4.2. Object-based Features
4.2.1. Feature Variables
El confort térmico es el estado en el que el mecanismo termo-regulador del cuerpo no es sometido a esfuerzos significativos, es decir, aquella condición en la que el usuario siente satisfacción respecto al ambiente térmico en el que está. Según la norma ISO 7730 /2006, se define como “una condición mental en la que se expresa la satisfacción con el ambiente térmico”. Y de acuerdo con la parte 1 del CTE, se concreta como el bienestar higrotérmico como las condiciones interiores de temperatura, humedad y velocidad del aire establecidas reglamentariamente y que producen una sensación de bienestar adecuada y suficiente a sus ocupantes.
Debido a la actividad metabólica, el cuerpo humano produce trabajo y calor. Esta producción interna de calor debe equilibrar las pérdidas y ganancias de calor ambiente, puesto que la temperatura interna debe mantenerse invariable (entre 36.5 y 37 º C para el ser humano). Cuando no se consigue este equilibrio, la temperatura de las partes internas del cuerpo sube o baja según la pérdida de calor sea menor o mayor que la producción de calor, hasta que se consigue la estabilización en un nuevo nivel o, si no se consigue, hasta que el cuerpo sufre un colapso (congelación o golpe de calor).
Estos cambios de calor se producen por los métodos de transferencia vistos en el Apartado 2.5 de este PFC: conducción, convección y por radiación con el aire ambiente y las superficies que le rodean, respectivamente, y también, se puede perder calor por evaporación del sudor y el agua de los pulmones.
El bienestar higrotérmico no se consigue solamente con mantener a cero el balance de energía entre cuerpo y el ambiente – condición necesaria para la supervivencia-, sino que, para alcanzar este balance nulo, el cuerpo pierde calor a la velocidad adecuada, cediendo el calor a un determinado ritmo. Si este ritmo o velocidad se incrementa se siente frío (cesión de calor muy rápida), si decrece se siente calor (cesión de calor muy lenta). El ritmo al que pierde calor el organismo se denomina velocidad o actividad del metabolismo (M). Se cuantifica en la siguiente expresión: [14]
(Ec.28) M - W = ±CV ± R ± CC ± RS + EV +D + A
; dónde:
M Velocidad del metabolismo
W Energía mecánica
CV Intercambios por convección R Intercambios por radiación CC Intercambios por conducción
EV Pérdidas por evapotranspiración D Difusión de vapor de agua desde la piel
A Energía acumulada
El confort térmico o bienestar es el resultado de la interacción conjunta y compleja de varios parámetros globales externos, como la temperatura del aire, la velocidad del mismo y la humedad relativa, y otros específicos internos como el sexo, la edad, la actividad física desarrollada, la cantidad de ropa o el metabolismo de cada individuo. Todos ellos se pueden agrupar en cuatro categorías: parámetros geográficos, parámetros climáticos, parámetros personales y parámetros del espacio interior (Tabla 5.2):
Latitud Parámetros geográficos
Altitud Temperatura Humedad
Movimiento del aire Parámetros climáticos Radiación Actividad Arropamiento Edad Sexo Parámetros personales Previsibilidad subjetiva Tiempo de ocupación
Gradiente vertical de temperatura
Radiación de onda larga emitida por los parámetros interiores Variación periódica de la temperatura
Parámetros del espacio interior
Asimetría radiante entre parámetros Tabla 5.2. Relación de parámetros vinculados al bienestar. [14]
De la combinación múltiple de estos parámetros surgen los índices de bienestar (Tabla 5.3), resultado de las diferentes investigaciones en torno al confort higrotérmico, ligados también a los diagramas o cartas
bioclimáticas que definen el confort por áreas (Parte 4 del presente PFC). Temperatura Humedad Índices de Bienestar Directos
Velocidad del aire
Temperatura Media Radiante Temperatura Equivalente Temperatura Operativa Índices de Bienestar Derivados de los Directos
Temperatura Operativa Húmeda Temperatura Efectiva
Índice de Enfriamiento por Viento Voto Medio Observado
Voto Medio Previsto (PMV) Índice de Confort Ecuatorial
Porcentaje de Personas Insatisfechas (PPD) Índices de Bienestar Empíricos
Índice de Temperatura Húmeda – Temperatura de Globo Tabla 5.3. Clasificación de los índices de bienestar. [14]
En referencia a la normativa en nuestro país, el RITE Reglamento de Instalaciones Térmicas en los edificios y sus instrucciones técnicas complementarias ITE, incorpora la determinación de las condiciones interiores de bienestar térmico basadas en los índices de temperatura operativa y la humedad relativa.
