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7/23/2019 Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las exigencias de la nueva normativa trmi
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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN
DEPARTAMENTO DE INDENERA DE OBRAS CIVILES
ANLISIS COMPARATIVO DE SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS QUE
PERMITEN CUMPLIR LAS EXIGENCIAS DE LA NUEVA NORMATIVA
TRMICA EN LA IX REGIN
__________________________________________
TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR__________________________________________
PROFESOR GUA: SR. MAURICIO GONZALEZ D
MILTON ARIEL CURIQUEO QUILODRN2007
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7/23/2019 Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las exigencias de la nueva normativa trmi
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RESUMEN
El propsito de este trabajo es comparar 3 alternativas de soluciones constructivas
inscritas en el listado oficial de soluciones constructivas del Minvu, que se estn utilizando en
nuestra zona o zona vecina, con el propsito de identificar la mas viable tcnica y
econmicamente para implementar en una vivienda en nuestra regin. Para tal propsito
comienzo definiendo algunos conceptos trmicos relevantes para comprender las aplicaciones de
captulos posteriores y sealando el actual panorama energtico en muestra regin.
Para enriquecer el trabajo incluyo la normativa trmica actualmente vigente y que es la
pauta para verificar si las transmitancias trmicas calculada satisfacen tal normativa, agregando
algunos comentarios acerca de ella; en la siguiente etapa efecto una descripcin detallada de los
3 sistemas constructivos considerados, en cuanto a caractersticas, componentes, proceso
constructivo, recomendaciones constructivas, mano de obra, proveedores, ventajas y desventajas.
Una vez definido cada sistema la siguiente etapa corresponde a un estudio de costos de
implementacin de cada solucin constructiva. La siguiente etapa consiste en un anlisis
cuantitativo de aislacin trmica y gasto energtico, aplicando los procedimientos de clculo que
especifica la normativa trmica y descritos en la NCh 853 of.91.a una vivienda tipo. Paracomplementar el estudio mido la percepcin de los usuarios de cada sistema en base a una
encuesta y detallo la experiencia en terreno de obras para cada sistema considerando cada actor
que interviene en la ejecucin del proyecto.
Ya teniendo toda la informacin expuesta, formulo un anlisis comparativo como un
resumen de las propiedades ms relevantes de los sistemas, siendo este anlisis la base de las
conclusiones finales del trabajo en base a los objetivos.
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INDICE DE CONTENIDOS
Contenido Pgina
CAPTULO 1.- INTRODUCCIN 1-2
1.1 Descripcin de problema 1
1.2 Objetivos 2
CAPTULO 2.- CONCEPTOS TRMICOS Y GENERALIDADES 3-18
2.1 Calor 3
2.2 Flujo de calor 3
2.3 Densidad del flujo 3
2.4 Aislacin trmica 3
2.5 Transferencia de calor 4
2.5.1 Conduccin 5
2.5.2 Conveccin 52.5.3 Radiacin 6
2.6 Conductividad trmica 7
2.7 Resistencia trmica 7
2.7.1 Resistencia trmica de una capa material 8
2.7.2 Resistencia trmica total de un elemento compuesto 8
2.7.3 Resistencia trmica de una cmara de aire no ventilada 8
