UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de arquitectura TESINA PARA OPTAR AL TÍTULO DE ARQUITECTO Tema: “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” Integrantes: Bra. María Yessenia Aria Jiménez Bra. Lea Esther Orozco Cruz Tutor: Arq. Pablo Medrano Agosto 2013 Managua, Nicaragua “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” INDICE PRESENTACIÓN .................................................................................................. 5 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 7 1.1 Antecedentes ............................................................................................ 9 1.2 Hipótesis. ................................................................................................ 11 1.3 Objetivos ................................................................................................. 12 1.3.1 Objetivo general: ......................................................................................................12 1.3.2 Objetivos específicos: ...............................................................................................12 1.4 MARCO TEÓRICO ................................................................................. 13 1.4.1 Marco conceptual .....................................................................................................13 1.5 Marco Geográfico.................................................................................... 22 1.5.1 Departamento de Managua ......................................................................................22 1.5.2 1.2.2 Municipio de Managua .....................................................................................22 1.6 Marco Legal ............................................................................................ 23 1.7 Diseño Metodológico .................................................................................. 27 2. ESTUDIO DE SITIO ...................................................................................... 34 2.1 Contexto ..................................................................................................... 34 2.1.1 Localización y Límites ...............................................................................................34 2.1.2 Aspectos Físico-Naturales ........................................................................................34 2.1.3 Aspecto Social ..........................................................................................................36 2.1.4 Infraestructura ...........................................................................................................37 2.1.5 Conclusiones del estudio de sitio ..............................................................................40 3. MODELOS ANÁLOGOS ............................................................................... 42 3.1 MODELO ANÁLOGO NACIONAL ........................................................... 42 Primera Templo Bautista de Managua .............................................................. 42 3.1.1 Localización Respecto a los centros urbanos ...........................................................42 3.1.2 Tipología Arquitectónica ...........................................................................................43 3.1.3 Tipología Constructiva ..............................................................................................46 3.1.4 Tipología Compositiva ..............................................................................................47 3.2 MODELOS ANALOGOS INTERNACIONALES ....................................... 49 3.2.1 Templo Evangélica Unida De Terrassa- España ......................................................49 4. ANTEPROYECTO ARQUITECTÓNICO ....................................................... 64 4.1 Introducción ............................................................................................ 64 Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 2 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” 4.2 Concepto del diseño arquitectónico. ....................................................... 65 4.2.1 Fundamentos para la elaboración del diseño. ..........................................................65 4.2.2 Criterios de diseño arquitectónicos ...........................................................................65 4.2 Diagrama de Relaciones ......................................................................... 79 4.3 Programa arquitectónico ......................................................................... 81 4.4 Conceptualización de la forma. ............................................................... 82 Representación gráfica de la conceptualización de la forma ....................................................83 5. CONCLUSIONES .......................................................................................... 93 6. RECOMENDACIONES ................................................................................. 94 7. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 95 INDICE DE TABLAS Tabla 1: Diseño Metodológico Fuente: Elaboración propia ..............................................................27 Tabla 2: cuadro de certitud metódica ...............................................................................................28 Tabla 3: Infraestructura ....................................................................................................................37 Tabla 4: Histograma de evaluación de sitio para determinar la vulnerabilidad. ................................39 Tabla 5: Criterios retomados del estudio de modelos análogos .......................................................62 Tabla 6 resumen de las estrategias bioclimáticas resultado del análisis del climograma de bienes adaptado. .........................................................................................................................................70 Tabla 7: Climograma de bienestar adaptado....................................................................................97 Tabla 8: Gráfico De isopletas con temperaturas ..............................................................................98 Tabla 9: Tabla de indicadores de Mahoney .....................................................................................99 Tabla 10: Vegetación propuesta. Fuente: Propia ........................................................................... 100 Tabla 11: Tabla para la evaluación de emplazamientos de proyectos educacionales ................... 101 INDICE DE IMÁGENES Imagen N°1: Mapa delimitación de distritos del municipio de Managua………………………………34 Imagen N°2: Delimitación de sitio de emplazamiento del proyecto…………………………………....34 Imagen N°3: Mapa de Ubicación de la ciudad de Managua……………………………………………42 Imagen N°4: Ubicación del Conjunto…..………………………………………………………………….42 Imagen N°5: Mapa de Ubicación del Barrio Largaespada..…………………………………………….42 Imagen N°6: Planta de conjunto ………………………………………………………………………......43 Imagen N°7: Planta arquitectónica de la primera iglesia Bautista de Managua……………………...43 Imagen N°8: Diagrama de relaciones de la iglesia bautista de Managua…………………………….44 Imagen N°9: Planta arquitectónica de la primera iglesia Bautista de Managua…………………...…45 Imagen N°10: Imágenes del interior del templo bautista…………………………………………….....45 Imagen N°11: Radiación que logra penetrar al interior desde la fachada oeste……………………..46 Imagen N°12: Fachada Principal del edificio (Norte)…………………………………………………….46 ImagenN°13: Vista interna del Altar…………………… …………………………………………………47 Imagen N°14:Fachada Sur….…………………………………………………………………………..….47 Imagen N°15: Fachada Oeste……………………………………………………………………………...47 Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 3 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” Imagen N°16: Fachada Este…………………………………………………………………………….…47 Imagen N°17: Ubicación del Templo Evangélico de Terrassa……………….………………………...49 Imagen N°18: Accesos principales desde la calle……………………………………….………………49 Imagen N°19: Acceso sur de la templo.…………………………………………………………………..50 Imagen N°20: Acceso del costado oeste, se aprecia el cambio de nivel, y los accesos desde los diferentes alturas…………………………………………………………………………………………….50 Imagen N°21: Entorno urbano del templo………………………………………………………………...51 Imagen N°22: Imagen del interior de la sala de culto……………………………………………………51 Imagen N°23: Sección del cambio de nivel de los accesos y las entradas a la guardería……………………………………………………………………………………………………..53 Imagen N°24: Plano primera planta de Templo evangélica de Terrassa …………………………….54 Imagen N°25: Plano primera planta de Templo evangélica de Terrassa……………………………..55 Imagen N°26: Aulas educativas……………………………………………………………………………56 Imagen N°27: Material a base de aluminio de la envolvente…………………………………………...56 Imagen N°28: Planta de techo con cubierta de láminas de aluminio…………….............................57 Imagen N°29: Sección longitudinal y transversal donde se observa la estructura de área de culto……………………………………………………………………………...........................................58 Imagen N°30: Planta de techo……………………………………………………………………………..58 Imagen N°31: Fachada principal de la Templo Evangélica unida de Terrassa …............................59 Imagen N°32: Fachada lateral este de la templo………………………………………………………...60 Imagen N°33: perspectiva desde la calle principal………………………………………………………61 Imagen N°34: Espacio interior del salón de culto………………………………………………………..61 Imagen N°35: Orientación de edificio, con relación al recorrido sol…………………………………...71 Imagen N°36: Adoquines calados usados en los recorridos peatonales, plazas y pavimentos…………………………………………………………………………………………………...72 Imagen N°37: Baldosa de barro para exteriores, recorridos y plazas…………………………………72 Imagen N°38: Configuración de edificios incrustados en el suelo……………………………………..72 Imagen N°39: Alternativas de orientación del edificio con respecto a la dirección predominante del viento………………………………………………………………………………………………………….74 Imagen N°40: Estrategia de iluminación natural