Condiciones interiores de diseño
Estación Temperatura operativa ºC Humedad relativa %
Verano 23…25 45…60
Invierno 21…23 40…50
Tabla 5.4. Condiciones interiores de diseño (bienestar higrotérmico) Fuente: RITE, IT1.1.4.1. Exigencia de calidad térmica del ambiente.
Estas condiciones de bienestar establecidas por el RITE se fijan en función de todos los condicionantes implicados (arropamiento, actividad, etc.…) y en general, deben estar comprendidos entre los siguientes valores de la temperatura operativa:
1. Las condiciones interiores de diseño de la temperatura operativa y la humedad relativa se fijarán en base a la actividad metabólica de las personas, su grado de vestimenta y el porcentaje estimado de insatisfechos (PPD), según los siguientes casos:
a. Para personas con actividad metabólica sedentaria de 1,2 met, con grado de vestimenta de 0,5 clo en verano y 1 clo en invierno y un PPD entre el 10 y el 15 %, los valores de la temperatura operativa y de la humedad relativa estarán comprendidos entre los límites indicados en la tabla 5.4.
b. Para valores diferentes de la actividad metabólica, grado de vestimenta y PPD del apartado a) es válido el calculo de la temperatura operativa y la humedad relativa realizado por el procedimiento indicado en la norma UNE-EN ISO 7730.
2. Al cambiar las condiciones exteriores la temperatura operativa se podrá variar entre los dos valores calculados para las condiciones extremas de diseño, Se podrá admitir una humedad relativa del 35 % en las condiciones extremas de invierno durante cortos períodos de tiempo.
3. La temperatura seca del aire de los locales que alberguen piscinas climatizadas se mantendrá entre 1 ºC y 2 ºC por encima de la del agua del vaso, con un máximo de 30 ºC. La humedad relativa del local se mantendrá siempre por debajo del 65 %, para proteger los cerramientos de la formación de condensaciones.
Por último, será a través de las estrategias vistas en la Parte 2 con las que se consiga que la envolvente térmica cumpla con la función de proporcionar el ambiente térmico confortable y deseable en el interior del edificio. 5.3 CONFORT VISUAL
El confort visual se define como aquella condición mental que expresa satisfacción con el ambiente visual. Presenta dos aspectos básicos:
1. Aspecto Cuantitativo: la cantidad de luz o iluminancia, que es el flujo luminoso que incide sobre una superficie. Su unidad de medida es el Lux (1 lumen/m2).
2. Aspecto Cualitativo: color de la luz y eliminación de aspectos molestos como el deslumbramiento o los parpadeos.
Los requisitos que un sistema de iluminación debe cumplir para proporcionar las condiciones necesarias de confort visual son los siguientes:
• Iluminación uniforme • Luminancia óptima
• Ausencia de brillos deslumbrantes directos por luz solar o fuentes de alta luminancia. • Ausencia de deslumbramientos indirectos producidos por superficies reflectantes. • Condiciones de contraste adecuadas.
• Percepción correcta de colores.
• Ausencia de luces intermitentes (parpadeos) o efectos estroboscópicos. La arquitectura bioclimática busca conseguir un correcto confort visual a través de:
- Orientación del edificio y correcto distanciamiento de los edificios colindantes, para evitar sombras indeseadas.
- Utilización de persianas, estores, cortinas y toldos, destinados a controlar tanto la radiación solar directa como el posible deslumbramiento.
- El espectro de la luz artificial de día debe parecerse al de la luz natural, satisfaciendo ambas los requerimientos fisiológicos y de salud: intensidad óptima, protección contra el deslumbramiento, claridad, evitar las sombras, contraste adecuado.
- Uso siempre que sea posible de la iluminación natural, por ser de mayor calidad (mejor adaptabilidad del ojo humano) y por ahorro energético.
- Uso de la iluminación artificial cuando no sea posible la natural, y para complementar el nivel de iluminación insuficiente proporcionado por la diurna.
