Evaluación energética de las viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de reacondicionamiento...

7/31/2019 Evaluacin energtica de las viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de reacondicionamiento trmico en Tem

1/174

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

Evaluacin Energtica de las Viviendas Intervenidas en la Iniciativa Piloto de

Reacondicionamiento Trmico en Temuco y Padre Las Casas

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULO DEINGENIERO CONSTRUCTOR

PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ

CRISTIAN ARIEL ARANEDA MARQUEZ

2010


2/174

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo y mi paso por la Universidad de La Frontera no se habran podido realizar

sin la colaboracin de muchas personas que me han brindado su ayuda, sus

conocimientos y su apoyo. Quiero agradecer a todos ellos. Y en especial a mi familia,mis padres: Mario y Jeannette, y a mis hermanos: Gonzalo y Carolina.

Gracias: por su sacrificio, por su ejemplo de superacin incasable, por su comprensin

y confianza, por su amor y amistad incondicional, porque sin su apoyo no hubiera sido

posible la culminacin de mi carrera profesional.

A mi familia del bmx, por los buenos momentos compartidos y los que vendrn.

A mi profesor gua Juan Pablo Crdenas por su orientacin y apoyo en el proceso de

elaboracin, discusin y publicacin de este trabajo. Adems de su innovacin en los

temas estudiados en el Departamento de Ingeniera de Obras Civiles.

Por lo que ha sido y ser Gracias.

Cristian Araneda Mrquez.


3/174

INDICE DE CONTENIDOS

Pagina

CAPITULO 1 INTRODUCION 1

1.1 Antecedentes del Problema 1

1.1.1. Exposicin general del problema 1

1.1.2. Nivel actual del problema 5

1.2. Objetivos 6

1.2.1 Objetivo general 6

1.2.2. Objetivos especficos 6

CAPITULO 2 CONTEXTUALIZACIN DEL ESTUDIO 8

2.1. Introduccin 9

2.2. Las Ciudades de Temuco y Padre Las Casas 10

2.3. Tipologa viviendas en Temuco y Padre Las casas 10

2.3.1. Tipologas 11

2.4. Contaminacin Atmosfrica en Temuco y Padre Las Casas 13

2.5. Plan de Descontaminacin Atmosfrico 16

2.6. Programa de Proteccin al Patrimonio Familiar (PPPF) 17

2.7. Descripcin General de las condiciones tcnicas y presupuestarias dela muestra representativa a estudiar

17

CAPITULO 3 METODOLOGIA 20

3.1. Introduccin 21

3.2. Seleccin de la Muestra 21

3.3. Mtodo y Plan de Trabajo 21

3.4. Acciones Especficas o Tcnicas 22


4/174

3.4.1 Caracterizacin de las Viviendas 22

3.4.2 Mediciones In Situ 22

3.4.3.

Determinacin de la percepcin del usuario y condiciones de uso de lavivienda

26

3.4.4 Clculos tericos de las demandas de energa 263.5. Anlisis de Resultados 29

3.5.1. Anlisis de Resultados de Modelaciones 29

3.5.2.

Anlisis de Termogramas 31

3.5.3. Anlisis de Termografa Infrarroja 32

3.6. Normas y Referencias 32

3.7. Instrumentos y Equipos Necesarios 33

CAPITULO 4 RESULTADOS 35

4.1. Introduccin 36

4.2. Fichas de Resultados por Vivienda 36

4.3. Datos Obtenidos de Termogramas 73

4.4. Datos Encuesta Percepcin del Usuario de la Vivienda 75

4.5. Resultados de Infiltracin y estimacin de demanda mediante Software 77

CAPITULO 5 ANALISIS DE RESULTADOS 79

5.1. Introduccin 80

5.2. Anlisis de Datos de Temperaturas Interior y Exterior medianteTermogramas 815.2.1.

Temperaturas Promedio Antes y despus 81

5.2.2.

Anlisis, Amplitud de Curvas de Temperatura Promedio 83


5/174

5.3 Anlisis de Resultados de Infiltracin 84

5.4. Anlisis Resultados de Modelaciones 85

5.4.1. Demanda Anual de Energa (Estimada) 85

5.4.2. Demanda Anual de Energa Normalizada [kWh/m ao] 88

5.4.3. Anlisis de Mejoras Segn Tipo de Aislacin Aplicada en Muros 90

5.5. Anlisis porcentajes de mejora de Demanda e Infiltracin 92

5.6. Anlisis de Consumo de Combustibles para calefaccin a lea. 93

5.7. Resultados de la Encuesta de Percepcin del Usuario 95

5.8. Anlisis de Termografas 96

CAPITULO 6 CONCLUSIONES Y COMENTARIOS 97

6.1. Conclusiones y Comentarios 98

BLIBLIOGRAFIA 101

ANEXO A 103

ANEXO B 110

ANEXO C 147


6/174

INDICE DE TABLAS

Pagina

CAPITULO 4

Tabla N1 Tabla de Resultados de Termogramas 74

Tabla N2 Caractersticas de las Viviendas, Encuesta 76

Tabla N3 Tabla de Resultados Demanda Energtica e Infiltracin 78

CAPITULO 5

Tabla 5.1. Amplitud de Curvas de Temperatura Promedio. 83

Tabla 5.2. Demandas Anuales Promedio Antes y Despus del Mejoramiento. 87

Tabla 5.3. Porcentaje de Mejora de Demanda Anual de Energa de toda lamuestra.

87

Tabla 5.4. Estndar de Edificacin Internacional de una Casa UnifamiliarTpica.

89

Tabla 5.5. Clasificacin de Viviendas Estudiadas Segn EstndaresInternacionales.

90

Tabla 5.6. Valores de U para Los sistemas de Aislacin Aplicados. 91


7/174

INDICE DE FIGURAS

Pagina

CAPITULO 2 CONTEXTUALIZACION DEL ESTUDIO

Figura 2.1 Vivienda Aislada. 11

Figura 2.2. Viviendas Pareadas. 12

Figura 2.3. Viviendas adosadas. 12

Figura 2.4. Fachada Continua. 13

Figura 2.5. Esquema de Contaminacin en las ciudades del Sur de Chile. 15

CAPITULO 3 METODOLOGIA

Figura 3.1. Termograma Tipo. 23

Figura 3.2. Grafico Temperaturas y Ganancias de Calor Mensuales. 30

Figura 3.3. Prdidas y Ganancias Anuales. 31

Figura 3.4. Termografa infrarroja. 32

Figura 3.5. Cmara Termogrfica Infrarroja 33

Figura 3.6. Door Fan Test. 34CAPITULO 4 RESULTADOS

Figura 4.1. Termograma Antes. 73

Figura 4.2. Termograma Despus. 73

CAPITULO 5 ANALISIS DE RESULTADOS

Figura 5.1 Grafico Temperaturas Promedio Antes. 82

Figura 5.2 Grafico de Temperatura Promedio despus. 82

Figura 5.3 Grafico Amplitud de Curvas de Temperatura. 84

Figura 5.4. Grafico de % de mejoras en Infiltracin. 85

Figura 5.5. Grafico de Demandas Anuales Antes y Despus, % de Mejora. 86


8/174

Figura 5.6. Demandas por m ao Antes y Despus [kWh/m ao]. 88

Figura 5.7. Porcentaje Promedio de Mejora Segn Tipo de AislacinAplicada en Muros.

91

Figura 5.8. Grafico dispersin Mejora Infiltracin, Demanda. 92

Figura 5.9. Grafico Consumo de Lea. 93Figura 5.10. Grafico de encuesta Cmo considera su vivienda en invierno y

verano?95

Figura 5.11. Termografa Aislacin Faltante. 96


9/174

Resumen

En los ltimos aos en las ciudades de Temuco y Padre Las Casas los niveles de

contaminacin atmosfrica han aumentado considerablemente, esto se debe

principalmente al uso de lea para calefaccionar los hogares. Debido a esta

contaminacin se declaro a Temuco y Padre Las Casas como zona saturada.Para lo que se est implementando un Plan de Descontaminacin Ambiental, el cual

dentro de uno de sus ejes de accin, contempla el mejoramiento energtico de

viviendas que lo necesiten.

Para lo cual la universidad de La Frontera por medio del Departamento de Ingeniera

de Obras Civiles firm un convenio con el SERVIU, para realizar el estudio de

evaluacin energtica a una muestra representativa de las viviendas de los comits

de viviendas seleccionados con el subsidio de Mejoramiento Energtico.

