográfico Para poder desarrollar un adecuado diseño arquitectónico, es importante realizar el emplazamiento del terreno, ya que con una óptima ubicación se puede aprovechar todas las capacidades climatológicas del lugar sin afectar urbanísticamente al distrito, ya que, este distrito tiene una trama urbana pequeña y el principal objetivo es no afectar a la misma. Es por eso que se realiza un análisis Físico - Geográfico donde se toma en cuenta la localización del distrito, los centros poblados o caseríos cercanos al mismo; y datos como los límites del distrito, la latitud, y superficie total del mismo. Figura 15: Análisis Físico Geográfico. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 68 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.2 Análisis urbano y de accesibilidad Se realizó un análisis Urbano; tomando como referencia las calles principales de la zona urbana, donde se analizó que tipo de vía es, el ancho de vía, el estado de conservación de la misma, qué sentido tiene cada una, y el tipo de transportes que transita por la misma. Este análisis sirvió para poder reconocer la importancia de las vías en el distrito y que impacto podría tener el proyecto en la zona urbana. Figura 16: Análisis Urbano – Accesibilidad. Fuente: Elaboración Propia – en base a Plano urbano de José Gálvez (2012) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 69 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.3 Análisis de riesgos y vulnerabilidades El terreno se encuentra ubicado fuera de la trama urbana existente, es por ello que se realizó el análisis de riegos y vulnerabilidades; este se encuentra ubicado en una zona de riesgo medio, lo cual es favorable para el proyecto arquitectónico, así mismo, en cuanto a inundaciones el terreno se encuentra ubicado en una zona que carece inundaciones y también es favorable para el mismo, ya que, la zona de riesgos demográficos e inundaciones medio – altas se encuentra por el caserío “El Isco” el cual presenta un suelo pantanoso. Figura 17: Análisis de Riegos. Fuente: Elaboración Propia - en base al plano Catastral de José Gálvez (2012) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 70 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.4 Dimensionamiento y datos generales del terreno En lo que respecta al tema de accesibilidad este se encuentra en un lugar accesible a la zona urbana y a los distritos, por otro lado, para poder desarrollar el proyecto arquitectónico, es importante acotar que el terreno está ubicado frente a la zona con mayor crianza de ganado vacuno del distrito, el cual se asemeja a la actividad económica de mayor prioridad que realizan los pobladores de la zona. Figura 18: Datos generales del Terreno designado. Fuente: Elaboración Propia - en base a Plano urbano de José Gálvez (2012) La pendiente del terreno es mínima y está ubicado aledaño a un rio que puede ser favorable para un futuro tratamiento de aguas residuales. Las dimensiones principales que tienes el terreno son: Figura 19: Datos del terreno designado. Fuente: Elaboración Propia - en base a Plano urbano de José Gálvez (2012) Navarrete Araujo, Luis Ernesto 71 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.5 Análisis climatológico En cuanto al análisis climatológico realizado en la zona, específicamente en el terreno. Está basado en una de las sub dimensiones estudiadas en la variable 01 sobre estrategias de diseño bioclimática; en esta sub dimensión se tomó en cuenta cuatro indicadores principales los cuales son: temperatura, donde veremos las temperaturas del ambiente exterior en la zona; humedad relativa, este indicador muestra la cantidad de humedad que pueda existir en el espacio a lo largo del año, esto favorecerá para la futura proyección de la edificación; vientos, donde se tomará en cuenta la dirección de los vientos para poder realizar una implantación adecuado del proyecto en el terreno; radiación, donde se puede apreciar la dirección y recorrido del sol de acuerdo a los solsticios y equinoccios que se dan en determinadas épocas del año. Así mismo, la dirección de luz y sombras de acuerdo a las horas del día es importante para la aplicación de las estrategias de diseño bioclimáticas antes estudiadas. Figura 20: Análisis Climatológico del terreno. Fuente: Meteoblue (2017). Datos climatológicos del Distrito de José Gálvez. Recuperado de: https://www.meteoblue.com/en/weather/forecast/week/celend%C3%ADn_peru_3698608. Figura 21: Rosa de vientos del terreno. Fuente: Meteoblue (2017). Rosa de vientos del Distrito de José Gálvez. Recuperado de: https://www.meteoblue.com/en/weather/forecast/week/celend%C3%ADn_peru_3698608. