Acondicionamiento Ambiental: Estudio Urbano de Orientación en Arquitectura y Urbanismo

• Introducción
• Acondicionamiento ambiental
• Medio Ambiente
•  Arquitectura Bioclimática
• Relación entre los elementos del Medio Ambiente
• Arquitectura del Paisaje
• Imagen Urbana
• Análisis del Proyecto
• Bibliografía

Introducción:

La construcción es importante para muchos; porque la casa es una necesidad primordial, el refugio de las fuerzas hostiles de la naturaleza y de los otros humanos; porque en la casa pasamos gran parte de nuestra existencia; porque la ciudad, hecha de edificios y de espacios abiertos entre lo construido, refleja gran parte de nuestro entender la civilización y la sociedad; porque los edificios hospedan los servicios que diariamente utilizamos – escuelas, hospitales, despachos, bancos, museos – y muchas actividades productivas.

Cuando vamos a diseñar, construir o reformar una vivienda, convendríamos tomar en cuenta aspectos tan diversos, como la estética, el espacio, el confort, la climatización, el paisaje, etc.…. Una casa, debería ser como un traje a la medida, debe encajar a la perfección con los hábitos, el estilo de vida, las preferencias, las simpatías y las manías de quienes la habita, ello se consigue distribuyendo los espacios de manera racional, tendiendo en cuenta los aspectos prácticos, económicos y estéticos que confluyen en ella. Nunca se tiene que descuidar el aspecto exterior, resultante de la combinación de materiales, colores acabados y que debe ser concebido en términos visuales, de acuerdo con la estructura y el mobiliario, para conseguir de esta manera un efecto armonioso; asimismo, no debemos descuidar la parte ecológica, dirigida hacia la adecuación y utilización positiva de las condiciones medioambientales. Sin embargo, las relaciones entre edificación y medio ambiente son mucho más extensas y complejas.

Para llegar a un diseño arquitectónico integrado en su medio ambiente, y sobre todo para aprovechar positivamente las condiciones del medio natural, hay que tener en cuenta toda una serie de variables que deben ser reflejadas y acogidas en la formalización y adecuación constructiva, siendo relacionadas con las respuestas del diseño.

"Así como los primeros hombres se construyeron moradas y en su primera construcción tendían a realizar un ambiente más favorable para su vida, a construirse un clima artificial, igualmente construían según una intencionalidad estética. Iniciaron la arquitectura al mismo tiempo que el primer trazo de la ciudad; la arquitectura es, así, connatural a la formación de la civilización y un hecho permanente, universal y necesario.

Creación de un ambiente más propicio a la vida e intencionalidad estética son los caracteres permanentes de la arquitectura;" y nosotros como seres pensantes e inteligentes debemos mantener un ambiente ecológico adecuado para las futuras generaciones.

1. Acondicionamiento Ambiental.

Es el estudio de las modificaciones de los elementos de la arquitectura y del urbanismo que tienen sobre los elementos del clima total acondicionamiento exterior.

Condiciones exteriores que influyen:

En el acondicionamiento ambiental preparamos un contexto de manera adecuada para un fin en la calidad de las condiciones debidas (confort del medio ambiente).

2. Acondicionamiento, Conceptos Básicos, Factores y Confort del Medio Ambiente.

El medio ambiente va ha determinar en el área de la arquitectura el uso de los modificadores del clima. La preocupación por el ambiente posee una larga historia relacionada con la ciencia ecológica, ya que fueron los ecólogos los que primero dieron la voz de alerta con relación a un industrialismo contaminante y destructivo del planeta, por lo tanto antes de empezar a estudiar todas las variables mencionadas, debemos tener en cuentas los conceptos básicos del medio ambiente.

