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Sehmsdorf | Schimke Fundación EcoAndinaAgosto 2009

Fundación EcoAndinaAgosto 2009


Propietarios: Fundacion EcoAndina Silvia Monica Rojo, Präsidentin Carlos M. Rodriguez, Koordination Enrique Romero 43 Villa Jardin de Reyes 4600 San Salvador de Jujuy Argentinien

Arquitectos: Arq. Michael Sehmsdorf I Max Schimke 1640 Guido 7a Buenos Aires 1016 Capital Federal Argentinien

Proyectista local: Arq. Jorge Horacio Ramirez

Proyectista solar: Christoph Müller CIM/Fundacion EcoAndina Coronel Arias 109 4600 San Salvador de Jujuy

Fundación EcoAndinaAgosto 2009


AntecedentesDescripción del Proyecto

La región:

Fundación EcoAndina trabaja en la región de la Puna, la cual contempla la meseta que se extiende desde el sur de Bolivia hasta el Noroeste de la Ar-gentina. Con una altura promedio de alrededor de 3.300 m.s.n.m., el clima de la Puna oscila entre semi - árido y árido y las temperaturas anuales pro-medio varían entre los 2 y 10 [ºC], en las regiones más altas. La Puna tiene un paisaje austero, con pocos recursos naturales y muy poca población.

Antecedentes:

La mayoría de los hogares de la Puna están aislados de la red pública de abastecimiento de energía eléctrica, lo que asociado a la falta de combustibles naturales, reduce la provisión de recur-sos energéticos al empleo del gas pro-pano que es suministrado en garrafas. Estas garrafas, típicamente de 15 kg, se venden a precios muy elevados, el cual llega a ser 13 veces más alto, por m3, que el del gas metano suministrado por la red pública de abastecimiento.

El trabajo de la Fundación se concen-tra en ofrecer fuentes de energía alter-nativas a las garrafas de gas propano para los hogares alejados de las redes, sobre todo hogares humildes con po-cos recursos. Para ello se han desar-rollado tecnologías “Lowtech” como cocinas solares, calefactores solares, colectores de agua y aire caliente, que cuestan aproximadamente un tercio de los colectores disponibles en el mer-cado.

En un comienzo, estas aplicaciones fueron muy resistidas, principalmente por desconocimiento de los beneficios asociados como también por consid-erarse compleja sus instalaciones. A medida que las mismas fueron imple-mentadas, las bondades de los siste-mas fueron reconocidas y hoy gozan de gran aceptación y demanda.

Esta situación ha generado que las ac-tuales capacidades de espacio y per-sonal de la Fundación, llegaran a un límite, y es por ello que se tomó la de-cisión de crear un centro solar en San Salvador de Jujuy. El centro solar com-

prende un edificio taller y un centro de capacitación para futuros propietarios y proyectistas. Una posible tercera eta-pa prevé la construcción de viviendas temporarias para becarios.


Perspectiva


Equipo técnicovisible de los

paneles solares

Persianas para proteger el “jardín de invierno”Espejo

Paneles para la calefacción del aire

iluminación indirecta

Horno solar

Muro trombe

Paneles para la calefacción del agua Paneles fotovoltáicos

Perspectiva


MasterplanFase de la construcción

Oficina | “casa muestra”