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 72 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 22: Carta solar del terreno. Fuente: Sunearthtools (2017). Carta solar del Distrito de José Gálvez. Recuperado de: https://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php?lang=es. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 73 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.3.6 Matriz de justificación de terreno En esta matriz se dará la puntuación al terreno brindado por la Municipalidad Distrital de José Gálvez, donde, se tomará en cuenta los pro y contras de acuerdo a su ubicación, con respecto a su entorno. A continuación, se muestra la matriz de justificación con ítems tomando en cuenta y sus respectiva puntuación y descripción. Tabla 38: Matriz de Justificación de Terreno ITEM PUNTUACIÓN DESCRIPCIÓN Rango de valoración Tamaño de 3 El tamaño del lote es pertinente de 3 a más hectáreas (3) lote acuerdo a la programación requerido arquitectónica realizada, ya que, 1.5 a 3 hectáreas (2) cuenta con espacios para tener Menos de 1.5 hectáreas (1) una buena zonificación arquitectónica. Forma y 3 La forma del terreno es regular, topografía esto ayuda a que el diseño arquitectónico sea más eficiente, y Forma Regular (3) se diseñe con mayor amplitud, Parcialmente regular (2) generando espacios entre bloques; por otro lado la Forma Irregular (1) topografía, no es muy pronunciada, lo cual no dificulta al momento de realizar un buen diseño arquitectónico. Accesibilidad 2 En cuanto a accesibilidad, este Dos vías de acceso con 10 metros de terreno tiene un único acceso, el ancho (3) cual es de tipo afirmado, por ende no es muy conveniente ya que al Una vía de acceso con 10 m de ser un centro de innovación ancho (2) tecnológico productivo, se Una vía de acceso con menos de necesita tener una buena 10m de ancho (1) accesibilidad para la población que estudiará ahí, como también para la población productora. Clima 3 Ninguna edificación colindante que genere sobras, y dirección de vientos regular (3) El lugar cuenta con un buen 1 o 2 edificaciones colindantes que asoleamiento y una buena generen sombras, y dirección de dirección de vientos, esto favorece vientos parcialmente regular (2) a saber dónde se podría ubicar la zona de establos tomando en De 2 a más edificaciones colindantes cuenta los olores que se podrían que generen sombras, y dirección de percibir. vientos irregular (1) Riegos 2 Existe muy poco riesgo a Ningún riesgo (3) sobre el desastres como de inundaciones terreno ya que se encuentra a una buena 1 riesgo (2) altura a comparación de la 2 a más riesgos (1) campiña que se encuentra a una profundidad no aceptable. La puntuación que se tomó en cuenta va desde el 3 hacia el 1, donde el n° 3 es bueno, el n° 2 es intermedio y el n° 1 es malo. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 74 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.4. Proyecto Arquitectónico y aplicación de variables 5.4.1. Concepto y Zonificación En este apartado, se dará a conocer cuál es el concepto con el que se parte para realizar el proyecto, arquitectónico. A continuación, se explicará la conceptualización y zonificación del proyecto Figura 23: Conceptualización del proyecto arquitectónico Fuente: Elaboración Propia Figura 24: Zonificación del proyecto arquitectónico Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 75 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.4.2. Solución Arquitectónica En la presente investigación se muestran los planos arquitectónicos, elevaciones, cortes y el modelado tridimensional del proyecto, a escala gráfica, a su vez, se muestran los planos de la zona académica del Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario a la cual se aplicaron las estrategias de diseño bioclimático para lograr el confort térmico y lumínico y un plano detalle del aula tipo, donde también se aplican las mismas estrategias. Por otro lado, en otro documento físico se anexan el desarrollo de los planos a detalle para su mejor visualización.  Plantas Arquitectónicas Figura 25: Planta general primer nivel Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 76 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 26: Planta General segundo nivel Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 77 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 27: Plano de Techos Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 78 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Elevaciones Arquitectónicas Figura 28: Elevaciones Generales del proyecto arquitectónico ELEVACIÓN PRINCIPAL ELEVACIÓN LATERAL Fuente: Elaboración Propia  Cortes Arquitectónicos Figura 29: Cortes Generales del proyecto arquitectónico CORTE A - A CORTE B - B CORTE C - C Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 79 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Plantas Arquitectónicas según aplicación de lineamientos Figura 30: Primer nivel zona académica del proyecto Fuente: Elaboración Propia Figura 31: Segundo nivel zona académica del proyecto. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 80 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Planta arquitectónica a detalle de aula tipo aplicando estrategias Figura 32: Plano detalle escala 1/25 de aula tipo de zona académica ACCESORIOS CÓDIGO EQUIPO DESCRIPCIÓN CANTIDAD A1 LOCKERS MATERIAL: MELAMINA E: 18MMH= 0.80m, L: 0.35m, A: 0.35m 10 A2 CARPETA INDIVIDUAL MATERIAL: MADERA Y ACERO INOXIDABLE 20 A3 PROYECTOR PROYECTOR DE IMÁGENES 1 A4 SILLA MATERIAL: MADERA Y ACERO INOXIDABLE 1 A5 ESCRITORIO MATERIAL: MELAMINA Y ACERO INOXIDABLE 1 A6 PIZARRA MARCO DE MADERA Y PIZARRON BLANCO 1 ACABADOS CÓDIGO EQUIPO DESCRIPCIÓN B1 ZOCALO ENCHAPE CERÁMICO DE 0.60x0.20 H:2.00m B2 MURO DE TARRAJEO TARRAJEO FROTACHADO CON ACABADO ENESMALTE ANTIBACTERIAL B3 PISO LAMINADO DE ALTO TRÁNSITO ANTIDESLIZANTE 120cm x 20cm VANOS CÓDIGO ANCHO ALTO ALFEIZER CANTIDAD MATERIAL OBSERVACIONES P1 1.06 2.10 0.00 1 MADERA CARPINTERIA DE MADERA BARNIZADA CON MARCOCEDRO CAJÓN GIRO 180° V1 1.00 2.35 0.45 2 CRISTAL VENTANA FIJA CON MARCO DE MADERA CEDRO,CRISTAL DE 8MM LAMINADO V2 1.00 0.50 2.30 3 CRISTAL VENTANA PIVOTANTE CON MARCO DE MADERACEDRO, CRISTAL DE 8MM LAMINADO Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 81 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Cortes arquitectónicos a detalle de aula tipo aplicando estrategias Figura 33: Cortes Arquitectónicos a detalle. Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 82 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Modelado Tridimensional Figura 34: Vista lateral de la zona complementaria del auditorio Fuente: Elaboración Propia Figura 35: Vista Elevada de la zona complementaria del auditorio Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 83 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 36: Vista lateral de la zona de producción Fuente: Elaboración Propia Figura 37: Vista elevada de la zona de producción Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 84 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 38: Vista del patio principal de la zona académica Fuente: Elaboración Propia Figura 39: Vista lateral del patio principal de la zona de investigación Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 85 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 40: Vista lateral del patio principal de la zona académica Fuente: Elaboración Propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto 86 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 5.5. Comprobación de la hipótesis La hipótesis ha sido comprobada a través del software Archiwizard; lo cual indica que de acuerdo a los resultados de confort arrojados por el programa, la aplicación de las estrategias de diseño bioclimático ayudaron a la generación de confort térmico en el rango de temperatura interior de entre 20°C a 23.9°C, como también generaron un nivel óptimo de lux dentro de los espacios llegando a 300 lux en la zona académica, comprobando que la iluminancia en este tipo de espacios va de 250 lux a 500 lux. A continuación, se mostrarán los datos arrojados por el software utilizado para la comprobación de la investigación.  Demandas energéticas En el siguiente cuadro se muestra el resultado de demandas energéticas arrojadas por el software, según el proyecto; en lo que concierne a calefacción y refrigeración no requiere ningún tipo de demanda, ya que las estrategias de diseño pasivo están bien aplicadas. A su vez, en cuanto a demanda de iluminación, estas requieren cierta cantidad de kWh mensualmente, esto se debe a la altura solar que se dan en los solsticios, lo cual no favorece a la iluminación en ciertas horas de la tarde. Tabla 39: Demandas energéticas de la zona académica Demandas mensuales (kWh) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual Calefacción 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Refrigeración 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Iluminación 186 108 188 106 232 248 0 0 182 159 209 86 1704 Fuente: Software de comprobación Archiwizard  Cartografía de estancias con confort lumínico En el siguiente gráfico se muestra los porcentajes de confort que existen en los ambientes de la zona académica del proyecto, donde observamos que el porcentaje oscila entre el 85% al 100%. Figura 41: Porcentaje de confort lumínico nivel 01 