El objetivo del estudio es: Evaluar con indicadores objetivos, el comportamiento trmico

de la muestra representativa de viviendas, en su estado inicial y reacondicionadas,

determinando el grado de mejora trmica en las viviendas intervenidas y con ello, la

efectividad de las polticas de mejoramiento trmico.

La metodologa empleada se bas en mediciones in situ de Temperatura Interior y

Exterior, adems de mediciones de Infiltracin de Aire y Termografa Infrarroja. Por otro

lado se pretenda estimar la disminucin de Demanda de Energa, en cada vivienda,para lo que se procedi a modelar cada caso mediante un software computacional.

Para posteriormente analizar los resultados obtenidos y as cumplir con los objetivos

propuestos.

Como conclusin se puede decir que los anlisis de Infiltracin realizados en terreno

permitieron obtener parmetros reales de cmo se comportan las viviendas con

respecto a la filtracin de aire, hacia o desde el interior. Datos que inciden directamente

en la demanda de energa de la edificacin.

Adems las demandas estimadas antes y despus, mostraron mejoras en todos los

casos, determinando una disminucin de la demanda de energa en aproximadamente

un 25,60% para el total de los casos estudiados.


10/174

CAPTULO 1

INTRODUCCIN


11/174

Captulo 1 - Introduccin

Evaluacin Energtica de las viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de reacondicionamientoTrmico en Temuco y Padre Las Casas

2

1.1. Antecedentes del Problema

1.1.1. Exposicin general del problema

Segn las cifras de la ONU, se prev que la temperatura media de la superficie del

planeta aumente entre 1,4 y 5,8 C de aqu a 2100, a pesar que los inviernos son msfros y violentos. Esto se conoce como Calentamiento global. Estos cambios

repercutirn gravemente en el ecosistema y en nuestras economas, seala la

Comisin Europea sobre Kyoto (European Commission). Otros conceptos son el

cambio climtico, que designa a cualquier cambio en el clima, y cambio climtico

antropognico, donde se considera la influencia de la actividad humana.

Por otra parte, Calentamiento global y efecto invernadero no son sinnimos. El efecto

invernadero acrecentado por la contaminacin puede ser, segn algunas teoras, la

causa del calentamiento global observado actualmente.

La teora antropognica predice que el calentamiento global continuar si lo hacen las

emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El cuerpo de la ONU encargado del

anlisis de los datos cientficos es el Panel Intergubernamental del Cambio Climtico

(IPCC, por sus siglas en ingls de Inter-Governmental Panel on Climate Change). Indica

que "La mayora de los aumentos observados en las temperaturas medias del globo

desde la mitad del siglo XX son muy probablemente debidos al aumento observado enlas concentraciones de GEI antropognicas."

En el ao 1992 tuvo lugar la Conferencia de Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente

y el Desarrollo, tambin conocida como la primera Cumbre de la Tierra, donde El

principal logro de la Conferencia fue el acuerdo sobre la Convencin Marco de las

Naciones Unidas sobre el Cambio Climtico, que ms tarde llevara al Protocolo de

Kyoto. Acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases

que causan el calentamiento global, en un porcentaje aproximado de al menos un 5%,

dentro del periodo que va desde el ao 2008 al 2012, en comparacin a las emisiones

al ao 1990.El acuerdo entr en vigor el 16 de febrero de 2005 (ONU).


12/174



3

Los acuerdos (mnimos) de la Cumbre de la ONU sobre el cambio climtico de Bali

2007 (COP 13) abrieron el camino (va Poznan 2008, COP14) hacia la cumbre de

Copenhague 2009 (COP15, del 7 al 18 de diciembre de 2009). En Copenhague se ha

de negociar un nuevo Protocolo que sustituya en 2012 al de Kyoto. Puede ser la ltima

oportunidad para evitar un cambio climtico que se escape definitivamente de lasmanos.

En el contexto mundial, Chile no es un emisor relevante de GEI. De acuerdo a

estadsticas internacionales (Agencia Internacional de Energa, IEA; World Resources

Institute, WRI), que consideran slo las emisiones de CO2, as como aquellas

estadsticas que basan sus clculos a partir de CO2 equivalente, incluyendo las

capturas de carbono asociadas al sector forestal y de cambio de uso de la tierra, su

aporte es aproximadamente el 0,2% del total mundial de emisiones, habindose

mantenido estable ese porcentaje en los ltimos aos. Por otro lado, Chile aparece en

la posicin 90 respecto a las emisiones de CO2 per cpita en el mundo para el ao

2004, con un valor de 3.9 ton CO2/habitante, de acuerdo al "Informe sobre desarrollo

humano 2007-2008: la lucha contra el cambio climtico", del Programa de Naciones

Unidas para el Desarrollo (2007). En el contexto sudamericano, Chile aparece como el

segundo pas ms alto en cuanto a este indicador de emisiones de CO2 per cpita. No

obstante lo anterior, las emisiones de gases de efecto invernadero estn aumentando

de manera importante en el pas, segn lo indican los inventarios nacionales elaboradospor CONAMA, con ocasin de la Primera Comunicacin Nacional (1999), y luego en

actualizaciones posteriores.

El uso sostenido de fuentes de energa no renovables han llevado a una disputa a nivel

mundial por ellos, a lo que se suman en Chile una serie de factores que tienen al pas

en una crisis energtica que aparenta ser momentnea, pero que si no se crean nuevas

fuentes de energa o sistemas que permitan ahorrar recursos de esta ndole, podra

llegar a ser permanente y afectar directamente la calidad de vida de las personas. Es el

momento de utilizar de manera limpia los recursos naturales existentes y adaptarlos de

forma que sean un aporte para satisfacer las necesidades, como la calefaccin de

viviendas, que tambin se ha visto afectada por la crisis energtica actual,


13/174



4

considerando que las principales fuentes de calefaccin de los chilenos es la

electricidad, derivados del petrleo, gas natural y la combustin de lea.

Temuco, regin de La Araucana, es una de las principales ciudades de Chile en utilizar

como combustible bsico para la calefaccin la lea, lo que deriva en creciente

contaminacin ambiental, especficamente la contaminacin del aire de la ciudad,superando en variadas oportunidades los lmites permitidos.

La norma primaria de calidad de aire establece que el mximo permitido de presencia

de material particulado (MP10) en la atmsfera no puede superar los 150 microgramos

por metro cbico, pero en Temuco en los ltimos aos los pick han superado los 600 y

actualmente bordean los 200 microgramos por metro cbico (CONAMA). Estos altos

volmenes de material particulado pueden generar problemas a la salud de la

poblacin, como tos, dolor de cabeza y disminucin de la funcin pulmonar lo que

deriva en enfermedades respiratorias. Segn un estudio presentado por la CONAMA,

las fuentes residenciales generan ms del 70% del material contaminante presente en

el aire de Temuco, por lo cual los sistemas de calefaccin que se utilicen en la ciudad

deben ser, si no un aporte, sistemas que respeten la calidad del aire.

En los ltimos aos en Temuco a tomado importancia la construccin de viviendas de

mayor aislamiento trmico y se han comenzado a usar paquetes aislantes que

disminuyen las prdidas de energa y elementos como ventanas de doble vidriado

hermtico (DVH), diseos que tambin implican aumento en los costos de construccin,lo que limita el pblico objetivo a los cuales estn dirigidas estas construcciones, de

manera que quienes tienen viviendas ms deficientes en el rea trmica, son tambin

quienes tienen menos capacidad econmica para calefaccionar sus viviendas. La idea

es que los costos de construccin de viviendas ptimas trmicamente sean accesibles

para un pblico ms amplio y que los sistemas de calefaccin o acondicionamiento

trmico para su funcionamiento y fabricacin no requieran medios mecnicos u otras

fuentes de energa contaminantes.


14/174



5

1.1.2. Nivel actual del problema.

La ciudad de Temuco presenta en su clima marcadas oscilaciones estacinales

definindose meses fros, templados y clidos, y extremas absolutas de temperatura

que varan entre -5C y 37C. Estas variaciones es tn presentes en las temperaturas,

la lluvia, el viento y la humedad.La vivienda debe ser la principal fuente aislante de las condiciones climticas, por eso

es necesario que cumpla con condiciones de diseo y aislamiento ptimo, con el

objetivo de mantener el confort o equilibrio trmico adecuado para sus habitantes, esto

se logra a travs de sistemas constructivos y de calefaccin que acondicionan su

particularidad trmica.

Por lo general los sistemas de calefaccin involucran sucesivos gastos en el tiempo y

son contaminantes, lo que toma especial importancia en la ciudad de Temuco donde los

ndices de contaminacin atmosfrica son elevados.