Patio de actividades ecológicas

Planta filoterrestre

Exposición del equipo solares

estacionamiento

Taller de diseño y construcctión de

equipos solares

viviendas temporarias para becarios

1. Lombricoltura2. Huerta con riego por goteo

3. Invernadero4. Depósito

Concepto de construcción

Los arquitectos a cargo del diseño del proyecto, optaron por un concepto doble. Por un lado el edificio del taller, para el cual se prevé por razones de costos una construcción de tipo simple, integra las aplicaciones desarrolladas por EcoAndina en un proceso aditivo. Esto representa la situación real de la mayoría de los proyec-tos de la Fundación en la Puna, donde se agrega posteriormente a los edificios existentes los colectores solares para el abastecimiento de agua caliente y de aire caliente (calefacción). Por otro lado, la pl-anificación del centro de capacitación, ya toma en consideración desde el comienzo, los principios de diseño sustentable activos y pasivos. De este modo, el edificio servirá como casa modelo y ejemplo práctico. Ambos edificios están concebidos de tal manera, que rodean un patio central, que puede ser utilizado para eventos de demostración. Alrededor del patio central verde, se exponen diferentes tecnologías, como una instalación para el filtrado de aguas grises y distintos modelos de col-ectores. Al norte se encuentra el edificio de capacitación con una orientación op-timizada hacia el oeste – este. Todas las funciones están orientadas hacia el sur (es decir en sentido contrario al sol), con respecto al patio central. Sobre el techo hay un “sombrero solar” con colectores solares, integrados al norte y claraboyas en el sentido contrario al sol.En la elección de los materiales se da pref-erencia a los materiales locales, que serán transformados en un lenguaje de arquitec-tura moderna.


Integración y aplicación de los equipos solares

Estrategia 2: Los equipos solares están integra-dos en los elementos de la casa. Por ejemplo en el techo y las pare-des. La integración es parte del pro-ceso de diseño (proyecto).(“capacity building”)

Estrategia 1: Los equipos solares están aplicados sobre el techo de la casa. La apli-cación del equipo pasa después de la construcción de la casa.

Oficina, cocina, sala de conferencia

| “Musterhaus”

Taller de diseño y construcción de equipos solares


09.00 a.m. 12.00 a.m. 05.00 p.m.

09.00 a.m. 12.00 a.m. 05.00 p.m.

21 Junio

21 Deciembre

Estudio de sombras


Incidencia solar sobre el edificio

Las superficies coloradas representan la ubicación de los equipos solares en el edificio.En este caso: - Paneles para la calefacción del aire- Paneles para la calefacción del agua- Paneles fotovoltáicos- Muro trombe

Los colores representan la energia so-lar absorbida por las superficies (*).


Calefacción

Patio de actividades recreativas ecológicas

sur vista!

funciónes

entrada

muro trombe paneles de calificación de

aire

jardín de invierno

nortesur

Concepto de construcción

Concepto climático

El edificio de capacitación está consti-tuido por una sala de conferencias, ofi-cinas y una “cocina de demostración”. La sala de conferencias y las oficinas / cocina están aisladas térmicamente entre sí, y se calefaccionan en forma independiente. Frente a la sala de conferencias, de aproximadamente 80 metros cuadrados, orientada hacia el norte, hay un muro Trombe , que es-pecialmente en invierno, cuando el sol

está más bajo, sirve como masa de almacenamiento que absorbe el calor que luego irradia hacia el interior del edificio. En verano, el marco que so-bresale y la protección para el sol co-locada en el hormigón liso, evitan un sobrecalentamiento del muro Trombe.

Por el contrario, las oficinas y la coci-na son calefaccionadas por medio de colectores de aire caliente integrados en el techo. Aquí se aplican concep-tos de calefacción solar desarrollados

por Christoph Mueller (Experto CIM del programa de cooperación que trabaja para EcoAndina). Este sistema de cal-efacción contempla la distribución del aire caliente que se encuentra en los colectores, por medio de circulación natural por conductos, a una capa de grava que se encuentra debajo de la placa del piso. De este modo, se dis-tribuye la energía calórica almacenada, por fases a las oficinas y a la cocina que se encuentran sobre la misma. El concepto ha sido realizado por primera vez en la Puna hace algunos años y desde entonces ha sido optimizado.

Además las oficinas orientadas hacia el sur y la cocina cuentan con un “jardín de invierno”, que sirve como sala de estar o de reuniones. Para evitar un sobre-calentamiento en el verano, se planifica la instalación de elementos de protección solar regulables.

Los colectores solares integrados en el techo, son de tres tipos diferentes: col-ectores para agua caliente, colectores de aire caliente y paneles fotovoltái-cos, para asegurar el futuro abastec-imiento de electricidad del edificio. En la integración de los colectores sobre el revestimiento del techo, se planifican claraboyas para la iluminación indirec-ta de la sala de conferencias y de las oficinas, del lado sur, es decir en senti-do contrario al sol. En una parte central del denominado “sombrero solar”, se encuentran los dispositivos periféricos de los paneles solares en forma visible para fines de demostración, como los tanques de almacenamiento y las bat-erías.