2.1. Conceptos Básicos:

2. Ecología:

Es la ciencia que estudia las relaciones existentes entre los seres vivientes y el medio en que viven. Esta depende de las ciencias físicas y químicas para el estudio de los ambientes. Algunos sociólogos han intentado servirse de la ecología para estudiar las sociedades urbanas modernas en su red de relaciones y en sus esquemas de comportamiento.

2. Ecosistema:

Es un sistema cerrado y en equilibrio para lo que respecta a la materia, y como un sistema abierto para la energía que procede del sol. Son ejemplos de ecosistema un lago o un bosque etc.

En los ecosistemas encontramos los componentes Abióticos: agua, las sales, las sustancias orgánicas, el oxigeno, el anhídrido carbónico, la acidez, la presión, la temperatura etc. Y los elementos Bióticos: seres productores (vegetales fotosintéticos y bacterias quimiosintéticas), seres consumidores (herbívoros y carnívoros)

3. Comunidad Bioma:

Son regiones ecológicas de gran extensión habitadas por ciertos tipos de vida, especialmente vegetación. Ejemplo de estas zonas de vegetación a gran escala son los bosques, desiertos y praderas.

Cada bioma consta de un gran número de ecosistema, cuyas comunidades se han adaptado a diferencias pequeñas en el clima, suelo y otros factores ambientales dentro del bioma.

4. Energía Solar:

La energía solar recibida en distintas épocas, actúan como mecanismos de control de la temperaturas atmosféricas que a su vez tienen influencia decisiva en las variaciones de presión, movimiento de las masas de aire, precipitaciones y corrientes marinas. Todos estos elementos determinan conjuntamente los distintos climas de la tierra.

5. Clima:

Es el agente más importante entre los que tienen influencia en la formación del suelo. Dentro de los elementos climáticos se destacan la humedad (precipitación, evaporación y humedad relativa), la temperatura y el viento.

6. Precipitación:

Suministra el agua necesaria para las actividades biológicas y químicas. Al disolverse las sustancias en el agua, ellas se ionizan, lo cual facilita el intercambio de elementos necesarios para el desarrollo de las plantas y del suelo.

7. El Viento:

Aumenta la evaporación y arrastra la superficie en las regiones que están desprovistas de vegetación.

8. Atmósfera:

Es una delgada envoltura gaseosa que rodea al planeta. Cerca del 95% de la masa de aire del planeta se encuentra en la capa más interna de la atmósfera, conocida como Troposfera, que se extiende unos 17 Km. Sobre el nivel del mar. La segunda capa de la atmósfera que se extiende de 17 a 48 Km. Sobre la superficie de la tierra, se llama estratosfera.

9. Hidrosfera:

El agua liquida (océanos, mares lagos, y otros cuerpos de agua superficial y subterránea), agua congelada (casquetes polares, témpanos de hielo flotantes y hielo en el suelo conocido como permafrost o de congelación permanente), y cantidades pequeñas de vapor de agua en la atmósfera.

10. La Geosfera:

Formada por el núcleo, el manto y la corteza (que contiene el suelo y las rocas). Los combustibles fósiles y los minerales que usamos, se encuentran en la corteza en el manto superior de la tierra, conocido como Litosfera. Esta consta de varias placas gigantescas que han estado moviéndose muy lentamente durante ciento de millones de años.

11. La Biosfera:

Todo el dominio donde se encuentra la vida. Consta de partes de la atmósfera (la Troposfera), la hidrosfera (principalmente el agua superficial y subterránea) y la litosfera (principalmente el suelo y las rocas y los sedimentos en el fondo de los mares y océanos donde se encuentra la vida.

12. Latitud:

Distancia angular sobre la superficie terrestre, medida a partir del ecuador (hacia el norte y hacia el sur).

13. Altitud:

Altura sobre el nivel del mar.

14. Nivel Freático:

Superficie superior de la zona de saturación acuosa en la que todos los poros disponibles en el suelo y roca de esta porción de la corteza terrestre, se encuentran llenos de agua.