2.7.4 Resistencia trmica de superficie 8
2.8 Transmitancia trmica 9
2.9 Mtodos de clculo de la resistencia trmica total y de la transmitancia trmica
de elementos constructivos9
2.9.1 Resistencias trmicas de superficie 9
2.9.2 Elementos simples y homogneos 10
2.9.3 Elementos compuestos 10
2.9.4 Elementos heterogneos 11
2.9.5 Elementos y complejos de espesor variable 11
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2.9.5.1 Elementos con capas de espesor variable 12
2.9.5.2 Complejos con cmara de aire de espesor variable 12
2.10 Eficiencia energtica 15
2.11 Contaminacin Atmosfrica en Temuco y Padre las casas. 16
CAPTULO 3.- NORMATIVA TRMICA 19-32
3.1.1 Complejos de techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados 19
3.1.2 Exigencias para ventanas 23
3.2 Comentario sobre Normativa Trmica 28
CAPTULO 4.- SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 33-94
4.1 Albailera Armada, de ladrillos cermicos con revestimiento trmico interior
Poligyp33
4.1.1 Descripcin general 33
4.1.2 Caractersticas tcnicas del sistema 33
4.1.2.1 Albailera Armada 34
4.1.2.2 Revestimiento Trmico POLIGYP 41
4.1.2.2. A Elementos del sistema 43
4.1.3 Proceso de montaje de Poligyp 47
4.1.4 Recomendaciones 52
4.1.5 Mano de Obra 52
4.1.6 Certificacin de propiedades trmicas 53
4.1.7 Proveedores en la zona 54
4.1.8 Ventajas y desventajas del sistema 54
4.2 Albailera Armada, de Hormign Celular Termo Block 55
4.2.1 Descripcin general 55
4.2.2 Caractersticas tcnicas del sistema 56
4.2.2.1Bloques de Hormign celular 56
4.2.2.2 Morteros 63
4.2.2.3 Herramientas 65
4.2.2.4 Elementos complementarios 67
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4.2.3 Proceso Constructivo Hebel 68
4.2.4 Recomendaciones 71
4.2.5 Mano de Obra 71
4.2.6 Certificacin de propiedades trmicas 71
4.2.7 Proveedores en la zona 72
4.2.8 Ventajas y desventajas del sistema 73
4.3 Termopared Exacta 74
4.3.1 Descripcin general 74
4.3.2 Caractersticas tcnicas del sistema 74
4.3.3 Componentes del sistema 78
4.3.4 Proceso Constructivo Exacta 83
4.3.4.1 Instalacin de la primera hilada 83
4.3.4.2 Hormigonado de la primera hilada 85
4.3.4.3 Enfierraduras 85
4.3.4.4 Instalacin de las hiladas posteriores 86
4.3.4.5 Hormigonado de las hiladas posteriores 87
4.3.4.6 Encuentros 88
4.3.4.7 Revestimientos 904.3.4.8 Gasfitera y Electricidad 91
4.3.5 Recomendaciones 92
4.3.6 Mano de Obra 92
4.3.7 Certificacin de propiedades trmicas 93
4.3.8 Proveedores en la zona 93
4.3.9 Ventajas y desventajas del sistema 94
CAPTULO 5.- ESTUDIO DE COSTOS DE IMPLEMENTACIN DESISTEMAS CONSTRUCTIVOS
95-106
5.1 Descripcin general 95
5.2 Muro Tipo 95
5.3.1 Muro de albailera armada con aislacin trmica adicional. 96
5.3.2 Muro de albailera de hormign celular. 97
5.3.3 Termopared de hormign Exacta. 99
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5.3.4 Elementos del muro tipo comunes a los sistemas 100
5.3.5 Presupuesto Muro para cada sistema constructivo 103
5.3.6 Comparacin de resultados 106
CAPTULO 6.- ANLISIS CUANTITATIVO DE AISLACIN TRMICAY GASTO ENERGTICO
107-139
6.1 Descripcin general 107
6.2 Vivienda Tipo 107
6.2.1 Especificaciones tcnicas 109
6.2.1.1 Complejo de Pisos 109
6.2.1.2 Complejo de Techumbre 111
6.2.1.3 Ventanas 112
6.3 Vivienda Tipo: Albailera armada 115
6.3.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Albailera