Fuente: Software de comprobación Archiwizard Navarrete Araujo, Luis Ernesto 87 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 42: Porcentaje de confort lumínico nivel 02 Fuente: Software de comprobación Archiwizard  Iluminancia en los espacios En la siguiente tabla, se observa la cantidad de lux que tiene cada estancia o espacio analizado por el software, donde nos arroja un resultado de 300 lux, que quiere decir que está dentro del confort requerido para este tipo de edificaciones. Figura 43: Resultado de Lux en las estancias o espacios. Fuente: Software de comprobación Archiwizard  Perdidas por envolvente En este gráfico se analizan las pérdidas por envolvente que tiene la edificación, donde la mayor pérdida se da en huecos o vanos, el cual llega a un 49% de pérdida. Navarrete Araujo, Luis Ernesto 88 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 Figura 44: Pérdidas por envolvente en la edificación Fuente: Software de comprobación Archiwizard  Coeficiente de transmitancia En esta tabla se observa el coeficiente de transmitancia que tiene envolvente, el cual debe ser comparado con la norma, para ver si cumple o no. Figura 45: Coeficiente de transmitancia de la envolvente. Fuente: Software de comprobación Archiwizard Navarrete Araujo, Luis Ernesto 89 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018  Confort térmico En la siguiente figura apreciaremos la cantidad de captación solar que mantiene la envolvente exterior, donde se observa que tiene una muy buena recepción de sol, lo cual es favorable para la temperatura interior de la edificación. Figura 46: Captación térmica de la edificación. Fuente: Software de comprobación Archiwizard Navarrete Araujo, Luis Ernesto 90 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.4. Conclusiones De acuerdo a la investigación realizada y los análisis de casos estudiados, se concluye que:  Las estrategias de diseño bioclimático que han sido aplicadas en los espacios de la zona académica de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario son la evaluación medio ambiental, la evaluación arquitectónica, la envolvente térmica de materiales, las estrategias de calefacción pasiva, las estrategias de refrigeración pasiva y las estrategias de iluminación natural.  La investigación indica que el requerimiento mínimo para obtener el confort térmico, es mantener los espacios interiores de la zona academia de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en una temperatura entre 19°C y 23.9°C; en cuanto a confort lumínico, los espacios académicos deben estar en un rango de iluminación de entre 300 a 500 lux. Si estos rangos no están en el nivel indicado, es necesario aplicar estrategias que regulen la temperatura en el caso del confort térmico, como también estrategias que logren generar una mejor iluminación para alcanzar un rango de confort lumínico adecuado dentro del recinto.  Al aplicar las estrategias de diseño bioclimático las cuales son: evaluación arquitectónica, captación solar directa, captación solar indirecta, ventilación cruzada, iluminación lateral, iluminación cenital, distribución de luz en los espacios de la zona académica de un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario, se pudo obtener tanto el confort térmico como lumínico.  Al determinar los lineamientos de diseño arquitectónico para un Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el distrito de José Gálvez, se pudo obtener que de acuerdo a la evaluación arquitectónica la forma del edificio debe ser de forma rectangular con la fachada más larga orientada al norte, para así tener mejor aprovechamiento del sol, ya sea para captación solar como para captación lumínica. Por otro lado, en la evaluación medio ambiental, el distrito se encuentra en una zona Mesoandina y, por ende, se deben de aplicar estrategias de diseño pasivo que generen calefacción dentro del espacio, ya sea por captación solar directa o captación solar indirecta; a su vez, es esencial que se tome como material principal el concreto simple o armado, por tener coeficientes que son más resistentes al clima frío. En relación a las estrategias de iluminación natural, se debe aplicar la de iluminación lateral, con una proporción óptima de 2/1 en vanos, esto para lograr mayor cantidad de luxes dentro del recinto; a su vez, se aplicarán repisas de luz en la zona de salones para evitar deslumbramientos en las horas de estudio; por último, se aplicarán atrios en los espacios de receso u ocio, donde la fachada este en la orientación menos privilegiada, Navarrete Araujo, Luis Ernesto 91 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 en este caso la orientación sur, esto para poder generar luz sin necesidad de algún sistema artificial. Todos estos lineamientos aplicados a la zona académica del Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario en el Distrito de José Gálvez, ayudaron a obtener un diseño arquitectónico bioclimático óptimo, mejorando la calidad de aprendizaje del usuario. 