Los sistemas constructivos de aislamiento trmico que se acercan a lo ptimo

generalmente estn compuestos de materiales contaminantes e implican mayores

gastos de construccin, por lo que solo llegan a la poblacin de mayor ingreso que en

Temuco tambin corresponde al menor porcentaje de la ciudadana.

El Ministerio de Vivienda con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la poblacin,

ha incorporado en los ltimos dos aos modificaciones a la Ordenanza General de

Urbanismo y Construcciones denominadas 1 y 2 etapas de Reglamentacin Trmica,a travs de las cuales se han establecido requisitos de Acondicionamiento Trmico para

las viviendas; la implementacin de un Subsidio de Mejoramiento Trmico adicional al

Subsidio de Mejoramiento Tradicional de la vivienda Titulo II, para las comunas

declaradas Zonas Saturadas en este caso, Temuco y Padre Las Casas. Dentro de este

contexto, y enmarcado en el Plan de Descontaminacin Ambiental, como plan piloto , el

Ministerio de Vivienda y Urbanismo asigno la cantidad de 1000 subsidios de

Mejoramiento Trmico para las comunas de Temuco y Padre Las Casas, con la

finalidad de contribuir a la descontaminacin Ambiental de estas comunas.

El presente trabajo pretende evaluar el desempeo de esta iniciativa, para determinar la

efectividad de las polticas de mejoramiento Trmico.


15/174



6

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo general

Evaluar con indicadores objetivos, el comportamiento trmico de una muestrarepresentativa de viviendas, en su estado inicial y reacondicionadas, determinando el

grado de mejora trmica en las viviendas intervenidas y con ello, la efectividad de las

polticas de mejoramiento trmico.

1.2.2. Objetivos especficos

Establecer una metodologa practica de estudio en terreno del comportamiento

energitermico de las viviendas.

Estimar la demanda energtica de las viviendas, antes y despus de su

mejoramiento.

Cuantificar las mejoras de confort y reduccin de demanda energtica en una

vivienda que se altera su condicin inicial con obras de reacondicionamiento

trmico.

Identificar las mejoras que producen un mayor impacto en la disminucin de la

demanda energtica en las viviendas.


16/174

CAPTULO 2

CONTEXTUALIZACIN DEL ESTUDIO


17/174

Captulo 2 Contextualizacin del Estudio


8

2.1. Introduccin

El presente trabajo fue realizado dentro del estudio realizado por la Universidad de La

Frontera, por intermedio del Departamento de Ingeniera de Obras Civiles y la Unidad

de Evaluacin de Eficiencia Energtica en Edificios y Viviendas. La cual firm un

convenio con el Servicio de Vivienda y Urbanizacin (SERVIU). Que consiste en realizarel estudio de evaluacin energtica a una muestra representativa de viviendas de

trece comits de viviendas seleccionados con un subsidio de Mejoramiento Energtico,

(nueve de la comuna de Temuco y cuatro de la comuna de Padre las Casas) con el

objeto de obtener datos cuantitativos en relacin al grado de mejora trmica obtenido

en cada proyecto, y con ello, la efectividad de las polticas de mejoramiento trmico.

Estos avances se enmarcan en los objetivos de la nueva poltica habitacional

consecuente con la capacidad de mejorar la calidad de vida de la poblacin, y que ha

incorporado en los ltimos tres aos modificaciones a la Ordenanza General de

Urbanismo y Construcciones denominadas Primera y Segunda etapas de

Reglamentacin Trmica, a travs de las cuales se han establecido requisitos de

Acondicionamiento Trmico para las viviendas; la implementacin de un Subsidio

de Mejoramiento Trmico adicional al Subsidio de Mejoramiento Tradicional de la

vivienda Titulo II, para las comunas declaradas Zonas Saturadas, en virtud de la ley N

19300 sobre bases generales del Medio Ambiente, de hasta cincuenta unidades de

fomento adicionales, destinadas al cumplimiento de las exigencias deacondicionamiento trmico sealadas en el articulo 4.1.10 de la Ordenanza General de

Urbanismo y Construcciones, que entra en vigencia durante el mes de Abril ao 2008.

Dentro de este contexto, y enmarcado en el Plan de Descontaminacin Ambiental,

como plan piloto, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo asigno la cantidad de mil

subsidios de Mejoramiento Trmico para las comunas de Temuco y Padre Las Casas,

con la finalidad de contribuir a la descontaminacin Ambiental de estas comunas.

Con la finalidad de contextualizar el presente estudio en cuanto al lugar fsico como a

aspectos generales de las viviendas, este captulo se orienta a describir las

caractersticas generales de las ciudades en la cual se encuentra, el clima de la zona y


18/174



9

la problemtica de la contaminacin atmosfrica que afecta en la actualidad el medio

ambiente local.

2.2. Las Ciudades de Temuco y Padre Las Casas

Temuco capital de la IX Regin de la Araucana y de la Provincia de Cautn, Chile, fuefundada el 24 de febrero de 1881 y es una ciudad ubicada a 667 km al sur de Santiago.

A 80 km de la ciudad se encuentra el Ocano Pacfico y al oeste la Cordillera de Los

Andes. En voz mapudungn (mapuche), Temuco significa Agua de Temu, y es una de

las ciudades de Chile que ms ha crecido urbanamente en los ltimos aos. A partir de

la dcada de los noventa, la ciudad vive un acelerado proceso de crecimiento y

urbanizacin, e inicia un proceso de consolidacin para transformarse en el principal

centro de servicios del sur de Chile. El sitio de la ciudad morfolgicamente corresponde

a terrazas fluviales del ro Cautn que se desarrollan en forma encajonada entre los

cerros ielol (350 msnm) y Conun Huenu (360 msnm).

Padre Las Casas es la segunda comuna con mayor poblacin de la Regin de La

Araucana. Segn las cifras del Censo de Poblacin de 2002 esta comuna presenta una

poblacin total de 58.795 habitantes, que corresponden al 6,8% del total de la poblacin

de la Regin, con un crecimiento intercensal de 24,6%.

Existe un concepto que ha aparecido hace un par de aos llamado el Gran Temuco, el

cual es un conglomerado conformado por la unin de dos comunas, Temuco y PadreLas Casas. El concepto metropolitano de Gran Temuco nace al separarse un sector o

barrio de la ciudad de Temuco, Padre Las Casas, formando una nueva divisin

administrativa, por lo que desde entonces Temuco trasciende lo que era propiamente la

comuna original homnima. El conglomerado formado por estas dos comunas tiene una

superficie comprendida por ms de 23 km de norte a sur y cerca de 14 km de este a

oeste.

Segn el censo nacional de 2002 Gran Temuco contaba con 260.878 habitantes. De

acuerdo a la proyeccin del INE si se suman los habitantes de ambas comunas, la

poblacin alcanzara para el ao 2010 un total de 377.495 habitantes, lo que la

convertira en la quinta rea metropolitana de Chile tras las conurbaciones del Gran

Santiago, Gran Concepcin, Gran Valparaso y Gran La Serena.


19/174



10

2.3. Tipologa viviendas en Temuco y Padre Las casas

La estructura de las viviendas en Temuco est realizada esencialmente de hormign,

albailera de ladrillo y principalmente de madera, material que adems de utilizarse

como elemento principal de la estructura, fue usado masivamente como revestimiento

de terminacin de la envolvente de la vivienda, especialmente en aquellas de ms de10 aos de construccin. La madera tiene una resistencia relativamente baja a la

transmisin de calor, por lo que es necesario colocar aislamiento trmico que permita

minimizar las prdidas de energa, aumentar y maximizar las ganancias internas y si se

mantiene la necesidad de calefaccin, propender a sistemas eficientes no

contaminantes y de bajo costo (Fritz, 2008).

La tipologa de la vivienda de Temuco se ha expresado en desarrollos de viviendas

aisladas, pareadas, continuas y en altura. La vivienda aislada es la principal forma de

los desarrollos actuales y es el que marca la extensin de la ciudad hacia la periferia.

Sin embargo, para la vivienda social se han realizado tambin edificios de tres niveles.

El agrupamiento continuo del sector centro con la construccin sobre la lnea oficial ha

perdido aplicacin en la extensin de la ciudad. Actualmente, la vivienda se desplaza de

la lnea oficial generndose antejardines y se procura la separacin de la tres

colindancias restantes o de al menos dos de ellas. Cabe sealar que la vivienda

pareada ha tenido escaso xito inmobiliario.