armada116
6.3.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 117
6.4 Vivienda Tipo: Albailera de bloques Termoblock 118
6.4.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Albailera de
bloques Termoblock
119
6.4.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 120
6.5 Vivienda Tipo: Termopared Exacta 121
6.5.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Termopared
Exacta122
6.5.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 123
6.6 Vivienda Tipo: Complejo de techumbre 124
6.6.1 Transmitancia trmica a travs de techumbre en Vivienda Tipo 124
6.6.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 128
6.7 Vivienda Tipo: Pisos 130
6.7.1 Transmitancia trmica a travs de pisos en Vivienda Tipo 130
6.7.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 131
6.8 Vivienda Tipo: Ventanas 132
6.8.1 Transmitancia trmica a travs de ventanas en Vivienda Tipo 132
6.8.2 Porcentaje mximo de ventanas para vivienda 133
6.8.3 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 135
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6.9 Anlisis de gasto energtico 136
6.9.1 Temperatura de Confort 136
6.9.2 Determinacin de la prdida de energa 137
6.9.3 Clculo de prdida de energa 137
6.10 Gasto en calefaccin 139
CAPTULO 7.- PERCEPCIN DE LOS USUARIOS 140-148
7.1 Descripcin general 140
7.2 Diseo del estudio 140
7.3 Aplicacin del estudio 141
7.4 Comentario del estudio 147
CAPTULO 8.- OBRAS DONDE SE HA UTILIZADO CADA SISTEMACONSTRUCTIVO
149-169
8.1 Descripcin general 149
8.2. Arboleda del Portal: Albailera armada + aislacin adicional 150
8.3. Valle de Alcal: Albailera de bloques de hormign celular 157
8.4. Vivienda unifamiliar, Familia Berckemeyer: Termopared Exacta 164
CAPTULO 9.- ANLISIS COMPARATIVO DE LOS SISTEMAS 170-172
9.1 Descripcin general 170
9.2 Cuadro comparativo 171
CAPTULO 10 - CONCLUSIONES 173-176
BIBLIOGRAFIA 177- 177
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INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Resistencias trmicas de superficie 9
Tabla 3.1 Exigencias trmicas para techumbres, muros y pisos ventilados 19
Tabla 3.2 Alternativas R100 para cumplir con la normativa 22
Tabla 3.3 Exigencias para ventanas 24
Tabla 3.4 Exigencia alternativa para ventanas 26
Tabla 4.1 Clasificacin por grado y clase de ladrillos cermicos 34
Tabla 4.2 Caractersticas de ladrillo Extra Titn 36
Tabla 4.3 Resistencia a la compresin mortero 37
Tabla 4.4 Retencin de agua del mortero 37
Tabla 4.5 Caractersticas del mortero de pega 38
Tabla 4.6 Caractersticas del hormign de relleno 39
Tabla 4.7 Especificaciones tcnicas Poligyp 42
Tabla 4.8 Resistencia a la compresin de bloques de H.C.A 57
Tabla 4.9 Conductividad trmica de bloques de hormign celular 58
Tabla 4.10 Caractersticas de bloque macizos de H.C.A 60
Tabla 4.11 Caractersticas de bloque macizos de H.C.A 60Tabla 4.12 Dimensiones bloques de H.C.A perforados 61
Tabla 4.13 Conductividad trmica de bloques 76
Tabla 4.14 Caractersticas de los bloques de poliestireno expandido 77
Tabla 4.15 Especificaciones tcnicas bloque 250 79
Tabla 4.16 Especificaciones tcnicas bloque 125 80
Tabla 7.1 Muestra considerada en la encuesta 140
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INDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Ejemplo de heterogeneidad simple 11