- Al utilizar iluminación artificial, se deben elegir las lámparas más adecuadas teniendo en cuenta: Cantidad de luz que emite.
Rendimiento y duración.
Rendimiento en color (sobre objetos).
Color aparente (apariencia de la luz que emite).
- Se deberá realizar un mantenimiento periódico de las luminarias: limpieza de las mismas y sustitución de lámparas fuera de servicio.
- No utilizar sistemas o fuentes de luz que perjudiquen la percepción de los contrastes, de la profundidad o de la distancia entre objetos en la zona de trabajo, que produzcan una impresión visual de intermitencia o que puedan dar lugar a efectos estroboscópicos.
En el Código Técnico de la Edificación, DB-SUA Seguridad de Utilización y Accesibilidad, SUA4: Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada, se detallan las iluminancias mínimas para los recintos del edificio, según sean interiores o exteriores; los factores de uniformidad media y la posición y características mínimas de las luminarias.
Se debe proporcionar una iluminación que sea adecuada tanto cuantitativamente como cualitativamente. Una mala iluminación puede causar esfuerzo visual, fatiga, dolor de cabeza, irritabilidad, errores y accidentes. Unas condiciones confortables de iluminación en un espacio dependen de la cantidad, distribución y calidad de la luz. Se debe mantener un equilibrio entre los requerimientos de luz natural y los de confort térmico.
5.4 CONFORT ACÚSTICO
El confort acústico se refiere a la percepción que se da a través del sentido del oído, donde se incluyen, además de los factores acústicos, los factores del ruido. Los niveles de bienestar medios son difíciles de determinar puesto que dependen de la intensidad del sonido y de cómo se perciba.
Las fuentes sonoras son necesarias para la percepción global del entorno y, por tanto, no se contempla una ausencia total de sonidos como planteamiento base del confort acústico, puesto que esta ausencia podría afectar seriamente la salud física y mental del individuo.
El confort acústico se refiere a las sensaciones auditivas, tanto en contar con niveles sonoros adecuados (aspectos cuantitativos), como contar con una adecuada calidad sonora (aspectos referido al timbre, reverberación, enmascara-miento, etc.). Esto se consigue con unas adecuadas condiciones de reproducción sonora y evitando las molestias, perturbaciones e incluso daños físicos que producen los sonidos no deseados (ruidos) en el interior de un local. Los valores máximos admisibles de ruido se detallan en cada una de las ordenanzas municipales del lugar que se estudie.
Un ruido puede ser molesto aunque tenga un nivel de intensidad bajo, se produce la molestia por el hecho de ser un sonido indeseado. Un sonido se considera excitante a partir de los 50 db y puede llegar a producir lesiones a partir de los 95-100 db. Aunque el oído humano percibe frecuencias de entre 16 y 20.000 Hz, es más receptivo para la zona comprendida entre 200 y 5.000 Hz. Dentro de esta franja tiene mayor sensibilidad para las frecuencias graves (< 250 Hz) que agudas (> 1.000 Hz), siendo éstas últimas más perjudiciales para el oído. El ruido tiene diversos efectos tanto fisiológicos como psicológicos, entre los más importantes se pueden mencionar los siguientes:
- Interferencia en la comunicación.
- Pérdida temporal o permanente en forma gradual, parcial o total de la capacidad auditiva. - Perturbación del sueño.
- Estrés, dolor de cabeza, tensión,…
- Efectos en el rendimiento y disminución de la concentración. - Problemas psicológicos (ansiedad).
Los focos de producción de ruidos pueden ser innumerables, tanto externos (Tabla 5.5.) como internos (Tabla 5.6.). Cobran importancia los ruidos externos producidos por el tráfico, vecinos, fenómenos atmosféricos intensos; así como los internos derivados del uso de electrodomésticos, música, televisión o la propia conversación humana.