Las viviendas actuales de inters social o de nivel medio econmicas presentan unaenvolvente simple, generalmente lograda a travs de paraleleppedos que se cubren

habitualmente con un techo a dos aguas, con la cumbrera perpendicular a la calle, en la

mayor parte de los casos.

Los volmenes se complejizan a medida que la oferta se dirige a segmentos de mayor

ingreso, incorporando elementos sobresalientes de la fachada como son los bow

windows y el uso de techumbres muy inclinadas, sobresalientes de los paramentos

mediante alerones. Estos techos inclinados se aprovechan como la segunda planta de

la casa dando origen a lucarnas. Se le da importancia al acceso mediante extensin de

las techumbres y el uso de una o dos columnas. En zonas perifricas nuevas se tienen

algunos ejemplos de vivienda para niveles de altos ingresos con volumetra simple.


20/174

Evaluacin Energtica de las

De los elementos mencio

techumbre inclinada, a la

la techumbre, forrar la pa

importantes de fachada,

decorativos de los aleroneLas techumbres de inter

galvanizadas y las dirigida

antigua de alerce o tejas d

En tanto en la comuna de

unidades construidas, el 71

casi 13% de materialidad c

hormign armado.

2.3.1. Tipologas

Vivienda Aislada

Esta tipologa de viviendas

baja, donde las superficies

viviendas causar menos i

esta tipologa permite los c

Captulo 2 Contextu

viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de rTrmico en Temuc

nados lo que sobresale como imagen d

ue se agrega el uso de la madera para cu

rte inferior de los alerones y realizar ent

portones y elementos diversos, tales c

.s social se cubren con lminas aca

a segmentos de mayor ingreso con tejue

distinta factura.

Padre Las casas se tiene que en gener

% corresponde a Madera o Tabique forra

orrespondiente a ladrillo, y en tercer lugar

se recomienda especialmente para los se

prediales son mayores. Se considera qu

mpactos en los sectores de Cerro Maripos

orredores vegetados de fondo de sitio.

Figura 2.1 Vivienda Aislada.

lizacin del Estudio

eacondicionamientoo y Padre Las Casas

11

la ciudad es la

brir los huecos de

blados de paos

omo artesonados

aladas metlicas

as que imitan a la

l, en trminos de

o, seguido por un

con solo un 6,2%,

tores de densidad

esta tipologa de

a. El desarrollo de


21/174


Viviendas Agrupadas

Vivienda Pareada

Esta tipologa, muy utili

costos de construccin;

o alta cuando la superfi

Viviendas Adosad

Esta tipologa se encue

y se quiere obtener unahorizontal. Existen varidos ejemplos.

Captulo 2 Contextu


ada en el mbito regional, permite princip

se recomienda utilizarla en sectores de d

ie predial as lo permita.

Figura 2.2. Viviendas Pareadas.

s

ntra en sectores donde la densidad habita

trama urbana densa pero, no obstante, ms modalidades de agrupacin, a continu

Figura 2.3. Viviendas adosadas.

lizacin del Estudio


12

lmente reducir los

nsidad media alta

cional es ms alta

ntener la viviendacin se proponen


22/174


Fachada Continua

Adems de permitir un ap

resultante una imagen ur

consolidarse ms rpidam

2.4. Contaminacin At

No slo Santiago tiene pr

se hace recurrente ver

Metropolitana la principal c

que posee, en Temuco el

calefaccionan con lea moj

Una de las principales cau

del pas es el alto consu

aislamiento de viviendas, y

su origen en deficientes es

en la medida que exista cgenerndose a partir de

ineficiente, malos hbitos d

Captulo 2 Contextu


ovechamiento ptimo del espacio, esta tip

ana compacta generadora de una estruc

nte que la figura con viviendas aisladas.

Figura 2.4. Fachada Continua.

osfrica en Temuco y Padre Las Casas

blemas de contaminacin. EnTemuco y

n cielo contaminado. Pero mientras q

ausa es la mala ventilacin producto de la

problema se genera desde sus propias

ada, produciendo grandes humaradas cont

sas de la contaminacin atmosfrica en la

mo de lea. Esta situacin se debe a

combustin ineficiente (Figura 2.5). El pri

tndares de construccin, los cuales pued

onciencia y decisin. El segundo aspectola combinacin de tres elementos: equi

e consumo y combustible de mala calidad.

lizacin del Estudio


13

ologa tiene como

tura que tiende a

Padre Las Casas

ue en la Regin

singular geografa

viviendas, que se

aminantes.

ciudades del sur

os aspectos: mal

ero de ellos tiene

n ser modificados

es ms complejo,o de combustin


23/174



14

Durante los ltimos aos, la conurbacin urbana de Temuco-Padre Las Casas, ha visto

que el contenido de material particulado en el aire supera en varias oportunidades al

ao la norma mxima considerada peligrosa para la salud humana. La norma aceptada

en Chile de 150 microgramos de partculas por metro cbico.

La mala calidad del aire coincide con las bajas temperaturas que son comunes en losmeses de invierno en la zona.

Mientras los ndices empeoran cada ao, se est implementando un plan de

descontaminacin atmosfrico en Temuco y Padre Las Casas.

El ao 2008, la calidad del aire mostr su peor promedio anual desde 2002 -ao en que

comenz a ser medida la contaminacin del aire en Temuco, al ser superada esa norma

sanitaria en 34 ocasiones. (SINIA).


24/174



15

Figura 2.5. Esquema de Contaminacin en las ciudades del Sur de Chile.(SNCL)


25/174



16

2.5. Plan de Descontaminacin Atmosfrico

El Plan de Descontaminacin Atmosfrico (PDA) es un Instrumento de Gestin

Ambiental establecido por la Ley 19.300 de bases del M.A. y corresponde a un conjunto

de medidas que busca disminuir los niveles de MP10 por debajo de lo que se define

peligroso para la salud de la poblacin de Temuco y Padre las Casas a travs derecuperar la norma de calidad ambiental.

El PDA para las comunas de Temuco y Padre las Casas tendr una duracin estimada

de 10 aos, lo que no significa que al final de este periodo el problema est resuelto, ya

que depende de la participacin y compromiso de todos y todas para cambiar las

prcticas y costumbres que generan contaminacin.

En Chile no existen precedentes de Declaracin de Zona Saturada de una ciudad

donde la principal fuente emisora contaminante sea la combustin residencial de lea.

La experiencia se concentra en la Regin Metropolitana y en zonas cercanas a grandes

instalaciones industriales asociadas a la Minera (Megafuentes). Por lo tanto, el PDA de

Temuco y Padre las Casas ser distinto, dada la naturaleza de la principal fuente

emisora contaminante. Este plan servir de modelo a otras ciudades de nuestra regin

o del sur de Chile que enfrentan problemas similares.

El Plan de Descontaminacin Atmosfrico de Temuco y Padre Las Casas cuenta con

cuatro lneas estructurales de accin y que sustentan el cumplimiento de la meta dereduccin de emisiones contaminantes, las cuales son:

Mejoramiento de la calidad de la lea / Usar solo lea seca.

Mejoramiento tecnolgico de calefactores a lea.

Mejoramiento energtico de la vivienda.

Difusin y educacin a consumidores de lea.

De las cuales la lnea en que se enfoca este trabajo, es la que busca un Mejoramiento

Energtico de la vivienda. Esto debido a que una de las causas que arrojaron losestudios, es la precaria aislacin trmica que existe en las viviendas en las comunas de

Temuco y Padre Las Casas. Lo cual provoca, perdidas de calor, aumentando el

consumo de lea para calefaccin.


26/174



17

Para que las cuatro lneas estructurales del Plan de Descontaminacin Atmosfrico de

Temuco y Padre Las Casas puedan cumplir su funcin, el PDA plantea medidas para lo

siguiente:

Mejoramiento de la calidad de la lea.

Mejoramiento tecnolgico de los calefactores a lea: Mejoramiento Trmico de la vivienda: en el cual el MINVU focalizar en Temuco

y Padre Las Casas, mediante el PPPF (Programa de Proteccin del Patrimonio

Familiar), un subsidio especial para el mejoramiento trmico de las viviendas

existentes.

2.6. Programa de Proteccin al Patrimonio Familiar (PPPF)

Este programa ofrece subsidios habitacionales a las familias chilenas para mejorar el

entorno y mejorar o ampliar su vivienda. Permite mejorar el entorno y mejorar o ampliar

la vivienda, para lo cual existen 3 tipos de subsidios.

Los objetivos son:

1. Recuperar el patrimonio familiar.

2. Detener el proceso de deterioro de las viviendas y sus entornos.

3. Promover la accin colectiva de los habitantes y la responsabilidad de stos

respecto de las soluciones.