Figura 2.2 Consumo de energa 16
Figura 2.3 Participacin por regin en el consumo de lea 17
Figura 3.1 Comparacin de temperatura interior para da ms caluroso 31
Figura 3.2 Comparacin de temperatura interior para da ms frio 32
Figura 4.1 Revestimiento trmico Poligyp 41
Figura 4.2 Grafico de propiedades trmicas de Poligyp 42
Figura 4.3 Pegamento Romeral 44
Figura 4.4 Masillas Romeral 44
Figura 4.5 Huinchas para tratamiento de junta Romeral 45
Figura 4.6 Accesorios de terminacin 46
Figura 4.7 Componentes del sistema Romeral 47
Figura 4.8 Trazado en piso y cielo 48
Figura 4.9 Corte de la placa Romeral 48
Figura 4.10 Preparacin del pegamento Romeral 49
Figura 4.11 Colocacin del pegamento Romeral 49Figura 4.12 Colocacin del revestimiento trmico 50
Figura 4.13 Colocacin y encuentro del revestimiento 50
Figura 4.14 Preparacin de la masilla base Romeral 51
Figura 4.15 Aplicacin de masilla y huincha en junta 51
Figura 4.16 Aplicacin 2 capa de masilla 51
Figura 4.17 Certificado de propiedades trmicas Poligyp 53
Figura 4.18 Albailera armada de bloques de hormign celular 55
Figura 4.19 Bloque de H.C.A macizo 60
Figura 4.20 Dimensiones bloques de H.C.A macizos 60
Figura 4.21 Bloque de H.C.A perforado 61
Figura 4.22 Dimensiones bloques de H.C.A perforados 61
Figura 4.23 Detalles de bloques H.C.A 61
Figura 4.24 Escalerilla Hebel 62
Figura 4.25 Escalerilla Hebel 62
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Figura 4.26 Encuentro escalerillas en esquina 62
Figura 4.27 Encuentro escalerillas en T 62
Figura 4.28 Escantilln albailera armada H.CA 64
Figura 4.29 Herramientas Hebel 66
Figura 4.30 Elementos complementarios 67
Figura 4.31 Proceso constructivo Hebel 70
Figura 4.32 Bloque 250 79
Figura 4.33 Bloque 125 80
Figura 4.34 Terminal 250 superior e inferior 81
Figura 4.35 Terminal 125 81
Figura 4.36 Aditivo Poliplus 81
Figura 4.37 Malla de fibra vidrio 82
Figura 4.38 Fundacin radier con zarpa 82
Figura 4.39 Anclaje de armadura vertical 83
Figura 4.40 Correcta posicin de bloques en la hilada 83
Figura 4.41 Primera hilada instalada con anclajes 84
Figura 4.42 Corte en encuentro entre bloques 84
Figura 4.43 Encuentro T 84Figura 4.44 Encuentro L 85
Figura 4.45 Encuentro en ngulo distinto a 90 85
Figura 4.46 Posicin de la armadura en el bloque 85
Figura 4.47 Apuntalamiento de madera 86
Figura 4.48 Albailera armada Exacta 87
Figura 4.49 Buzn concretero 87
Figura 4.50 Seccin encuentro losa muro Exacta 88
Figura 4.51 Seccin encuentro piso de madera con pletina muro Exacta 88
Figura 4.52 Seccin encuentro viga muro Exacta 89
Figura 4.53 Detalle encuentro cercha con muro Exacta 89
Figura 4.54 Detalle de estuco sobre muro Exacta 91
Figura 4.55 Instalacin de tubera pequeo dimetro 92
Figura 4.56 Instalacin de tubera gran dimetro 92
Figura 5.1 Elevacin de muro tipo 95
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Figura 5.2 Elevacin de los tres sistemas analizados 95
Figura 6.1 Vivienda tipo 107
Figura 6.2 Planta de arquitectura vivienda tipo 108
Figura 6.3 Alternativa piso con alfombra 109
Figura 6.4 Alternativa piso con cermica 110
Figura 6.5 Alternativa piso laminado 110
Figura 6.6 Cercha y tabiquera de techumbre 111
Figura 6.7 Ventana termopanel V1 113
Figura 6.8 Ventana termopanel V2 V3 113
Figura 6.9 Ventana vidrio monoltico V4 V5 113