Nivel de presión sonora (dBA)
Fuente acústica Sensación acústica
130 Sirena a 30 m Intolerable
120 Despegue de un avión a 100 m Intolerable
110 Martillo neumático Intolerable
90 Camión circulando a 5 m Muy ruidoso
90 Proximidades de un colegio Muy ruidoso
90 Proximidades de un mercado Muy ruidoso
80 Tráfico denso Muy ruidoso
70 Paso de un automóvil a 5 m Muy ruidoso
40 Zona de viviendas durante la noche Poco ruidoso
25 Susurro Muy débil
Tabla 5.5. Niveles acústicos típicos producidos por fuentes exteriores. [14]
Nivel de presión sonora (dBA)
Fuente acústica Sensación acústica
100 Conversación muy fuerte Intolerable
90 Cuarto de calderas Muy ruidoso
90 Persona gritando Muy ruidoso
90 Lavaplatos Muy ruidoso
75 Carga y descarga de la cisterna del inodoro Muy ruidoso
75 Conversación media Muy ruidoso
70 Conversación normal Muy ruidoso
70 Lavadora Muy ruidoso
65 Arrastre de muebles Ruidoso
65 Subida o bajada de una persiana Ruidoso
60 Juegos infantiles Ruidoso
35 Frigorífico Poco ruidoso
35 Conversación en susurros Poco ruidoso
Tabla 5.6. Niveles acústicos típicos producidos por fuentes interiores. [14]
Por otro lado, otro aspecto que influye en la acústica interior de un recinto es el fenómeno de la reverberación. Éste consiste en la persistencia de un sonido después de haber cesado su emisión, y está motivado por las
reflexiones múltiples de las ondas sonoras sobre las superficies que limitan dicho recinto. Por tanto, el tiempo de reverberación de un local es el lapso de tiempo que tarda un sonido en dejar de ser percibido por el oyente al cesar la fuente sonora: si en un local se emite un sonido que se registra con un nivel de 90 dba, el tiempo necesario para que se perciba con un nivel de 30 dba será el tiempo de reverberación del local. La reverberación depende de la distancia entre el oyente y la fuente sonora, y la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.
Dentro de la arquitectura, la propagación del aire (como elemento generador de sonido) a través de los elementos constructivos (como medio de propagación), serán determinantes en cuanto al estudio y obtención del confort acústico.
Los elementos constructivos de la envolvente térmica: fachadas, cubiertas, medianeras y los suelos en contacto con el aire exterior; así como, las paredes interiores que conforman cada recinto del edificio; deben tener:
- Protección frente al ruido procedente del exterior con un adecuado aislamiento acústico a ruidos aéreos.
- Protección frente al ruido originado en recintos adyacentes siendo o no del mismo uso. - Adecuado aislamiento acústico a ruidos de impactos.
- Protección frente al ruido y las vibraciones que generan las instalaciones del edifico.
- Adecuado nivel de absorción acústica en los casos en los que se requiera disminuir la reverberación. En el Código Técnico de la Edificación, DB-HR. Protección frente al ruido, se especifican los valores límite del aislamiento acústico, del tiempo de reverberación, así como, el diseño y dimensionado del aislamiento acústico y las características exigibles a los materiales y elementos constructivos.
Aunque la calidad acústica no es un tema primordial, las estrategias de diseño bioclimático deben tener en cuenta las consecuencias acústicas. Por ejemplo, la ventilación natural puede suponer ventanas abiertas o huecos de ventilación entre espacios interiores, siendo el ruido obstructor o la pérdida de intimidad acústica dos de sus consecuencias más directas. Para evitar los niveles de ruido poco tolerables, y garantizar la intimidad acústica que ciertas actividades humanas requieren (trabajo intelectual, conversación, dormir), se deben tener en cuenta en la aplicación de las soluciones bioconstructivas en las fachadas:
- Orientación en la disposición de la ventilación natural.
- Uso de barreras acústicas que reduzcan la transmisión del ruido por impacto. - Correcto aislamiento acústico de los huecos con acristalamientos aislados. - Materiales de absorción acústica en el interior de los paramentos.
- Situación de los equipos generadores de ruido dentro del edificio en espacios vacíos y alejados de las estancias de uso.
5.5 CONFORT OLFATIVO
El confort olfativo se define como la sensación de disconformidad con el ambiente interior de un edificio provocado por los malos olores de las personas, de las sustancias orgánicas y/o del resto de materiales del interior de los edificios.
Aunque el organismo humano es capaz de adaptarse a los olores y dejar de apreciarlos con el tiempo, sus efectos irritantes sobre los ojos, la mucosa nasal e incluso la piel, no pueden evitarse. Es un factor a considerar sobre todo en lugares con altos índices de contaminación (grandes ciudades).