El Titulo II de este programa incorpora Proyectos de mantencin de la vivienda.

Mejoramiento de partidas de la vivienda como reposicin de ventanas, puertas,

tabiques, cielos, pintura interior o exterior, etc.

2.7. Descripcin General de las condiciones tcnicas y presupuestarias de la

muestra representativa a estudiar

La aplicacin del Subsidio de Reacondicionamiento trmico en las comunas de Temuco

y Padre las Casas comienza el ao 2008, con la implementacin del subsidio en estas

dos comunas de la IX Regin, como medida de aporte del Ministerio de Vivienda y

Urbanismo en conjunto con la Comisin Nacional de Energa, al Plan de

descontaminacin ambiental (PDA) propuesto para estas comunas.


27/174



18

Durante el proceso de postulacin y seleccin de comits de vivienda que optan a este

tipo de Subsidio, que se inicia durante el ao 2008 y el cual contina durante el ao

2009 existen dos etapas diferenciadas a partir del monto de subsidio asignado para

reacondicionar trmicamente las viviendas, monto del cual depende la cantidad de

partidas posibles de abordar en cada tipologa de vivienda.Del universo total de viviendas beneficiadas con el mejoramiento, se definieron dos

grupos de estudio, de los cuales solo se estudiara una muestra representativa de

viviendas del grupo B.

Grupo A: Viviendas ya mejoradas trmicamente de la primera etapa del Ao

2008 - 2009, con mejoramiento Tradicional + 50 U.F de reacondicionamiento

Trmico, correspondiente a un universo de 504 viviendas organizadas en trece

comits.

Grupo B: Viviendas por mejorar trmicamente de la segunda etapa del ao 2009,

con reacondicionamiento Trmico de ms de 50UF, hasta 80UF, a un universo

de 900 viviendas organizadas en treinta y tres comits.

Segunda Etapa: Ao 2009 Grupo B:

Segn lo establecido en Decreto Supremo N 6 del 23 de Enero del ao 2009, que

modifica el Decreto Supremo N 255 (V y U) de 2006, en el artculo 6 bis , se determina

que los proyectos de mejoramiento de vivienda cuyo certificado de recepcin municipalsea anterior al 4 de enero del ao 2006 y que considere un acondicionamiento trmico

que permita cumplir con lo establecido en el articulo 4.1.10 de la O.G.U.C. el monto total

de subsidio podr ser en caso de requerirlo de hasta el doble fijado para la comuna en

que se localiza el proyecto de acuerdo a la tabla del articulo N 7 , del reglamento . Si

cumplido lo anterior quedare un saldo de subsidio este podr utilizarse en mejoramiento

de la vivienda.

De acuerdo a este articulo, el monto de subsidio asignado para el reacondicionamiento

trmico de viviendas puede variar desde 50 U.F hasta 100 U.F, con lo cual se determina

claramente la posibilidad de abordar una mayor cantidad de partidas relacionadas a la

mejora trmica en cada vivienda.


28/174



19

Dado esta modificacin, en los proyectos seleccionados durante al ao 2009 se

establecen las siguientes mejoras en la envolvente de la vivienda, de acuerdo a los

parmetros y lineamientos establecidos por SERVIU IX Regin:

Tipos de Mejora a la envolvente:

Mejora N 1: (Complejo Techumbre + Aislacin Trmica) + (Complejo MurosPerimetrales + Aislacin trmica) + Sellos de Infiltraciones.

Mejora N 2: (Complejo Techumbre + Aislacin Trmica) + (Radier, casos pisos

ventilados.)

Mejora N 3: (Complejo Techumbre + Aislacin Trmica) + (Complejo Muros

Perimetrales + Aislacin trmica) + (Cambio de ventanas tradicionales).

Estas partidas son abordadas de forma completa para dar cumplimiento en lo

establecido en el artculo 4.1.10 de O.G.U.C.

De esta manera y de acuerdo al monto disponible para reacondicionar trmicamente las

viviendas, existe una evolucin y clara diferenciacin entre estas dos etapas del

proceso en el desarrollo y ejecucin de propuestas abordadas en los proyectos de

mejoramiento trmico, lo cual genera una mayor cantidad de partidas posibles de

intervenir en la mejora trmica de la envolvente para cada tipologa de vivienda

seleccionada.

Las viviendas en este contexto poseen una antigedad de 7 10 15 - 20 -35 aos,

por lo cual cada partida intervenida compromete la mejora de la estructura en lavivienda, costo considerado dentro de la partida correspondiente.

El grado de intervencin en la mejora trmica de la envolvente en todos los casos

depende de la cantidad de superficie por solucin constructiva abordada.


29/174

CAPTULO 3

METODOLOGIA


30/174

Captulo 3 Metodologa


21

3.1. Introduccin

La presente seccin muestra la estructura metodolgica que gua el trabajo realizado.

Esta etapa dentro de la propuesta de trabajo se considera fundamental, ya que de sta

depende el eventual xito que tengan las metas trazadas. Por este motivo se entrega el

mtodo y plan de trabajo, la seleccin de la muestra y los pasos a seguir con respecto amediciones in situ, modelaciones mediante software, obtencin de resultados y

posterior anlisis y comparacin de estos.

3.2. Seleccin de la Muestra

Para la seleccin de la muestra del grupo B, se considera estudiar tres comits por

cada seleccin, esto es un total de ocho comits, tomando tres viviendas por mejorar

por cada comit quedando una muestra total de 24 viviendas. De las cuales solo fueron

estudiadas 18 viviendas, debido a que al momento del estudio solo 18 casos se

encontraban en etapa de mejoramiento. El resto de las viviendas se intervendrn en el

futuro.

Los comits y las viviendas a estudiar fueron definidos por el SERVIU, cumpliendo con

los criterios de orientacin con respecto al norte, elementos que fueron

reacondicionados, localizacin en el loteo u otros criterios de particular inters para el

objetivo de la evaluacin energtica.

3.3. Mtodo y Plan de Trabajo

A continuacin se muestra el mtodo y plan de trabajo de acuerdo a los objetivos

propuestos para el trabajo, donde se busca estimar la demanda energtica de las

viviendas, antes y despus de su mejoramiento.

Definir metodologa de evaluacin que incluir horarios de medicin,

recintos a evaluar, cantidad y tipo de muestra: Planificacin del estudio y

definicin de la muestra de viviendas a analizar.

Evaluar viviendas antes y despus del acondicionamiento trmico:Efectuar

mediciones in situ, con instrumentos porttiles, data loggers de temperatura y

humedad, termografas, door fan test.


31/174



22

Obtener la percepcin del usuario de las viviendas, antes y despus del

mejoramiento:Realizar una encuesta para obtener la percepcin del usuario.

Recoleccin y modelacin de datos obtenidos en los ensayos: Recoleccin

de datos de los ensayos realizados y posterior Modelacin computacional de

datos obtenidos. Mediante software DesignBuilder. Clculos y anlisis de resultados: Se realizan clculos matemticos de tipo

terico y experimental, necesarios para cumplir con los objetivos del tema en

estudio.

3.4 Acciones Especficas o Tcnicas

3.4.1 Caracterizacin de las Viviendas

La caracterizacin de las viviendas, se hace mediante la informacin formal recopilada,

esto es: Carpeta del proyecto de mejoramiento facilitada por el SERVIU con, planos,

ao de construccin, especificaciones tcnicas, proyecto de mejoramiento.

Luego mediante una visita, se verifica la informacin facilitada en planos y

especificaciones tcnicas o en su defecto se procede a levantarla, esto en los casos

que tengan alteraciones con respecto a la informacin original (ampliaciones,

modificaciones a la estructura, cambio de materiales, etc.) Adems en esta visita se

levanta la ubicacin y orientacin geogrfica.

3.4.2 Mediciones In Situ

Medicin de Temperaturas

El registro de temperaturas exterior e interior se realiza durante siete das en cada

vivienda, este permite obtener una representacin grfica de las variaciones de

temperatura alrededor de la vivienda. Para luego comparar el delta de temperatura a

una misma hora. Lo que permite hacer un anlisis del comportamiento trmico de la

vivienda, antes y despus del mejoramiento trmico, dejando ver con datos reales el

rendimiento de la mejora de la envolvente de la edificacin. De los datos obtenidos se

genera un grafico con las curvas de temperatura interior y exterior llamado

Termograma. (Figura 3.1.)