mediante orificios en el techo……………………...76 Imagen N°41: Protectores solares en forma de celosía para en fachadas de un edificio…………..77 Imagen N°42: Comparación entre vidrios simples y vidrios dobles……………………………………77 Imagen N°43: Comparación del porcentaje de aprovechamiento de la ventilación según el diseño de ventana……………………………………………………………………………………………………78 Imagen N°44: Sombreado del edificio en solsticio………………………………….............................85 Imagen N°45: Sombreado del edificio en equinoccio…………………………………………………..86 Imagen N°46: Niveles de radiación solar en la fachada suroeste……………………………………..86 Imagen N°47: Niveles de radiación solar en el interior de la asamblea en planta............................86 Imagen N°48: Niveles de radiación solar en la primera planta del área de administración…………87 Imagen N°49: Niveles de radiación solar en el interior del lobby……………………………………....87 Imagen N°50: Niveles de radiación solar en la segunda planta del área de administración………..87 Imagen N°51: Niveles de radiación solar en la tercera planta del área de administración …………88 Imagen N°52: Niveles de radiación solar en la fachada sureste……………………………………….88 Imagen N°53: Niveles de radiación solar en la fachada suroeste……………………………………..88 Imagen N°54: Corte de incidencia de rayos solares directos al interior de la asamblea……………89 Imagen N°55: Comportamiento de los vientos en el interior del edificio………………………………90 Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 4 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” PRESENTACIÓN El presente documento corresponde al protocolo para la tesina “Anteproyecto Arquitectónico de una templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” surge como producto del curso de Graduación “Herramientas contemporáneas para el diseño arquitectónico” que se imparte en la facultad de arquitectura de la Universidad Nacional de Ingeniería como una forma de culminación de estudios, para optar al título de arquitecto. El trabajo que se realizara para esta tesina busca aplicar los conocimientos adquiridos durante la etapa de formación académica, y que está en correspondencia a la base de la nueva tendencia de diseño de confort ambiental. Este protocolo aborda los antecedentes del diseño en Managua con estrategias pasivas para la arquitectura religiosa de las templos evangélicas en específico, así como también algunos de los proceso más relevantes durante el desarrollo del anteproyecto como son el estudio de sitio para determinar la aptitud del terreno de emplazamiento, selección de los criterios de diseño de arquitectura pasiva a aplicarse y estudio de la incidencia solar sobre del edificio, para determinar las zonas más críticas, así como el diseño y comprobación de la efectividad de las estrategias aplicadas, como lo son los protectores solares. Acompañado de estudios de acústica e isóptica para brindar el confort adecuado. En su conjunto esto resultará en un anteproyecto arquitectónico del templo evangélico exponiendo cada una de las áreas de confort propuestas. Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 5 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” INTRODUCCIÓN Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 6 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” 1. INTRODUCCIÓN “El clima es un bien público y uno de los elementos que determinan el éxito o el fracaso de muchas actividades de los seres humanos”1. “En las últimas décadas la temperatura media anual de Nicaragua ha presentado una tendencia ascendente de entre 0.6 °C Y 0.76 °C.”2 Éste aumento de la temperatura se hace más notorio en la región pacífica del país y es una evidencia clara del problema mundial del calentamiento global, causado por el efecto invernadero. “La ciudad de Managua, se caracteriza por poseer un clima tropical de sabana”3 y presentar una “temperatura que oscila entre los 27º C y los 38º centígrados”4, “sin embargo, a menos de diez años de pronosticarse un aumento de hasta dos grados centígrados en la temperatura máxima a alcanzarse en los próximos cincuenta años, somos testigos de la afectación que sufre la población desde muchos áreas que abarcan, entre otras, al sector salud en la última década”5 como lo afirma el Sr. Fernando Centeno Chiong, en su artículo “Causa y efecto del cambio climático en Nicaragua” refiriéndose a la primera comunicación nacional sobre el cambio climático presentada por el Ministerio del Ambiente y los recursos Naturales (MARENA) en 1998. De la misma forma que el sector industrial está produciendo elementos que respondan a las cambiantes condiciones climáticas como por ejemplo la fabricación de autos amigables con el ambiente, o la fabricación de paneles fotovoltaicos; la arquitectura también debe producir edificaciones que se adapten al agudizante cambio de las temperaturas, en donde se pueda aprovechar al 1 Cuevas Fernando & Ventura Hugo. (2010). Escenarios climáticos. CEPAL, Ukaid, CCAD, & SICA. La economía del cambio climático en Centroamérica. (p.08). 