15. Geometría:

Es la rama de la matemática que se necesitaba para medir la tierra, en general, para las obras (puentes, acueductos, edificios, etc.). La geometría ha estado sometida a más cambios a lo largo de la historia. Con los griegos alcanzo su plenitud, después cayo en el olvido con los éxitos del Álgebra y el Cálculo. En el siglo XIX recobro la importancia que tiene actualmente.

16. Población:

Grupo de organismos de la misma especie que viven en un área o región en particular.

El explosivo aumento de la población mundial y los desequilibrios que caracterizan su composición y estructura, junto con el contexto socio económico en el que estos fenómenos se producen son, en nuestros días, cuestiones claves para entender la crisis ambiental.

17. Contaminación:

Todo cambio indeseable en las características del aire, el agua, el suelo o los alimentos que afecta nocivamente la salud, la sobrevivencia o las actividades de los humanos u otros organismos vivos.

Los efectos que genera la contaminación son:

1. Daños a la propiedad: Corrosión de metales, disolución de los materiales de construcción de los edificios.

2. Daño a la vida vegetal y animal: producción disminuida de árboles y cultivos, efectos nocivos para la salud de los animales.

3. Daño a la salud humana: diseminación de enfermedades infecciosas, irritación y padecimiento del sistema respiratorio, daño genético, reproductivo y cancerigeno.

4. Alteración de los sistemas naturales: que soportan la vida a niveles local, regional y global. Cambio del clima y disminución del reciclado natural de sustancias químicas, suministros energéticos.

5. Molestias y deterioro: olores, sabores desagradables, visibilidad atmosférica reducida, edificaciones y monumentos deteriorados y manchados.

17.1. Contaminación del aire:

El aire limpio se compone de elementos químicos que se han producido naturalmente por miles de años. El nitrógeno y el oxígeno son los elementos que conforman mayoritariamente el aire. El aire limpio contiene cantidades variables de vapor de agua y trazas de gases como el helio y dióxido de carbono. Se dice que el aire es limpio cuando los niveles químicos y físicos de sus componentes, no afectan el bienestar humano.

La contaminación del aire se asocia a la actividad del hombre, aunque la naturaleza también tiene un efecto contaminante, por ejemplo durante erupciones volcánicas. La contaminación se agudiza con el aumento de la población y las actividades derivadas de la industrialización y del uso masivo de los diferentes medios de transporte. Esto se debe a que la mayor parte de las fuentes de contaminación se asocian al uso de combustibles fósiles, tales como el carbón, petróleo, gasolina y gas natural. La quema de combustibles fósiles produce gases dañinos, entre otros, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles (COV); también genera materiales con partículas de pequeños tamaños, tales como el hollín y la ceniza.

17.2. Contaminación Acústica:

El ruido es una de las principales causas de preocupación entre la población de las ciudades, ya que incide en el nivel de calidad de vida y además puede provocar efectos nocivos sobre la salud, el comportamiento y actividades del hombre, y provoca efectos psicológicos y sociales. El incremento de los niveles de ruido ha crecido de forma desproporcionada en las últimas décadas y sólo en España se calcula que al menos 9 millones de personas soportan niveles medios de 65 decibelios (db), siendo el segundo país, detrás de Japón, con mayor índice de población expuesta a altos niveles de contaminación acústica. 

17.3. Contaminación Urbana:

La contaminación de las ciudades está determinada por un sinnúmero de variables. El ambiente natural regido por elementos geográficos define que una ciudad sea más contaminada que otra; las características del ambiente cultural también son determinantes en los grados de polución urbana. Dentro de los factores que pueden influir en la contaminación urbana tenemos:

• Factores geográficos
• Vientos regionales
• Vientos locales
• Volumen de población
• Tamaño y forma de la ciudad
• Hacinamiento
• Marginalidad, etc.…