6.5. Recomendaciones De acuerdo a los casos arquitectónicos estudiados, se recomienda que:  Se recomienda aplicar para los resultados otro tipo de software, y así poder comparar los resultados obtenidos para así poder tener un mejor alcance de cada estudio.  Para futuras investigaciones, se recomienda ampliar la investigación sobre otros tipos de confort, para la zona académica de un CITE Navarrete Araujo, Luis Ernesto 92 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 REFERENCIAS Agencia Chilena de Eficiencia Energética. (2012). 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Navarrete Araujo, Luis Ernesto 95 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2018 ANEXOS  Anexo n° 01: Matriz de Consistencia.  Anexo n° 02: Ficha Documentaria – envolvente térmica de materiales.  Anexo n° 03: Ficha Documentaria – muro trombe.  Anexo n° 04: Ficha de Caso 01.1 – Edificio Manuel Anabalón Sáez.  Anexo n° 05: Ficha de Caso 01.2 – Edificio Manuel Anabalón Sáez.  Anexo n° 06: Ficha de Caso 01.3 – Edificio Manuel Anabalón Sáez  Anexo n° 07: Ficha de Caso 02.1 – Edificio de aprendizaje de naturaleza y medio ambiente  Anexo n° 08: Ficha de Caso 02.2 – Edificio de aprendizaje de naturaleza y medio ambiente  Anexo n° 09: Ficha de Caso 02.3 – Edificio de aprendizaje de naturaleza y medio ambiente  Anexo n° 10: Ficha de Caso 03.1 – Edificio de aprendizaje de naturaleza y medio ambiente  Anexo n° 11: Ficha de Caso 03.2 – Colegio Santa Elena  Anexo n° 12: Ficha de Caso 03.3 – Colegio Santa Elena  Anexo n° 13: Programación Arquitectónica – Colegio Santa Elena Navarrete Araujo, Luis Ernesto 96 ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICO EN LOS ESPACIOS ACADÉMICOS PARA GENERAR CONFORT TÉRMICO Y LUMÍNICO EN UN CENTRO DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICO PRODUCTIVO PECUARIO EN EL DISTRITO DE JOSÉ GÁLVEZ – CELENDIN EN EL AÑO 2017 Anexo n°01: Matriz de Consistencia - Centro de Innovación Tecnológico Productivo Pecuario. Problema Objetivo Hipótesis Variables Marco teórico Indicadores Evaluación Ubicación Medioambiental Clima Las estrategias de diseño Estrategias de diseño Evaluación Orientación del Edificio bioclimático; las cuales bioclimático Arquitectónica Forma del Edificio son: evaluación Se puede definir como aquellas que, Envolvente Térmica de Inercia Térmica ambiental, evaluación contribuyen a la reducción de la ¿Cuáles son las arquitectónica, estrategias Materiales Aislamiento Térmico estrategias de diseño de envolvente térmica de demanda energética de las Estrategias de Tamaño de Vanos bioclimático que Determinar cuáles son materiales, calefacción diferentes soluciones constructivas, Muro Trombe ayudan a generar las estrategias de diseño Calefacción Pasiva pasiva, refrigeración aplicando diversos criterios Muro de Inercia confort térmico y bioclimático ayudan a pasiva e iluminación bioclimáticos para poder generar un Patios lumínico dentro de generar confort térmico y natural, ayudan a generar bajo impacto ambiental (Junta de Estrategias de los espacios lumínico en los espacios Ventilación Cruzada el confort térmico en un académicos de un Castillas y León, 2015). Refrigeración Pasiva Ventilación por efecto Convectivo académicos de un rango de temperatura Centro de Innovación Centro de Innovación interior de entre 19°C a Estrategias de Iluminación Lateral Tecnológico Tecnológico Productivo 23.9°C y el confort Iluminación Natural Iluminación Cenital Productivo Pecuario Pecuario en el Distrito de lumínico en un rango de Sistemas de Distribución de Luz en el Distrito de José José Gálvez - Celendín entre 250 a 500 lux, en el Confort térmico y lumínico Humedad Humedad relativa Gálvez – Celendín, en el año 2018. diseño arquitectónico de Son elementos perceptivos del Temperatura del aire interior en el año 2018? los espacios académicos Temperaturamedio ambiente que actúan sobre el Temperatura radiante de un Centro de cuerpo humano. Estos elementos Transmitancia Transmitancia de la envolvente Innovación Tecnológico pueden ser controlados y con ello se Productivo Pecuario en puede lograr la sensación óptima José Gálvez – Celendín, que una persona puede en el año 2018 experimentar en el interior de una Iluminación Natural Iluminancia (LUX) edificación (Narváez, Quezada y Villavicencio, 2015). Elaboración propia Navarrete Araujo, Luis Ernesto pág. 97