Figura 6.10 Escantilln tipo albailera con aislacin Poligyp 115
Figura 6.11 Escantilln tipo albailera de boques Termoblock 118
Figura 6.12 Escantilln tipo termopared Exacta 121
Figura 6.13 Planta esquemtica de cerchas y frontones 129
Figura 6.14 Grfico de perdida de energa en vivienda segn sistema 139
Figura 7.1 Grfico pregunta 1 141
Figura 7.2 Grfico pregunta 2 141
Figura 7.3 Grfico pregunta 3 142Figura 7.4 Grfico pregunta 4 142
Figura 7.5 Grfico pregunta 5 142
Figura 7.6 Grfico pregunta 6 142
Figura 7.7 Grfico pregunta 7 143
Figura 7.8 Grfico pregunta 8 143
Figura 7.9 Grfico pregunta 9 143
Figura 7.10 Grfico pregunta 10 144
Figura 7.11 Grfico pregunta 11 144
Figura 7.12 Grfico pregunta 12 145
Figura 7.13 Grfico pregunta 13 145
Figura 7.14 Grfico pregunta 14 145
Figura 7.15 Grfico pregunta 15 145
Figura 7.16 Grfico pregunta 16 146
Figura 7.17 Grfico pregunta 17 146
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Figura 7.18 Grfico pregunta 18 146
Figura 7.19 Grfico de evaluacin de usuarios de cada sistema 148
Figura 8.1 Vivienda WY-128 150
Figura 8.2 Plano de ubicacin del proyecto 150
Figura 8.3 Planta 1 nivel 151
Figura 8.4 Planta 2 nivel 151
Figura 8.5 Pao de albailera 152
Figura 8.6 Albailera estucada y rayada 152
Figura 8.7 Transporte de placa Polyplack 152
Figura 8.8 Preparacin del adhesivo Perlfix 152
Figura 8.9 Trazado del corte 153
Figura 8.10 Corte de la placa con corta cartn 153
Figura 8.11 Aplicacin del pegamento 153
Figura 8.12 Instalacin de la placa 153
Figura 8.13 Fijacin provisoria de la placa 153
Figura 8.14 Calado para instalacin elctrica 153
Figura 8.15 Esquinero metlico 154
Figura 8.16 Junta tratada con masilla 154Figura 8.17 Terminacin con papel mural 154
Figura 8.18 Muestra de revestimientos 154
Figura 8.19 Consideracin de corte en placas 156
Figura 8.20 Vivienda GF-42 157
Figura 8.21 Plano de Ubicacin 157
Figura 8.22 Planta 1 nivel 158
Figura 8.23 Planta 2 nivel 158
Figura 8.24 Preparacin de sobrecimientos 159
Figura 8.25 Colocacin mortero de nivelacin 159
Figura 8.26 Instalacin de los bloques 159
Figura 8.27 Chequeo de la hilada 159
Figura 8.28 Ubicacin de la lamina conectora 160
Figura 8.29 Alfeizar reforzado 160
Figura 8.30 Instalacin de Moldaje 160
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Figura 8.31 Aplicacin de mortero reparador 160
Figura 8.32 Refuerzo con malla de fibra de vidrio 160
Figura 8.33 Enyesado en muro 160
Figura 8.34 Elevacin lateral de vivienda 164
Figura 8.35 Corte transversal de vivienda 165
Figura 8.36 Ensamblaje de bloques 166
Figura 8.37 Muro interior 166
Figura 8.38 Detalle de muro con estuco y malla 167
Figura 8.39 Estuco fisurado 167
Figura 8.40 Fotografa exterior de construccin 167
Figura 8.41 Elevacin de 1 y 2 nivel 167
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CAPTULO 1
INTRODUCCIN
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Captulo 1. Introduccin
_____________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 1exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin
1.1 Descripcin del problema
Ante la ocurrencia permanente y progresiva de trastornos en el clima a nivel global y la
crisis energtica a nivel nacional, la industria de la construccin no ha quedado inmune, por lo
que ha fomentado, con la incorporacin de nuevos productos, la eficiencia energtica en las
viviendas.