32/174



23

Temperatura Exterior

La Temperatura del Aire exterior para todos los casos estudiados se obtiene de la

estacin meteorolgica del Departamento de Ingeniera de Obras Civiles, ubicada en el

campus Andrs Bello, y que entrega datos horarios de temperatura. La estacin

meteorolgica se encuentra en un sector urbano, de manera que los registros detemperatura sean similares en las viviendas estudiadas.

Temperatura Interior

La temperatura del aire interior se obtiene mediante sensores de temperatura, con data

logger que registraron con un intervalo de una hora durante una semana en al menos

dos puntos del recinto. Adems se consideran diferentes puntos, de modo de lograr un

registro de las temperaturas interiores ms detallado (cerca de ventanas, cerca de

paredes aisladas y al centro del recinto o lejos de la influencia de equipos o elementos

que interfieran en la temperatura real).

Figura 3.1. Termograma Tipo.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00

Temperatura[C]

Tiempo [horas]

Termograma Tipo de Vivienda

Estar - Comedor Escalera Dormitorio CEEV


33/174



24

Test de Infiltraciones

Para determinar la infiltracin de las edificaciones se utiliza el Blower Door Test, el cual

consiste bsicamente en un ventilador calibrado para medir un caudal de aire, que se

instala en la puerta del edificio o vivienda en conjunto con un panel que se ajusta a

dicha puerta. El ventilador genera un flujo de aire y diferencia de presin entre el interiory exterior. El flujo de aire se puede dirigir hacia el exterior del edificio

(despresurizacin), hacia el interior del edificio (presurizacin) o bien una combinacin

de ellas. El flujo de aire y las diferencias de presin son registrados y controlados por

un dispositivo que se conecta al ventilador. Mediante la combinacin de flujo y presin

de aire se establece la estanqueidad o hermeticidad de la zona analizada, ya que se

obliga a que el aire pase a travs de los orificios o aberturas no controladas. Esto

permite conocer la estanqueidad de la vivienda, lo que es primordial para manejar la

conservacin de la energa, la calidad del aire, y el control de las presiones de un

edificio. (Hope & Gonzlez, 2009)

Con este test se puede obtener informacin importante, la cual servir de input para la

estimacin dinmica de la demanda energtica de la edificacin. Algunos de los

parmetros que entrega son:

Renovaciones de aire por hora a 50 Pa (ACH50).

rea equivalente de fuga (EqLA) en cm2 o ft2. se utiliza en muchos pases y las

normas para describir el rea de fugas en trminos de un gran agujero en unasuperficie plana.

rea efectiva de fuga (EfLA) en cm2 o ft2. Suele calcularse en 4PA. EfLA si bien

se puede leer directamente del dispositivo controlador de presin (DM-2), un

resultado preciso requiere una prueba de varios puntos. Este parmetro es el

ms empleado por la ASHRAE y ASTM para realizar los clculos.

Termografas

La implementacin de la inspeccin termogrfica est basada principalmente en la

norma ASTM 1060, los manuales y software del fabricante del equipo, que en este caso

es Fluke.


34/174



25

Como acciones preliminares para una buena termografa se procedi a la inspeccin

del lugar, determinado cules eran los puntos que serian intervenidos, donde se pueden

obtener mejores fotos, por ejemplo la unin entre dos materiales.

Con los registros de temperaturas exterior e interior se confeccionar un grafico de

tiempo v/s temperatura, con el cual se determinar las horas del da en que se realizarla inspeccin termogrfica, en funcin de las mximas diferencias de temperatura entre

el exterior y el interior de la vivienda, como lo establece la Norma ASTM 1060.

Con el fin de evaluar la envolvente, se deber tomar en cuentan los siguientes datos

preliminares:

Tomar en cuenta cada tipo de construccin haciendo una inspeccin visual o

planos de la construccin, las ampliaciones o modificaciones a la estructura, y

problemas trmicos reportados por el propietario de la vivienda.

Tomar en cuenta las superficies manchadas por la humedad, ya que muestran

variaciones en el patrn que pueden ser causantes de diferencias de

temperatura en las fotografas.

Considerar la orientacin del edificio con respecto al Norte.

Considerar posibles fuentes de calor, como lmparas, montadas cerca de los

exteriores de la construccin.

Inspeccionar todas las superficies de inters desde un ngulo lo ms cerca a lo

normal a la superficie como sea posible, pero por lo menos en un ngulo quepermita distinguir los elementos de encuadre.

Realizar inspecciones desde varios ngulos, perpendicular, si es posible, y en

dos frente a ngulos oblicuos, a fin de detectar la presencia de la radiacin

reflejada.

Posteriormente, se procede a interpretar la termografa lo que permite la determinacin

de la siguiente informacin:

Ubicacin de las regiones donde la aislacin es aparentemente defectuosas ofaltante.

Ubicacin de las regiones donde la aislacin est aparentemente intacta.

Los patrones de variacin irregular de las caractersticas trmicas en los

espacios entre los elementos pueden indicar una combinacin de causas


35/174



26

posibles, las que pueden ser en particular diferencias de la densidad de

aislamiento, conveccin, fugas de aire, humedad, o puentes trmicos.

3.4.3. Determinacin de la percepcin del usuario y condiciones de uso de la

viviendaLa percepcin del usuario y las condiciones de uso de la vivienda son levantadas

mediante una encuesta basada en el formato de la encuesta de consumo residencial

que se aplica en el estudio Usos Finales y Curva de Oferta de Conservacin de la

Energa en el Sector Residencial de Chile, desarrollado por el PPEE. Con esta

encuesta se pretende por una parte caracterizar las condiciones internas de uso de la

vivienda, determinadas por la cantidad de personas, su horario de actividad o uso, los

hbitos y prcticas relacionados a la climatizacin, equipos para calefaccin, horas de

uso, hbitos de ventilacin. Y por otra parte obtener registros de consumo de energa

histricos o retrospectivos, entendiendo que esta informacin servir para identificar

fenmenos generales debido a la naturaleza de esta informacin, pero que puede ser

muy til a la hora de hacer comparaciones entre escenarios o condiciones. Y para el

posterior modelamiento computacional de cada caso.

3.4.4. Clculos tericos de las demandas de energa

Para efectuar estos clculos es necesario tener los datos descritos en los puntosanteriores, dentro de los cuales los necesarios para son:

la caracterizacin de las viviendas, que permite modelar en 3D cada vivienda.

Clima de Temuco, que es necesario para el clculo dinmico el cual requiere de

los datos meteorolgicos de todo un ao. este fue calculado con el software

METEONORM que mediante una base de datos permite obtener datos climticos

de cualquier lugar del mundo.

Test de Infiltraciones, que entrega las renovaciones naturales de aire (ACH/h)

dato necesario para la modelacin dinmica, que indica el rango constante de

infiltracin del modelo.

Encuesta al usuario de la vivienda, que entrega los hbitos de uso de la vivienda,

tipo de calefaccin, ocupacin, etc.


36/174



27

Luego la estimacin de la demanda de energa se realiza en rgimen dinmico, a travs

de simulaciones con el software DesignBuilder.

DesignBuilder es un interfaz de usuario para el motor de simulacin trmica dinmica

EnergyPlus. El cual es un programa desarrollado por el Departamento de Energa de

los Estados Unidos (DOE) para simular los procesos de transferencia de calor, laventilacin natural, los sistemas de climatizacin, la iluminacin y otros factores

relacionados con el consumo energtico de los edificios.

DesignBuilder es un software especializado en el anlisis trmico, lumnico y energtico

de edificios. Tambin ofrece la posibilidad de evaluar los niveles de confort y las

emisiones de CO2, entre otras funciones. Concebido para facilitar los complejos

procesos de clculo y simulacin, DesignBuilder permite proyectar edificios con

mayores niveles de confort y menores consumos energticos, contribuyendo de manera

significativa a la prctica de la arquitectura sustentable.

El programa utilizado permite obtener una gran cantidad de informacin relacionada con

el desempeo trmico y energtico de los edificios, a partir de tres diferentes procesos

de clculo: diseo de calefaccin, diseo de refrigeracin y Simulacin Dinmica.

Los procesos de diseo de calefaccin y refrigeracin funcionan en rgimen

estacionario y resultan de gran utilidad para saber si los edificios requieren equipos de

climatizacin, as como para estimar la capacidad necesaria de dichos equipos.

El presente estudio se realizo con simulaciones que funcionan en rgimen dinmico yproporcionan una comprensin detallada del desempeo energtico de los edificios

ante situaciones climticas reales, ya que permite ingresar los climas locales en la base

de datos del programa. Utilizando en este caso el clima de Temuco.