Orientación de los funciónesPlanta filoterrestre

Illuminación indirecta

Jardin de invierno


Principio - Dia: Principio - Noche:

Calefacción solar con acumaldor :a Panel de calentamiento solarb aire de alimentación (caliente)c radiación térmicad aire de escape (frio)e ventiladorf Solarmodul / ventilador g bloqueo de reflujo

Calefacción solar con acumaldor :Horno solar:

Horno solar:1 espejo solar2 horno solar

Calefacción solar con acumaldor :Horno solar:

Principio - Dia: Principio - Noche:Principio - Dia: Principio - Noche:

Calefacción solarPrincipio de función


Muro Trombe:a Vidriob espacio „invernadero“c accumuladord aire alimentación (caliente)e aire escape (frio)f bloqueo de reflujog collectores

Un muro Trombe o muro Trombe-Michel, es un muro o pared orientada al sol, preferentemente al norte en el hemisferio sur y al sur en el hemisferio norte construida con materiales que puedan acumular calor bajo el efecto de masa térmica (tales como piedra, hormigón, adobe o agua), combinado con un espacio de aire, una lámina de vidrio y ventilaciones formando un colector solar térmico.

Principio - Dia: Principio - Noche:

Muro trombePrincipio de función


Principios de Configuración

En el diagrama más adelante está esquematizado la relación entre la medida de configuración y el rendimiento de todas las medidas tomadas. La jerarquía consiste en una cadena de medidas que tienen un nexo directo. El concepto del centro de capacitación toma este orden en cuenta a fin de poder realizar un concepto climático coherente.

Ejemplo simple: Un alto rendimiento de los colectores relativamente caros (elementos activos) solamente se realize si al mismo tiempo existe una conducta consciente del usuario y si se instalan un aislamiento suficiente (valor K) y elementos pasivos. A primera vista suena obvio pero no refleja la situación real en la Puna.

1. Conducta del usuario (alto rendimiento sin o con bajos costos)• Cerrar puertas y ventanas• Abrir válvulas a la hora adecuada para dejar entrar el calor al almacenaje en el suelo• Instalación de esclusas para evitar el escape de energía calórica/frigorífica

Ejemplo: En algunas escuelas se instalaron calfaciones solares, las cuales acumulan el calor solar durante el día y luego irradian el calor desfasadamente durante la noche y la madrugada hacia el interior. Para un buen funcionamiento de la cale-facción solar es decisivo que no ocurra ningúna pérdida de calor por las puertas

o las ventanas, sobre todo durante el atardecer – cuando se haya acumulado la mayor cantitad de energía solar. Para niños ese concepto es difícil a enten-der, con la consecuencia de que habitualmente quedan abiertas las puertas después de las clases. Ese problema se podría solucionar por unas medidas simples como la instalación de puertas dobles y esclusas .

2. Forma y Orientación: (alto rendimiento con bajos costos pero elevado esfuerzo de planeami ento) p. ej. orientación oeste-este

• Inclinación del techo hacia el norte si se utilizan colectores solares (he misferio sur)• Determinación de la inclinación del techo (longitud –3 grados)• Orientación y dimensionado de los huecos del edificio; empleo de un invernadero etc.

Ejemplos:La mayoría de los edificios en Argentina se constuyó sin apoyo de un arquitecto (aprox. 70%?), sobre todo en areas rurales. Eso significa que la mayoría de los edificios se planificó y se realizó por laicos, sin conocimiento profesional sobre las ciencias de obra de construcción y física de construcción. En general la par-te económica es más importante que aspectos energéticos. No se efectuan me-didas apropriadas para la utilización de la energía solar como la orientación del edificio, el alineamiento de los funcionamientos internos y la sintonización de la geometría con respecto al cuerpo de la obra. Por lo tanto se complica agre-gar colectores posteriormente a los edificios existentes. Sin embargo, tampoco acatan muchos arquitectos estos principios básicos en construyendo casas, generalmente por desconocimiento. En el centro de capacitación se plantean cursos básicos para apoyar contratistas de obras y proyectistas con respecto a esos asuntos. Otro ejemplo es la planificación de escuelas en Argentina. Generalmente se utiliza un concepto estándard que fue desarrollado por el ministerio de educa-ción. A consecuencia de ello, el mismo concepto se lleva a cabo en contextos climáticos muy diferentes – desde la tierra baja tropical hasta el altiplano a 4300 metros de altura.