Con el propsito de mejorar la calidad trmica de la vivienda, estableciendo exigencias
para ventanas, muros y pisos ventilados, el 5 de enero del presente ao entr en vigencia la
segunda etapa de la Reglamentacin Trmica, que contribuye a lograr el confort trmico concostos mnimos. El principal inconveniente que ha encontrado la nueva normativa trmica es
como cumplir con la norma, no incurriendo en mayores costos para los consumidores o afectar el
tamao de las viviendas.
Para complementar la normativa se efecta la publicacin del Listado Oficial de
Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico del Ministerio de Vivienda y
Urbanismo, generando la introduccin al mercado de nuevos sistemas constructivos y productos
para aislar trmicamente la envolvente de una vivienda. Ante esta oferta y los requerimientos
normativos, el profesional de la construccin debe estar capacitado para elegir la alternativa ms
adecuada y dar solucin a las necesidades que la sociedad plantea.
Como constructores y potenciales usuarios de estas soluciones constructivas es de vital
importancia conocer las ventajas y debilidades de los sistemas, analizar costos de ejecucin y las
propiedades aislantes en pro del confort trmico al interior de la vivienda.
Los sistemas constructivos de Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin trmica
adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign cumplen
los requerimientos de la normativa trmica, siendo excelentes soluciones constructivas aplicables
en todo el pas.
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Captulo 1. Introduccin
_____________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 2exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin
1.2 Objetivos
Analizar y comparar alternativas de Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin
trmica adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign
desde la perspectiva de sus propiedades tcnicas, trmicas, costos asociados a su ejecucin y
ahorro energtico.
Adems se deben cumplir los siguientes objetivos especficos:
Apreciar el escenario energtico del pas y la regin y el rol de la industria de laconstruccin.
Analizar nueva Reglamentacin Trmica aplicndola a una vivienda en su totalidad.
Comparar tcnica y econmicamente las soluciones constructivas ejecutadas con
Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin trmica adicional, Albaileras de
bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign.
Comparar ahorro energtico de cada una de las alternativas analizadas, aplicando
metodologa de clculo a una vivienda tipo.
Evaluar percepcin de usuarios de viviendas construidas con Albaileras de ladrillos
cermicos con aislacin trmica adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y
Termoparedes de hormign.
Elegir entre las 3 opciones analizadas, la solucin constructiva ms adecuada para una
vivienda en la IX regin.
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CAPTULO 2
CONCEPTOS TRMICOS YGENERALIDADES
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
_____________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 3exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin
2.1 Calor
Es la energa que se transfiere de un cuerpo hacia otro en virtud de una diferencia de temperatura.
2.2 Flujo de calor
Es la cantidad de calor intercambiado por unidad de tiempo. Puede definirse tambin como la
derivada de la energa en funcin del tiempo, o sea, es una potencia y se designa con la letra .
En el sistema internacional se expresa en Joules/segundo (J/s) = Watt (W). Tambin se mide en
Kilocalora/hora. La equivalencia entre unidades esta dada por: 1W = 0,860 Kcal/hr.
2.3 Densidad del flujo
Es el flujo de calor por unidad de superficie. Se designa por la letra . En el sistema
internacional se mide en W/m2.
2.4 Aislacin trmica
Se asocia el concepto de aislacin trmica al propsito de lograr confort, seguridad,
proteccin y ahorro econmico a los moradores de las viviendas o edificios respecto del ambiente
exterior.
La aislacin trmica esta definida como la barrera que presentan los diferentes materiales
al paso de calor. En construccin no se puede hablar de una barrera perfecta, ya que no existen
los espacios interiores totalmente hermticos, debido a infiltraciones de aire por puertas, ventanas
etc. adems no existe un material que impida en un 100% el paso de calor, solamente es posible
retardarlo o moderar su paso.