17.4. Contaminación de las aguas:

Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana.  El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida. La degradación de las aguas viene de antiguo y en algunos lugares, como la desembocadura del Nilo, hay niveles altos de contaminación desde hace siglos; pero ha sido en este siglo cuando se ha extendido este problema a ríos y mares de todo el mundo. Primero fueron los ríos, las zonas portuarias de las grandes ciudades y las zonas industriales las que se convirtieron en sucias cloacas, cargadas de productos químicos, espumas y toda clase de contaminantes. Con la industrialización y el desarrollo económico este problema se ha ido trasladando a los países en vías de desarrollo, a la vez que en los países desarrollados se producían importantes mejoras. En América Latina la cantidad de aguas tratadas es pequeñísima: se estima que menos de 2% de las aguas residuales de la región reciben algún tipo de tratamiento. En una de las mayores y más modernas ciudades de la región, Sao Paulo, sólo se trata 5% de los 25 m3/seg. de los efluentes de la zona metropolitana. En otras ciudades la situación es aún más seria. Situación que se agrava por el mal funcionamiento de las plantas existentes, debido a problemas técnicos de operación, de mantenimiento o simplemente su subutilización.

18. Efecto Invernadero:

Se conoce por efecto invernadero, al papel que desempeña la atmósfera en el calentamiento global de la superficie terrestre.

La atmósfera es casi transparente a las radiaciones solares, que la cruzan y llegan a la superficie de la Tierra, donde, o son absorbidas, o reflejadas al exterior. Sin embargo, esa energía que escapa puede volver a la Tierra si se encuentra con determinadas moléculas, entre las que destacaremos la de CO2 (dióxido de carbono). Si se produce un aumento de dicha sustancia en la atmósfera, es evidente que escapara menos energía de lo normal, lo que provoca el ya mencionado calentamiento global.

19. Masa de almacenamiento Térmico:

Elementos constructivos de alta densidad como mampostería o agua en contenedores para adsorber el calor solar durante el día para liberarlo más tarde cuando el calor sea necesario.

20. Espacios Acondicionados y no acondicionados:

Los espacios acondicionados necesitan tratamiento del aire como aumento de calor, eliminación de calor, eliminación de humedad o eliminación de contaminación. Los espacios no acondicionados no necesitan tal acondicionamiento del aire y no requieren de un esfuerzo adicional para el control d la infiltración.

21. Aprovechamiento Solar en el espacio Urbano:

Proceso de la organización del medio físico, natural o artificial, que se integra a la planeación urbana y cuyo procedimiento consiste en el ordenamiento del espacio público por medio de una correcta utilización de los recursos naturales, para mejorar las condiciones ambientales a favor de los asentamiento; tanto urbanos como naturales.

22. Armonía:

Disposición ordenada, grata y coherente de elementos o de partes en una obra de arte.

23. Equilibrio:

Estabilidad entre elementos en contraste, oposición o interacción. También, disposición o proporción grata y armoniosa de las partes o elementos de un diseño o de una composición.

24. Zona de Confort:

Estado psicofisiológico bajo el cual la mayoría de los usuarios de un espacio manifiestan satisfacción con el medio ambiente que les rodea. Es el punto de equilibrio entre las condiciones ambientales externas y las del interior de un espacio, que permite la realización de las diversas actividades de los usuarios bajo condiciones confortables y satisfactorias.  

2.2. Medio Ambiente.

Todas las condiciones y factores externos, vivientes y no vivientes (sustancias y energía), que influyen en un organismo u otro sistema especifico durante su periodo de vida.

El medio ambiente es el hábitat de una especie muy concreta, la del hombre. Este viene definido en función de las características y requerimientos de la especie humana, la cual tiene ciertas peculiaridades añadidas en relación a las demás especies animales o vegetales que pueblan la Tierra. El hombre es una especie cultural y tecnológica: adapta su propio hábitat y emplea para ello elementos que él mismo genera. Por ello, el medio ambiente como concepto autoecológico (antropocéntrico) va a incluir tanto el hábitat natural, el seminatural y el rural como el urbano: todo el hábitat del hombre.