Los principales paquetes de datos que entregan las Simulaciones Dinmicas son:

Datos climticos del sitio

Temperaturas exteriores de bulbo seco y de roco.

Radiacin solar directa y difusa.

Velocidad y direccin del viento.

Presin atmosfrica.

Ambiente y confort


37/174



28

Temperaturas interiores: temperatura media del aire, Temperatura Radiante

Media (MRT, por sus siglas en ingls) y temperatura operativa (el promedio

calculado de las dos primeras).

Temperatura exterior de bulbo seco.

Humedad relativa.

ndices de confort y disconfort, a partir de diversos mtodos de clculo.

Cerramientos y ventilacin

Ganancias y prdidas de calor a travs de ventanas y superficies vidriadas,

considerando marcos y elementos divisorios.

Ganancias y prdidas de calor a travs de los componentes opacos de la

construccin: suelos, entrepisos, muros exteriores, particiones y cubiertas,

entre otros.

Ganancias y prdidas de calor provocadas por el ingreso de aire exterior,

incluyendo la ventilacin natural, la ventilacin mecnica y la infiltracin a

travs de los componentes de la edificacin.

Prdidas y ganancias internas

Ganancias de calor producidas por luminarias, estufas y aparatos

electromecnicos.

Ganancias de calor debidas a las personas que ocupan el edificio.

Ganancias solares (radiacin solar de onda corta) transmitidas a travs deventanas y superficies vidriadas.

Prdidas y ganancias de calor relacionadas con la energa de calefaccin y

enfriamiento introducida al edificio por medio de sistemas de climatizacin

artificial.

Energa y contaminacin

Consumo energtico derivado del uso de sistemas de calefaccin y

refrigeracin, calentadores, enfriadores, mecanismos de precalentamiento,

ventiladores, bombas y dems equipos relacionados con la climatizacin del

edificio.

Consumo energtico provocados por iluminacin y aparatos elctricos.

Consumo energtico del sistema de generacin de agua caliente domstica.


38/174



29

Consumo total de combustibles: electricidad, gas y petrleo, entre otros.

Emisiones totales de dixido de carbono (CO2) por el consumo de

electricidad y combustibles.

El ANEXO Acontiene una gua rpida de modelacin dinmica en DesignBuilderTM

3.5. Anlisis de Resultados

Luego de obtenidos los resultados de las modelaciones se procede con el anlisis de

estos. El cual se basa en la evaluacin energtica de cada vivienda. Evaluacin

realizada antes y despus del mejoramiento trmico, lo que permite comparar cada

caso, y determinar el nivel de mejora. Lo que a su vez demostrara el desempeo de la

iniciativa piloto de reacondicionamiento trmico en Temuco y Padre las Casas.

El anlisis se hizo utilizando los datos obtenidos en terreno: termografas, termogramas

y percepcin del usuario de la vivienda. Adems de tablas, grficos, diagramas y dems

resultados arrojados por el software

3.5.1. Anlisis de Resultados de Modelaciones

Como DesignBuilder permite obtener una gran cantidad de informacin relacionada

con el desempeo trmico y energtico de los edificios.

Los resultados obtenidos se visualizan en intervalos anuales, mensuales. Por otro lado,

se muestran los resultados en forma de grficos y tablas. A partir de estas alternativasde visualizacin se generaron reportes para cada caso de estudio. (Figuras 3.2 y 3.3)

Los datos obtenidos fueron:

Temperaturas interiores: temperatura media del aire, Temperatura Radiante

Media (MRT, por sus siglas en ingls) y temperatura operativa (el promedio

calculado de las dos primeras).

Temperatura exterior de bulbo seco.

Humedad relativa.

Ganancias y prdidas de calor a travs de ventanas y superficies vidriadas,

considerando marcos y elementos divisorios.


39/174


Ganancias y p

construccin: su

entre otros.

Ganancias y p

incluyendo la vetravs de los co

Ganancias solar

ventanas y supe

Prdidas y gana

enfriamiento intr

artificial.

Consumo ener

refrigeracin, ca

ventiladores, bo

edificio.

Consumo total d

Figura 3.2. Grafi

Cap


didas de calor a travs de los compone

elos, entrepisos, muros exteriores, partici

didas de calor provocadas por el ingres

ntilacin natural, la ventilacin mecnicaponentes de la edificacin.

es (radiacin solar de onda corta) transm

ficies vidriadas.

ncias de calor relacionadas con la energ

ducida al edificio por medio de sistema

tico derivado del uso de sistemas

lentadores, enfriadores, mecanismos de

bas y dems equipos relacionados con l

combustibles: electricidad, gas, parafina

co Temperaturas y Ganancias de Calor Me

tulo 3 Metodologa


30

tes opacos de la

ones y cubiertas,

de aire exterior,

y la infiltracin a

itidas a travs de

de calefaccin y

de climatizacin

e calefaccin y

precalentamiento,

climatizacin del

lea.

nsuales.


40/174


Figu

3.5.2. Anlisis de Termo

Los termogramas son ana

obtener datos con respec

mejoramiento, esto como uAdems, de los datos nu

mximas registradas, dent

temperatura que experime

Tambin es posible obten

diferencias o deltas de tem

Cap


ra 3.3. Prdidas y Ganancias Anuales.

ramas

lizados grficamente, vivienda por viviend

o a la inercia trmica de la vivienda ant

n anlisis visual de las curvas graficadas.ricos obtenidos, se extraen las tempe

o y fuera de la vivienda. Lo cual permite o

nt cada vivienda durante el periodo de

er las temperaturas promedio, interiores

peratura exterior e interior a cada hora que

tulo 3 Metodologa


31

donde se puede

es y despus del

aturas mnimas y

btener el rango de

registro de estas.

exteriores. Y las

fue registrada.


41/174


3.5.3. Anlisis de Termo

La principal tcnica empl

(TI). Esta tcnica se basa

de la parte infrarroja del e

en forma de calor mediaforma, mediante el uso de

posible detectar discontinui

Generalmente, en la tcni

infrarroja (Termograma), e

diferencias en tonalidades.

(Figura 3.4), en la cual lo

los tonos azules y violetas

3.6. Normas y Referenc

Por otra parte, es importan

por la Unidad de eficienciason basados en normas y

mtodos a ocupar. Princ

termografa, estn basado

Cap


rafa Infrarroja

ada en las pruebas infrarrojas es la Ter

n la deteccin de reas calientes o fras m

pectro electromagntico. La radiacin infr

te ondas electromagnticas a travs delinstrumentos capaces de detectar la radi

dades superficiales y sub-superficiales en l

a de TI se emplea una cmara que propo

cual las reas calientes se diferencian de

Como ejemplo, se puede observar la term

tonos amarillos y rojizos representan las

representan las reas fras.

Figura 3.4. Termografa infrarroja

ias

te mencionar que los mtodos de instrume

Energtica del Departamento de Ingenierestudio bibliogrficos que permiten la repr

ipalmente, la aplicacin de los ensayos

en las siguientes normas.

tulo 3 Metodologa


32

ografa Infrarroja

ediante el anlisis

rroja se transmite

espacio. De estacin infrarroja, es

os materiales.

ciona una imagen

las reas fras por

grafa de ejemplo

reas calientes y

ntacin adoptados

de Obras Civiles,oductividad de los

de infiltracin y


42/174


Norma ASTM

Norma ASHR

Norma ASTM

Norma ASTM

Norma ASTMLa norma ASTM E779-0

renovaciones de aire a tra

de fuga efectiva de la mi

inducida. Las mediciones

determinar la estanquei

caractersticas de sta, las

las prdidas energticas dPor su parte, la norma A

termografa en la edificaci

3.7. Instrumentos y Eq

Para el estudio de termogr

Y para el procesamiento d

Figu

Cap


E 779.

AE Capitulo 119, Ventilacin e Infiltracin.

C 1060

E 1554

1827describe el mtodo estndar para me

s de la envolvente de un edificio, adem

ma envolvente, bajo una presurizacin

e las diferencias de presin y flujos de air

ad o hermeticidad de la envolvent

cuales pueden llegar a ser responsable d

una vivienda.TM C 1060 define los lineamientos en l

n, especficamente en auditoras trmicas.

ipos Necesarios

afa, se emplea una cmara termogrfica

las imgenes se trabaja con el software S

ra 3.5. Cmara Termogrfica Infrarroja

tulo 3 Metodologa


33

ir los ndices de

s de medir el rea

despresurizacin

son usadas para

y otras fugas

hasta un 40% de

aplicacin de la

luke, modelo TiR.

martview.