La resistencia de un material al paso de calor depende del espesor y la conductividad
trmica de este. Mientras mayor sea su conductividad, menor es la resistencia al paso de calor.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
_____________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 4exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin
Los objetivos de la aislacin trmica son brindar un ambiente agradable para la vida
humana y para el desarrollo de actividades, adems de obtener una economa en el consumo de
energa necesaria para mantener un ambiente agradable.
Estos objetivos son afectados o condicionados por:
El clima en que esta inserta la vivienda.
El ser humano y sus caractersticas fisiolgicas especiales.
Los hbitos y construccin que separan el ambiente interior y exterior de la vivienda.
Una mala o deficiente aislacin trmica, produce en poca de invierno prdidas de calor
desde el interior de la vivienda, y en verano la penetracin exagerada de calor desde el exterior,
producindose efectos perjudiciales para la salud de los moradores y el deterioro de las
construcciones.
Otra consecuencia de una mala aislacin trmica en los muros envolventes de una
edificacin, es el aumento de condensacin superficial por la cara interior de este, disminuyendo
su durabilidad, desmejorando su aspecto y obligando a reparaciones no presupuestadas.
2.5 Transferencia de calor
Para que exista flujo trmico entre dos elementos, debe existir dos o ms superficies entre
las cuales exista una diferencia de temperatura, de esta manera se produce un flujo a travs del
material por desplazamiento del calor desde la superficie con mayor temperatura hacia la
superficie o lado de menor temperatura. Esta transferencia de calor se produce hasta que se
alcanza el equilibrio de temperatura entre ambos ambientes. Cabe mencionar que la cantidad decalor transmitida esta directamente relacionada con las propiedades trmicas del elemento en
estudio, en este caso del muro o solucin constructiva analizada.
Existen tres mecanismos o procesos en los cuales se desarrolla la transmisin de calor,
estos mecanismos son: radiacin, conveccin y conduccin. En la mayor parte de los casos estos
mecanismos interactan en forma simultnea.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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2.5.1 Conduccin
Consiste en la transferencia de energa por contacto directo (molecular). En un slido
homogneo es la transferencia de calor de una parte a otra, debido a un gradiente de temperatura,
sin desplazamiento apreciable de partculas. La conduccin implica la transferencia de energa
cintica de una molcula a otra adyacente, siendo ste el nico mecanismo del flujo calorfico en
un slido opaco.
Supongamos un cuerpo limitado por dos caras planas paralelas de la misma superficie A
m2, distante "e" metros. Un flujo de calor se desliza uniformemente de la cara mas caliente hacia
la otra. La intensidad de ste flujo ser medida por:
)(/
12 WattsAL
ttQ
(2.1)
Donde:
Q = rapidez del flujo trmico (W)
= coeficiente de conduccin trmica del elemento considerado.
Vara para cada cuerpo con su temperatura y, sobre todo, su grado de humedad
L = Espesor del elemento (m)
A = rea superficial, perpendicular al flujo (m2)
t2 = Temperatura en el lado caliente de la placa (C)
t1 = Temperatura en el lado fri de la placa (C).
En un cuerpo poroso, como lo son muchos de los materiales de construccin, el calor se
transmite en parte a travs del aire o el agua que llena las cavidades, segn que los materiales
estn secos o hmedos.
2.5.2 Conveccin
El calor no se desplaza solo, como en la conduccin, sino sobre las partculas del cuerpo,
que estn en movimiento, es decir, la velocidad de propagacin del calor es un factor importante
que hay que tener en cuenta en funcin del fluido que transporta la energa calorfica.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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Se debe distinguir la conveccin natural donde el movimiento del fluido es causado
exactamente por la variacin de temperatura: por ejemplo, en una habitacin el aire que rodea un
radiador se calienta, su densidad disminuye, se eleva, y mientras el aire fresco desciende del
techo, se calienta a su vez. Es gracias a estas corrientes de conveccin por lo que la temperatura
de un local se equilibra, lejos o cerca de la fuente de calor. En la conveccin forzada, por el
contrario, el movimiento del fluido y su velocidad estn impuestos: es el caso del agua caliente o
del vapor que circula por los conductos de calefaccin y cuyo movimiento es ayudado por una
bomba.