2 Ibídem 3 Gispert Carlos (Dir.) Atlas Geográfico Universal de Nicaragua. (2001). Barcelona: OCEANO. 4 Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales. Cifras Oficiales. Tablas Climatológicas. 2007 5 Centeno F. (2004) Causa y efecto del cambio climático de Nicaragua. La Prensa (Ed. 23424). Recuperado el Lunes 19 de Abril del 2004.http://archivo.laprensa.com.ni/archivo/2004/abril/19/opinion/ Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 7 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” máximo los elementos naturales y así reducir el consumo energético que se utiliza para lograr el confort de los usuarios. La tesina titulada: “Anteproyecto arquitectónico para una templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua” se presenta como propuesta de análisis y solución al problema que los edificios de uso público presentan en cuanto a la calidad en el desempeño de sus actividades, pues deben ser una prioridad de diseño óptimo de confort en Managua por la cantidad de usuarios que concentran, en este caso específico los templos evangélicos. Generalmente el crecimiento de la tipología arquitectónica religioso-evangélica de Managua responde a un comportamiento constructivo de autoconstrucción progresiva, sin consultar a un arquitecto y por ende sin tomar en cuenta estrategias para aprovechar los factores climáticos que rodean un proyecto de ésta índole, lo que se traduce en una dependencia de la climatización e iluminación artificial que incrementa los costos operarios y de mantenimiento de los edificios. Cabe mencionar que esta propuesta es una muestra del interés que han venido reflejando ciertas instituciones tanto educativas como empresariales en el tema del aprovechamiento de las condiciones climáticas en el ejercicio de la arquitectura. Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 8 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” 1.1 Antecedentes El diseño arquitectónico con criterios pasivos se ha venido desarrollando en respuesta a la problemática del cambio climático. Esta tendencia del diseño tiene como objetivo disminuir los niveles de consumo energético mediante el aprovechamiento de los recursos naturales, y el uso racional de los materiales sin desligarlos del aspecto formal; cabe señalar que las experiencias que puedan recabarse sobre propuestas realizadas a nivel nacional, no son numerosas y se concentran principalmente en la ciudad de Managua. En Nicaragua, la ciudad de Managua es la que posee mayor crecimiento en el área de la construcción debido a su condición de capital y a las demandas que sugiere esta. Es así como, entre las instituciones que se destacan por el tema de la construcción con criterios de arquitectura pasiva, están: la Compañía Holcim, que además de construir su edificio de oficinas centrales con estos criterios, también “promueve la arquitectura sostenible a nivel mundial mediante el concurso Holcim Awards.”6 A demás puede mencionarse entre los proyectos de carácter institucional el edificio de la cancillería de Nicaragua en Managua, que también presenta en su diseño, evidencia de su concepción bajo criterios de arquitectura bioclimática para procurar dar condiciones climáticas confortables de sus ocupantes, esta información se analizó de forma académica en la impartición de clases en el curso de graduación “Herramientas contemporáneas para el diseño arquitectónico” en el tercer módulo impartido por la arquitecta Angélica Walsh, experta en arquitectura solar, en donde evidenciaba los edificios nacionales que presentaban características de este tipo de arquitectura. En el ámbito académico recientemente se está indagando sobre este tipo de arquitectura, donde se ha reconocido la importancia de estimar las condiciones 6Holcim. Holcim Awards. Recuperado el día 18 de Mayo de 2013. http://www.holcim.com.ni/desarrollo-sostenible/holcim-awards/que-son-los-holcim-awards.html. Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 9 UNI-Facultad de Arquitectura “Anteproyecto arquitectónico de un templo cristiano evangélico con criterios de diseño de arquitectura pasiva y control solar en la ciudad de Managua, Nicaragua” climáticas de nuestro país, y el aprovechamiento y manejo de estas para el óptimo funcionamiento de los edificios, mejorando las condiciones de confort, sin recurrir en primera instancia a sistemas artificiales que proporcionen el mismo, sino al máximo aprovechamiento de los recursos naturales que se posee. A continuación se mencionan algunos de los trabajos elaborados recientemente a nivel académico por estudiantes universitarios incursionando en el tema del aprovechamiento de los recursos o Climatología arquitectónica para edificios sociales y habitacionales en Nicaragua. (1990)7 o Tesinas correspondientes al curso de graduación sobre arquitectura bioclimática del año 2013. 7 Suyapa María. (1990) Climatología arquitectónica para edificios sociales y habitacionales en Nicaragua. Tesis de grado obtenida no publicada. Escuela de Arquitectura. Managua. Autores: María Yessenia Arias Jiménez, Lea Ester Orozco Cruz 10 UNI-Facultad de Arquitectura