Concomitancia de los Principios de Configuración

4. Elementos activos

3. Elementos pasivos

2. Orientación y forma

1. conducto del usario

costosrendimiento


Elementos pasivos(alto rendimiento con costos elevados)

• Aislamiento del edificio; mejora del valor K• Impermeable al viento• Elementos de sombra• Esclusas

Ejemplo:La casa típica en la Puna está construida de hormigón armado como esquele-to y completada por ladrillos de barro. El techo normalmente se construye de chapa de acero cincado. En algunos casos tiene un techo descolgado de ma-dera sin aislamiento. Para una integración razonable de colectores solares el aislamiento es insoslayable. Como la calefacción solar elejida por la Fundación EcoAndina es de un tipo lento para reaccionar, con el propósito de puentear las horas frias del anochecer, la aislación del techo es sumamente importante. Vea tabla valor K “pretendido” y “existente”

4. Elementos activos• Módulos fotovoltaicos• Colectores de agua caliente• Colectores de aire calientea) Para la calefacción directa de la superficie útil, por solpo directo de aire calienteb) Calefacción solar con masa de almacenamiento del calor: Se encamina aire caliente hacia la masa de almacenamiento que absobe el calor en el su-elo. Luego el suelo emana la energía térmica desfasadamente como radiación térmica hacia los espacios arriba del almacenamiento.

Resultado:En el planeamiento presentado tratamos de unir todos los cuatro componentes mencionados a fin de tanto poder realizar un concepto convincente del edificio como crear un centro de capacitación atractivo y ejemplar.

Concomitancia de los Principios de Configuración


Información addicionalResumen

Resultado:

En el planeamiento presentado tratamos de unir todos los cuatro componentes mencionados a fin de tanto poder realizar un concepto convincente del edificio como crear un centro de capacitación atractivo y ejemplar.

Demanda calórica calculada para el centro solar y ganacia solar de la calefacción solar (exclusivo el pared Trombe) (Intercambio del aire 0,3 [1/h])

1. Datos energéticos

Demanda eléctrica asumida por día

3 computadores tipo desktop3 computadores tipo laptop1 cañonaudioiluminación (interior/exterior)heladeravarios

5,0 kWh/d

Demanda calórica asumida 32 kWh/m²a

Iluminación promedio anual en San Salvador de Jujuy

(Latitud: 24° 12’ Sur - Longitud: 65° 18’ Oeste)

1.786 kWh/m²a

Iluminacióm promedia anual en Alemania

1.075 kWh/m²a

2. Tecnología

Electricidad Módulos fotovoltaicos; ca. 8m2; Output diario promedio anual

5,2 kWh/d

Sistema calórico del centro de capacitación:

Oficinas y cocina Calefacción Solar (almacenador térmico en el suelo)

20% de la superficie útil a calefaccionar está ocupada por colectores

Superficie útil approx. 30 m2

Superficie colector de aire caliente

aprox. 10 m2

Sala de estar y entrada Colectores aéreos (Ventilación directa a través de colectores)Invernadero

5 m2

Sala de enseñanza Muro Trombe

Ventilación directa a través de colectores

Aprox. 16 m2 vertical, superficie de absorción

negra con acristalado simple

3.5 m2 Colector de aire caliente

Agua caliente Colector de agua caliente 3m2/ Demanda: aprox. 300 l/d

Cocina Estufa solar Espejo solar 8m², Apertura: 5,6 m²

Pmax: 3,5 kW

3. Superficies

Superficie útil:

Taller (acabado – modificaciones planteados)

110 m2

Centro de capacitación Fase I 130 m2

Biblioteca Fase II -III 45 m2

Viviendas para becarios Fase II ‘III 125m2

Total 410 m2

4. Coeficientes de transmisión de calor (valor K)

Componente de construcción habitual en el lugar

Construcción Valor K existente

Pared 10mm yeso250mm ladrillo de barrorevoque 20mm

1.67 W/m2 x K

Acristalado / Fachada Einfachverglasung

Techo yeso / revestimiento de maderaespacio aéreo 300-500mmmetal galvanisado, cobertura sobre construcción de base