- Utilización de olores agradables con el objetivo de producir una cierta sensación psicológica de bienestar en el individuo, a través de plantas aromáticas u otros sistemas no energéticos ni contaminantes.
- Eliminación de la fuente contaminante, ya sea cualquier tipo de desechos sólidos, líquidos, químicos, naturales, etc.; así como tratar de eliminar cualquier aparato de combustión (estufas, hornos, calentadores) o productor de gases contaminantes (productos químicos de limpieza, insecticidas, solventes, detergentes y jabones, medicamentos, cigarros,…) que contaminan el interior de los espacios.
- Disposición de un sistema general de ventilación en el edificio.
- Adecuado caudal de ventilación para evitar el enrarecimiento del aire interior. - Utilización de conductos de extracción en baños y cocinas.
La ventilación corrige buena parte de las condiciones no deseadas en la calidad del aire interior, sustituyendo este aire viciado y contaminado por el del exterior, en general, más limpio, aunque nunca en las condiciones deseables. Aunque una ventilación excesiva siempre conlleva un consumo energético innecesario en ciertas condiciones, la renovación insuficiente del aire de un edificio fomenta el desarrollo de enfermedades, dando lugar a un edificio enfermo.
Mediante la sustitución del aire se obtienen los siguientes resultados: 1. Aportar oxígeno para la respiración.
2. Eliminar humos de combustión. 3. Eliminar olores.
4. Renovar el aire.
5. Eliminar el aire sobrecalentado. 6. Evitar condensaciones.
En el Código Técnico de la Edificación, DB-HS Salubridad, HS3 Calidad del aire interior, se detalla el caudal de ventilación mínimo en la vivienda y recintos, las condiciones generales que deben cumplir los sistemas de ventilación, y el dimensionado de las aberturas de ventilación, conductos de extracción, ventanas y puertas exteriores.
Figura 5.2. Ejemplos de ventilación en el interior de las viviendas Fuente: CTE DB-HS3
El confort olfativo se refiere únicamente al manejo de los olores, pero es necesario considerar que a través de la nariz se introducen también muchas sustancias y partículas no aromáticas que aunque no son percibidas por el sentido del olfato, sí que lo afectan en cuanto disminuyen su capacidad perceptiva, perjudicando a todo el sistema respiratorio, alterando la salud y consecuentemente el confort del individuo.
CAPÍTULO VI
6.
MATERIALES BIOCLIMÁTICOS.
6.1 GENERALIDADESEl proceso de obtención de los materiales de construcción sufrió un gran cambio a lo largo del siglo XX, pasando de un uso regional y una extracción cercana al entorno del edificio construido, con un impacto relativamente bajo sobre el territorio; a un uso globalizado de materiales, favorecido por el avance en los medios de extracción y fabricación, más eficientes y potentes que antaño, y un transporte mucho más extenso, dada la abundante y barata disponibilidad de energía.
Este cambio, unido a la gran demanda de materiales de construcción a partir de mediados del siglo XX, derivó en la necesidad de extraer y procesar gran cantidad de materias primas, elaborar nuevos materiales y el tratamiento de una elevada cantidad de residuos de construcción y demolición, elevando consecuentemente el coste energético y la emisión de contaminantes.
Según datos de la Agencia Europea del Medio Ambiente, [22] la construcción y mantenimiento de los edificios consume el 40% de la energía utilizada, buena parte de ella debida al proceso de fabricación de los materiales de construcción. Por esta razón, la creación de un modelo de construcción sostenible parte de la importancia de usar materiales bioconstructivos, es decir, aquéllos que pueden ser, por una lado, duraderos y con un requisito mínimo de mantenimiento; o por otro lado, los que pueden reutilizarse, reciclarse y/o recuperarse.
Dentro del enfoque bioclimático, se busca minimizar el impacto que genera la construcción sobre el entorno, seleccionando y utilizando materiales que solventen las exigencias térmicas de la actual legislación –CTE-, a la vez que, se reduzca el consumo energético en su fabricación, no sean contaminantes en ningún momento de su ciclo de vida, y puedan reutilizarse o reintegrarse al entorno sin degradarlo.
Asimismo, la elección de los materiales de construcción, a diferencia de otras fases del proceso constructivo,