Bioclimatic strategies for Mexican dwellings: guidelines for climate adaptive resilient architecture

Abstract

[Abstract] The last decades have been marked by the progressive effect of climate change. Despite the global nature of the phenomena and its ubiquitous consequences, the intensity of the associated risks to the population are unevenly distributed. Tropical and sub-tropical regions are among the most vulnerable areas due to their hot climate and inadequate building stock, which lead to an increase in energy expenditure to keep living spaces within comfort. This research is focused on evaluating and improving the quality of Mexican dwellings, it aims to assess and provide ways to improve the typical social housing building stock across the country. During the last decades, the general social housing model marketed across the country has suffered a considerable reduction in its quality of construction and thus, its environmental performance. The method¬ology of this research is divided into 3 stages of experiments, a first stage to determine the current state and vulnerability of the existing building stock, a second stage to investigate the relationship between building performance and climate features and a third stage to assess and prioritize the better-suited bioclimatic strategies to create and maintain comfortable conditions, the results showed a wide variety of performance ranges as well as overheating and overcool¬ing problems with different intensities. A correlation between the percentage of time in comfort and climate features such as average yearly temperature and maximum average values were discovered and investigated, together with the most challenging locations. In the final stages, a series of bioclimatic strategies applied in multiple parts of the building envelope was tested and it was concluded the addition of thermal mass and insulation together with a balanced building envelope capable of allowing natural ventilation could provide safe and comfortable dwellings for all of the locations for most of the time.

[Resumen] Las últimas décadas han estado marcadas por el efecto progresivo del cambio climático. A pesar de la naturaleza global de los fenómenos y sus consecuencias ubicuas, la intensidad de los ries¬gos asociados para la población se distribuye de manera desigual. Las regiones tropicales y sub¬tropicales se encuentran entre las áreas más vulnerables debido a su clima cálido y su parque de construcción inadecuado, lo que está conduciendo a un aumento en el gasto de energía para mantener los espacios habitables en confort. Esta investigación está enfocada en evaluar y mejorar la calidad de las viviendas mexicanas, tiene como objetivo determinar y proporcionar formas de mejorar la configuración típica utilizada en viviendas de interés social en todo el país. Durante las últimas décadas, el modelo general de vivienda social que ha sido comercializado en todo el país, ha sufrido una reducción considerable en su calidad de construcción y, por ende, en su desempeño ambiental. La metodología de esta investigación se divide en 3 etapas de experimentos, una primera etapa para determinar el estado actual y la vulnerabilidad del stock de edificios existentes, una segunda etapa para investigar la relación entre el desempeño de los edificios y las características climáticas y una tercera etapa para evaluar y priorizar las estrategias bioclimáticas más adecuadas para crear y mantener condiciones confortables, los resultados mostraron una amplia variedad de rangos de rendimiento, así como problemas de sobrecalentamiento y sobre enfriamiento con diferentes intensidades. Se descubrió e investigó una correlación entre el porcentaje de tiempo en comodidad y las características climáticas, así como con la temperatura anual promedio y los valores promedio máximos. En las etapas finales, se probaron una serie de estrategias bioclimáticas aplicadas en múltiples partes de la envolvente del edificio y se concluyó que la adición de masa térmica y aislamiento junto con una envolvente del edificio equilibrada capaz de permitir la ventilación natural podría proporcionar viviendas seguras y cómodas para todas ubicaciones durante la mayor parte del tiempo.

[Resumo] As últimas décadas estiveron marcadas polo efecto progresivo do cambio climático. A pesar do carácter global dos fenómenos e das súas omnipresentes consecuencias, a intensidade dos riscos asociados para a poboación distribúese de forma desigual. As rexións tropicais e subtropicais atópanse entre as zonas máis vulnerables debido ao seu clima cálido e ao seu parque edificable inadecuado, o que está a provocar un aumento do gasto enerxético para manter os espazos habitables cómodos. Esta investigación está enfocada a avaliar e mellorar a calidade da vivenda mexicana, ten como obxectivo determinar e proporcionar formas de mellorar a configuración típica utilizada na vivenda asequible en todo o país. Durante as últimas décadas, o modelo xeral de vivenda social que se está a comercializar en todo o país sufriu unha considerable diminución da súa calidade construtiva e, polo tanto, do seu comportamento ambiental. A metodoloxía de¬sta investigación divídese en 3 etapas de experimentos, unha primeira etapa para determinar o estado actual e vulnerabilidade do parque de edificios existentes, unha segunda etapa para investigar a relación entre o rendemento dos edificios e as características climáticas e unha terceira etapa para avaliar e priorizar as estratexias bioclimáticas máis adecuadas para crear e manter unhas condicións confortables, os resultados mostraron unha gran variedade de rangos de rendemento, así como problemas de sobrequecemento e arrefriamento con diferentes inten¬sidades. Descubriuse e investigouse unha correlación entre a porcentaxe de tempo en confort e as características climáticas, así como a temperatura media anual e os valores medios máximos. Nas fases finais probáronse unha serie de estratexias bioclimáticas aplicadas a múltiples partes da envolvente do edificio e concluíuse que a adición de masa térmica e illamento xunto cunha envolvente equilibrada do edificio capaz de permitir a ventilación natural podería proporcionar unha vivenda segura e segura. cómodo para todos os lugares durante a maior parte do tempo.