2.52 W/m2 x K


izquierda a derecha:

Secretario de Infraestructura, Arq. Fernando Rosenbluth;

Titular del Instituto de Vivienda, Ing. Luis Cosentini; Secretaria de Planificación, Ing. Mónica Boero;

Intendente del Municipio de la ciudad de San Salvador de Jujuy, Arq. Raúl Jorge; Ministro de Infraestructura y Planifica-ción del Gob. de Jujuy, Dr. Fernando Frías; Embajador de la República Federal de Alemania en Argentina, S.E. Ing. Günter Kniess,

el Secretario General del Consejo Fe-deral de Ciencia y Tecnología del Mini-sterio de Ciencia, Tecnología e Innova-ción Productiva de la Nación, Sr. Hugo De Vido;

Presidente de Fundación EcoAndina, Téc. Silvia Rojo;

el Cónsul Honorario de Alemania en las provincias de Salta y Jujuy, Ing. Werner Gräfe; Agente de Ciencia y Técnica de la Pro-vincia de Jujuy, Ing. Ernesto Eisemberg.

Inauguracióndel Taller


Visita del embajador aleman


Participantes

Propietarios: EcoAndina fue constituida hace 17 años. El deseo compartido era el aprovechamiento de las riquezas naturales de la región de los Andes y el aseguramiento de una base de vida para la población local, manteniendo la identidad cultural e histórica. Desde entonces el grupo estudia la forma de introducir técnicas solares adaptadas y sistemas de agua potable en el marco del desarrollo rural de la región de la Puna argentina.

Contacto: Fundacion EcoAndina Silvia Mónica Rojo, Presidenta Carlos M. Rodriguez, Coordinador Enrique Romero 43 Villa Jardín de Reyes 4600 San Salvador de Jujuy Argentina

Arquitectos Michael Sehmsdorf se ha desempeñado durante ocho años como Director de Proyectos Internacionales para el estudio Foster & Partners en Londres. Después ha decidido trabajar en forma independiente en Buenos Aires. Max Schimke es un arquitecto de origen alemán – italiano, después de años de actividad profesional en Roma ahora trabaja en Buenos Aires. Hace un año que Michael Sehmsdorf y Max Schimke trabajan en proyectos en el país y en el exterior.

Contacto: Michael Sehmsdorf Guido 1640 7º piso 7A Buenos Aires 1016 Capital Federal Argentina

Proyectista local: Arq. Jorge Horacio Ramirez

Proyectista solar:Christoph Müller es Ingeniero Mecánico, especializado en energía solar. Después de trabajar durante 7 años como investigador en el Instituto Solar Jülich, se incorporó al programa de cooperación argentino – alemán del “Centro para Migración y Desarrollo internacional” (CIM). Desde hace más de 3 años Christoph Müller es responsable de los desarrollos técnicos y la coordinación de proyectos de la Fundación de utilidad pública EcoAndina en San Salvador de Jujuy.

Contacto: Christoph Müller CIM/ Fundación EcoAndina Coronel Arias 109 4600 San Salvador de Jujuy Argentina


AUSPICIANTES

Umweltstiftung I GreenpeaceGroße Elbstraße 3922767 HamburgDeutschland

CIMCentrum für internationale Migration und EntwicklungMendelssohnstrasse 75-7760325 Frankfurt am MainDeutschland

Deutsche Botschaft Buenos Aires / ArgentinienVillanueva 1055C1426 BMC - Buenos AiresArgentinien

Ministerio de Infraestructura y PlanificaciónAvda. Santibáñez 1602 -C.P. 4600 - S.S. de JujuyArgentinien

COFECYTConsejo Federal de Ciencia y TecnologíaAvda. Córdoba 831 - 2º piso, of 209(C1054AAH) Ciudad Autónoma de Buenos AiresArgentinien

Municipalidad de San Salvador de JujuyAv. El Éxodo 215C.P. 4600 - San Salvador de JujuyArgentinien

Date post:	21-Mar-2016
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