43/174


Para el anlisis de infiltraci

necesarios para realizar

dispositivo medidor de pre

medicin de temperatura

embargo, el equipo que seQ46 de Retrotec) incorpor

El medidor de temperatur

obtendr mediante anem

Vigilancia de Calidad del

ensayos efectuados dura

DoorFan 3.0 de Retrotec, c

Para la elaboracin deHumedad interior, junto co

informes de la estacin me

Cap


ones, la norma ASTM E779-03, especifica

l ensayo, como son: equipo generador

sin, sistema de medicin de caudal de

y un dispositivo para medir la velocida

emplea para realizar las mediciones de infel medidor de presin o manmetro y el

a usar, ser un termmetro y la veloci

metro corroborado con los informes de SI

ire) y la estacin meteorolgica del CEE

te la investigacin de ste trabajo se ut

on el cual se realiza la obtencin de result

Figura 3.6. Door Fan Test.

ermogramas, se utilizan data logger dn datos de temperatura y humedad exterio

teorolgica del CEEV.

tulo 3 Metodologa


34

varios dispositivos

de flujo de aire,

ire, dispositivo de

d del viento. Sin

ltracin (Door Fanedidor de caudal.

dad del viento se

VICA (Sistema de

V. Para todos los

ilizar el software

dos.

e Temperatura yr obtenidos de los


44/174

CAPITULO 4

RESULTADOS


45/174

Captulo 4 - Resultados


36

4.1. Introduccin

El siguiente captulo muestra los resultados obtenidos mediante la metodologa descrita

en la seccin anterior (Capitulo 3), los resultados recopilados se presentan en una ficha

de resumen para cada vivienda, dentro de las cuales se puede encontrar los datos de

mas importantes de las mediciones realizadas in situ, adems de los resultados de lamodelaciones dinmicas con el software DesignBuilder. Las fichas contienen:

Datos de la vivienda: Direccin, Nombre del Comit, Superficie (m2), tipo de

calefaccin, Fotos de fachadas Antes y despus.

Plano de Ubicacin.

Resultados de Infiltraciones: Antes y Despus.

Resultados de Modelaciones Dinmicas con software: Antes y Despus.

Elementos a intervenir.

Termografa Infrarroja: Antes y Despus.

Comparacin de resultados y porcentajes de mejora.

Adems de las fichas se muestran los resultados de las mediciones de Temperatura

Interior y Exterior, de los cuales se extraen temperaturas promedio, mnimas, mximas

y las diferencias entre estas.

La presente seccin para resumir muestra una tabla con los datos ms importantes de

cada vivienda, que incluye adems de los datos presentados en las fichas, recoge los

datos ms relevantes recogidos por la encuesta de percepcin del usuario y

condiciones de uso del usuario, dentro de los que se encuentra: la materialidad de las

viviendas, consumo aproximado de combustible para calefaccin, percepcin de cada

usuario con respecto al confort trmico antes y despus de la mejora.

4.2. Fichas de Resultados por Vivienda

Fichas de resumen para cada vivienda. Contienen los datos de mas importantes de las

mediciones realizadas in situ, adems de los resultados de la modelaciones dinmicascon el software DesignBuilder.


46/174



37

FICHA DE RESULTADOS N 1

NOMBRE COMITE Mankemalen

DIRECCION Mapolo 606 COMUNA Padre las Casas

FECHA ESTUDIO ANTES 4/16/2010 FECHA ESTUDIO DESPUES 10/4/2010

N DE MUESTRA V1 SUPERFICIE (M2) 57,12

TIPO DE CALEFACCION LEA

ANTES DEL MEJORAMIENTO TERMICO

PLANO UBICACION FACHADA

RESULTADOS INFILTRACION TERMOGRAFIAEfLA (cm2) 456,1ACH @ 50 Pa 18,6ACH @ 4 Pa 0,4Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 17,17

Clase segn ASHRAE 119 KMODELACION

RESULTADOS MODELACION

Demanda de Energa/ao 17643,04

Demanda Normalizada/m2/ao 308,87Consumo de combustibleestimado al ao

10,78 m3/ao


47/174



38

DESPUES DEL MEJORAMIENTO TERMICO

ELEMENTOS INTERVENIDOS FACHADA

Complejo Techumbre + Aislacin Trmica XComplejo Muros Perimetrales + Aislacintrmica X

Cambio de ventanas tradicionales X

Cambio de Puerta de acceso

RESULTADOS INFILTRACION

EfLA (cm2) 409ACH @ 50 Pa 17,25 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 0,33Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 15,92Clase segn ASHRAE 119 J

MODELACION


Demanda de Energa/ao 8950,33DemandaNormalizada/m2/ao

156,69

Consumo de combustibleestimado al ao

5,46 m3/ao

COMPARACION DE RESULTADOS ANTES Y DESPUES DE LA INTERVENCION

ANTES DESPUES % de Mejora

Resultados Infiltracin (Clasificacin) 2,53 2,27 10,36%

Demanda de Energa NormalizadakWh/m2/ao

308,87 156,69 49,26%

Consumo Estimado Combustible deCalefaccin

10,78 m3/ao 5,46 m3/ao 49,26%


48/174



39



DIRECCION Radal 630 COMUNA Padre las Casas


N DE MUESTRA V2 SUPERFICIE (M2) 58





Clase segn ASHRAE 119 MMODELACION




10,76 m3/ao


49/174



40







EfLA (cm2) 416,1ACH @ 50 Pa 15,9 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 0,33Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 14,93Clase segn ASHRAE 119 K

MODELACION

RESULTADOS MODELACIONDemanda de Energa/ao 8197,97DemandaNormalizada/m2/ao

141,34


5 m3/ao



Resultados Infiltracin (Clasificacin) 4,93 2,31 53,20%Demanda de Energa Normalizada/m2/ao 303,66 141,34 53,45%


10,76 m3/ao 5 m3/ao 53,45%


50/174



41



DIRECCION Radal 639 COMUNA Padre las Casas






RESULTADOS INFILTRACION TERMOGRAFIAEfLA (cm2) 630ACH @ 50 Pa 17,33ACH @ 4 Pa 0,5Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 17,44Clase segn ASHRAE 119 K

MODELACION




10,43 m3/ao


51/174



42







EfLA (cm2) 581,7ACH @ 50 Pa 20,4 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 0,24Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 20,53Clase segn ASHRAE 119 J

MODELACION



136,4


4,83 m3/ao





10,43 m3/ao 4,83 m3/ao 53,61%


52/174



43


NOMBRE COMITE Union hace la fuerza

DIRECCION Sondrio 01631 COMUNA Temuco






RESULTADOS INFILTRACION TERMOGRAFIAEfLA (cm2) 3500ACH @ 50 Pa 137,6ACH @ 4 Pa 3,47Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 128,1

Clase segn ASHRAE 119 NMODELACION




9,71 m3/ao


53/174



44





Cambio de Puerta de acceso X


EfLA (cm2) 2740ACH @ 50 Pa 179 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 1,64Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 166,71Clase segn ASHRAE 119 M

MODELACION



265,45


6,65 m3/ao





9,71 m3/ao 6,65 m3/ao 31,47%


54/174



45



DIRECCION Palermo 01655 COMUNA Temuco







Clase segn ASHRAE 119 IMODELACION




5,7 m3/ao


55/174



46







EfLA (cm2) 794

ACH @ 50 Pa 31,61 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 0,51Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 30,78Clase segn ASHRAE 119 I

MODELACION



167,32


4,87 m3/ao



Resultados Infiltracin (Clasificacin) 1,59 1,50 5,77%

Demanda de Energa Normalizada/m2/ao 195,6 167,32 14,45%


5,7 m3/ao 4,87 m3/ao 14,45%


56/174



47



DIRECCION Milano 01665 COMUNA Temuco






RESULTADOS INFILTRACION TERMOGRAFIAEfLA (cm2) 539,8ACH @ 50 Pa 36,29ACH @ 4 Pa 0,48Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 31,3Clase segn ASHRAE 119 J

MODELACION




3,96 m3/ao


57/174



48







EfLA (cm2) 720ACH @ 50 Pa 52,7 TERMOGRAFIAACH @ 4 Pa 0,59Permeabilidad (m3/h/m2 @50 Pa) 45,45Clase segn ASHRAE 119 J

MODELACION



171,18


3,27 m3/ao

COMPARACIO

Evaluación energética de las viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de reacondicionamiento...

Documents

Transcript of Evaluación energética de las viviendas intervenidas en la iniciativa piloto de reacondicionamiento...