El medio ambiente va ha determinar en el área de arquitectura el uso del suelo, seguridad, confort para aprovechar el máximo del mismo.

2.2.1. Entropía Ambiental: Es aquella situación de degeneración y desequilibrio del medio natural, generando el rompimiento del sistema como tal por la alteración de uno de los elementos.

2.3. Elementos y Factores del Medio Ambiente.

2.3.1 Clima:

1. Temperatura: Es el grado de calor en los cuerpos, también en el aire. Lo más importante para el buen diseño urbano sobre un medio ambiente, es conocer como dato las radiaciones directas en el plano, tanto vertical como horizontal para lograr un buen confort.
2. Factores Climáticos:

• Vegetación: Sombra, Humedad, Oxigeno, Ambientación, Temperatura (latitud, longitud, relieve altitud), Paisajismo (estética).
• Terreno: Llanura, selva, Montaña, Costa, Insular, Bosque, Desierto

1. Humedad: Es la cantidad de vapor de agua en un volumen de aire. Humedad Relativa y Absoluta. La humedad relativa es la capacidad que tiene el aire para absorber vapor de agua. Para ello necesita energía calorífica, por lo que esta capacidad depende de la temperatura del aire. La humedad relativa se mide en tantos por ciento. Para una misma humedad absoluta, la humedad relativa aumenta cuando desciende la temperatura. Para el clima, lo más interesante es la humedad relativa ya que una masa de aire saturada, o cercana a la saturación, es una masa de aire húmedo y las plantas pueden aprovechar su agua, mientras que de una masa de aire seco no, aunque tenga mayor humedad absoluta

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1. Tipos de Vientos

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2. Vientos: El aire atmosférico en movimiento, que es lo que propiamente constituye el viento corre por lo común en dirección horizontal y rara vez en sentido vertical. El viento es el factor climático más importante dentro del diseño urbano ya que estudiamos el movimiento del aire (velocidad y dirección). Después del asoleamiento, los vientos son el factor climático más importante a considerar dentro del diseño, ya que el manejo combinado de ambos puede dar por resultado espacios abiertos o cerrados, dentro del rango de confort de temperatura. Resulta indispensable obtener las mediciones de vientos dominantes en porcentajes de tiempo, su velocidad, y si son fríos o brisas calidas, a fin de determinar las condiciones de flujo de aire de una localidad
3. Asolamiento: Es el que se encarga de analizar la dirección e incidencia de los rayos solares en diferentes épocas del año, para las cuales utilizamos la grafica solar; esta se encarga de realizar un análisis de asolamiento (rayos solares) que inciden en ciertas fechas, hora y orientación. En un país con diversidad de climas, en el que el asoleamiento varia de estación en estación y de hora en hora, es importante conocer las trayectorias solares para contar con información que ayude a resolver problemas exposición solar y sombras.

En el cuadro siguiente se presentan las inclinaciones solares; estas son las fechas en las que las condiciones solares son extremas. La posición del sol con respecto a cualquier punto de la superficie de la tierra se define con el ángulo de azimut y con el ángulo de altitud. Estos ángulos quedan determinados por la latitud, la fecha y la hora del lugar que se interese obtener el asoleamiento. El azimut es un ángulo que se mide horizontalmente desde el meridiano Norte. Para las horas de la mañana se mide en la dirección Este y para las horas de la tarde se mide en la dirección Oeste. La altitud es un ángulo que se mide verticalmente, entre el sol y el plano horizontal del horizonte. El meridiano Norte es el verdadero meridiano Norte, y no el norte magnético que está ligeramente desviado.

 Las radiaciones se miden:

1 caloría/Cm.2 x minuto

A la Atmósfera llegan 2 calorías/Cm.2 x min.

