Consideraciones de diseño pasivo del espacio áulico para la sustentabilidad de edificios escolares de Tucumán

Resumen

The great impact that buildings have on energy consumption and the environment is well known, and it is therefore necessary to adopt measures that promote the reduction of energy demands. One sector of the public building stock is made up of school buildings, which must provide adequate living conditions for students and teachers. Different studies have shown that in many cases these buildings have an inadequate environmental setting and consume large amounts of energy for their artificial conditioning, and in many cases, as they do not have the resources, their users find themselves in a permanent state of discomfort. This thesis is based on the following hypothesis: “The final energy consumption of school buildings is largely determined by their architectural design, as long as passive building conditioning strategies are considered in the different design stages, they will improve the environmental conditions of the interior spaces, reducing the energy demand for their artificial conditioning and contributing to their sustainability.” Using an analytical empirical approach based on case studies as a research strategy, ten school buildings were audited, and the relationship between morphological conformation and construction resolution and the environmental quality of the classroom sector was analyzed. With the implementation of sustainability strategies, models were defined to optimize the living conditions and energy consumption in classrooms. Based on this, passive design guidelines for the natural conditioning of school buildings were formulated and verified. The formal and environmental parameters of the schools, obtained from the survey and measurements with specific instruments, allowed a diagnosis of the conditions of the interior environment of the classrooms to be made, compliance with regulations to be assessed, and the exchange of light, heat and air to be analyzed through the envelope. The optimized models, which were analyzed by applying calculation programs and measurements on scale models, carried out in the Habitability Laboratory of the Environmental Conditioning Institute (IAA), of the Faculty of Architecture and Urbanism, of the National University of Tucumán (FAU-UNT), made it possible to know the possible benefits to be achieved from the implementation of design strategies for natural conditioning. This thesis allowed the validation of an environmental energy assessment methodology, which makes it possible to recognize and analyze the habitability conditions of classrooms. It made possible the definition and evaluation of morphological and constructive systems of the envelope, appropriate to the educational function and the climate of San Miguel de Tucumán. It also facilitated the formulation and validation of passive design guidelines for schools in the local area. The evaluation of the schools revealed the poor environmental conditions of their classrooms in relation to thermal, lighting and ventilation aspects and contributed to recognizing the need to adjust the specific regulations expressed in the Document Criteria for School Architecture, according to the requirements of the site. The work is part of the research topics developed at the Center for Energy, Habitability and Sustainable Architecture Studies (CEEHAS), of the IAA of the FAU-UNT.

Descripción

Es reconocido el significativo impacto que los edificios generan en el consumo de energía y en el medio ambiente, por lo que resulta necesario adoptar medidas orientadas a la reducción de las demandas energéticas. Dentro del parque edilicio público, los edificios escolares constituyen un sector relevante, ya que deben garantizar adecuadas condiciones de habitabilidad para estudiantes y docentes. Diversos estudios han demostrado que, en numerosos casos, estos edificios presentan entornos ambientales inadecuados y elevados consumos de energía para su acondicionamiento artificial; asimismo, cuando no disponen de los recursos necesarios, sus usuarios permanecen en condiciones persistentes de incomodidad. La tesis parte de la hipótesis de que el consumo energético final de los edificios escolares está determinado en gran medida por su diseño arquitectónico. En tanto se contemplen, en las diferentes etapas del proyecto, estrategias de acondicionamiento pasivo edilicio, es posible mejorar las condiciones ambientales interiores, disminuir la demanda energética destinada al acondicionamiento artificial y contribuir a la sustentabilidad del edificio. Con un enfoque empírico-analítico y mediante la estrategia de estudio de casos, se auditaron diez edificios escolares. Se analizó la relación entre su conformación morfológica y resolución constructiva con la calidad ambiental del sector áulico. A partir de la implementación de estrategias de sustentabilidad, se definieron modelos orientados a optimizar las condiciones de habitabilidad y el consumo energético en las aulas. A partir de lo cual, se formularon y verificaron pautas de diseño pasivo para el acondicionamiento natural de los edificios escolares. Los parámetros formales y ambientales obtenidos mediante relevamientos y mediciones con instrumental específico permitieron diagnosticar las condiciones del ambiente interior de las aulas, evaluar el cumplimiento normativo y analizar el intercambio de calor y aire y el ingreso de luz natural, a través de la envolvente. Los modelos optimizados fueron analizados mediante programas de cálculo y mediciones en modelos a escala realizadas en el Laboratorio de Habitabilidad del Instituto de Acondicionamiento Ambiental (IAA) de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Nacional de Tucumán (FAU-UNT). Ello posibilitó estimar los beneficios derivados de la aplicación de estrategias de diseño para el acondicionamiento natural. La presente tesis permitió validar una metodología de evaluación energético-ambiental que posibilita reconocer y ponderar las condiciones de habitabilidad de los locales áulicos. Asimismo, permitió definir y evaluar sistemas morfológicos y constructivos de la envolvente apropiados a la función educativa y al clima de San Miguel de Tucumán, así como formular y validar pautas de diseño pasivo aplicables a escuelas de la provincia. La evaluación de los casos estudiados evidenció condiciones ambientales deficitarias en las aulas, particularmente en los aspectos térmicos, lumínicos y de ventilación, lo que permitió reconocer la necesidad de ajustar la normativa específica establecida en el documento Criterios para la Arquitectura Escolar, en función de los requerimientos del sitio. El trabajo se enmarca en las líneas de investigación desarrolladas por el Centro de Estudios de Energía, Habitabilidad y Arquitectura Sustentable (CEEHAS), perteneciente al IAA de la FAU-UNT.

Materias

Cita recomendada

Ledesma, Sara Lia. Consideraciones de diseño pasivo del espacio áulico para la sustentabilidad de edificios escolares de Tucumán. 2025. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Arquitectura y Urbanismo. ridunt.unt.edu.ar, https://ridunt.unt.edu.ar/handle/123456789/2650.