La Atmósfera absorbe 75%

El resto llega a la Tierra (25%)

2.3.1.1.- Tipos de Clima:

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2.3.1.2. Valorización del Clima

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2.4. Estudios Urbanos de Orientación y Criterios de Diseño tomando en cuenta el Medio Ambiente Natural.

El estudio urbano es la parte fundamental que estudia la climatología en el trazado urbano para dotar a las viviendas de mejores ventajas ambientales a fin de propiciar mayor comodidad en el interior; aprovechar las bondades del clima y obstaculizar los efectos adversos que producen incomodidad y malestar.

2.4.1 Factores a tomar en cuenta al proyectar

A la hora de realizar un diseño urbanístico tomaremos en cuenta como factor importante el Clima; dicho clima esta definido por la actitud:

Clima —- Asoleamiento —– Vientos

—–Lluvias

—–Vegetación

Para lograr un excelente diseño urbano o arquitectónico eficiente se debe buscar la manera de aprovechar las condiciones climáticas favorables y de matizar las condiciones desfavorables.

2.4.1.1.- Diseño Urbano

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2.4.1.2.- Diseño arquitectónico.

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2.5. Confort del Medio Ambiente.

El confort, es todo lo que nos rodea; una buena disposición de las formas para el uso al que están destinadas; abundancia de las cosas necesarias para vivir bien; todo esto englobado en un ambiente agradable.

Elementos:

2.5.1. Protección Solar: Es el que se encarga de estudiar el aprovechamiento de los rayos solares y radiaciones solares.

2.5.2. Circulación del aire: Se trata de estudiar el aprovechamiento del aire dentro de los desarrollos urbanos o viviendas; por esto es necesario prever la circulación cruzada o en línea.

2.5.3. Protección de Lluvias: Es importante los lugares donde hay una constante pluviosidad, en tal sentido de mantener fresco los ambientes y no húmedos.

2.5.4. Luz Natural: Es imprescindible a la hora de realizar un diseño, el crear ambientes con el mayor porcentaje de luz natural y evitar los reflejos solares.

2.5.5. Ubicación de la Vivienda: Se encarga del estudio directo de cada uno de los diseños urbanos, es necesario que el diseñador tome en cuenta los elementos nombrados anteriormente.

2.5.6. Zonificación: Se llama zonificación, a un estudio previo elaborado por un ente oficial para la región, y esta basado en los estudios hechos por periodos mayores de 20 años, entre las zonificaciones terrenas.

Al diseñar una edificación, debemos tomar en cuenta la ubicación de la vivienda, esta queda a criterio de cada quien; asimismo debemos estudiar los ejes principales y accesos con que debe contar dicho desarrollo.

2.5.6.1. Tipos de Zonificación

1. Zonas Residenciales

Alta, Baja, Media

2. Zonas Comerciales

–Zonificación (centro comercial)

–Zonas de (panadería, automercados)

–Baños

3. Uso Industrial

– Ligera

– Media

– Pesada

4. Zona Pública

– Teatro

– Casa de Gobierno

– Palacio de Justicia

5. Uso Recreativo-

– Autodromos

– Stadium

6. Zonas agrícolas Vialidad-

– Avenida Principal,

– Secundaria,

– Calle, vereda

2.5.7. Espacios Libres: Los espacios libres son necesarios para crear ciertos ambientes de confort y de protección, para aprovechar los elementos naturales como el viento, la temperatura, las lluvias, y no crear caos entre un desarrollo urbano.

2.5.8. Vegetación: Es importante tomar un conocimiento de los tipos de vegetación que se dan en las áreas y climas de nuestro desarrollo urbanístico, para esto hay que hacer un estudio de aquellos árboles que son frondosos o espinosos, que las raíces no sobresalgan de la tierra, que tengan larga duración y que sean resistentes a los vientos y climas de cada región.

2.5.9. Vialidad: Este estudio tiene que ver con la zonificación.