La velocidad del flujo trmico queda definida por la siguiente formula:
)()( 12 WattsttAhQ (2.2)
Donde:
Q = rapidez del flujo trmico (W)
h= coeficiente global de conveccin (W/hr m2K), que depende
esencialmente, en conveccin natural, de la orientacin de los cuerpos en
contacto y de su diferencia de temperatura (t2-t1); en conveccin forzada, de la
velocidad impuesta al fluido.
A = rea superficial, perpendicular al flujo (m2)
t2 = Temperatura en el lado caliente de la placa (C)
t1 = Temperatura en el lado fri de la placa (C).
2.5.3 Radiacin
Todo cuerpo cuya temperatura absoluta es nula, emite una radiacin cuya naturaleza es
imposible definir precisamente, en trminos que no sean puramente matemticos.
Cuando se arroja una piedra al agua, un movimiento ondulatorio se propaga; un objeto
flotante en la superficie, es peridicamente elevado a cada paso de las ondas concntricas que
irradian del punto de cada. El intervalo entre dos crestas sucesivas se llama "longitud de onda".
Los radios tienen igualmente una longitud de onda, pero los crculos concntricos son
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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imaginarios, puesto que las radiaciones se propagan sin soporte material En resumen, la radiacin
del, calor a travs del espacio se rige por las mismas leyes fsicas de la luz.
El flujo emitido por un cuerpo de temperatura absoluta T se mide por:
)//()100/(9,4 24 hrmKcalTAQ (2.3)
Donde:
Q = flujo emitido (Kcal/m2/hr)
C= coeficiente de absorcin, y est muy prximo a 1 para la mayor parte delos materiales de construccin (hormign, madera, etc).
T = Temperatura absoluta.
2.6 Conductividad trmica ()
Est definida en la NCh853 como la cantidad de calor que en condiciones estacionarias
pasa en la unidad de tiempo a travs de la unidad de rea de una muestra de material homogneo
de extensin infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una
diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se expresa en W/(m K).
Se determina experimentalmente segn la norma NCh850 o NCh851.
2.7 Resistencia trmica (R)
Se define en la NCh853 como oposicin al paso del calor que presentan los elementos de
construccin.
Se pueden distinguir cuatro casos:
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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2.7.1 Resistencia trmica de una capa material
Para una capa de caras planas y paralelas, de espesor e, conformadas por un material
homogneo de conductividad trmica , la resistencia trmica, R, queda dada por:
)( 2 WKme
R
(2.4)
2.7.2 Resistencia trmica total de un elemento compuesto
Inverso de la transmitancia trmica del elemento. Suma de las resistencias de cada capa
del elemento.
)(1 2 WKmU
Rt (2.5)
2.7.3 Resistencia trmica de una cmara de aire no ventilada
Resistencia trmica que presenta una masa de aire confinado (cmara de aire). Se
determina experimentalmente por medio de la norma NCh851. Se designa con la letra Rg y se
expresa en (m2*K/W)
2.7.4 Resistencia trmica de superficie
Inverso del coeficiente superficial de transferencia trmica h , es decir:
)(1 2 WKmh
Rs (2.6)
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2.8 Transmitancia trmica
Flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia detemperaturas entre los dos ambientes separados por dicho elemento.
Se expresa en W/(m2*K).
2.9 Mtodos de clculo de la resistencia trmica total y de la transmitancia trmica de
elementos constructivos
2.9.1 Resistencias trmicas de superficie
En la tabla 2.1 se dan los valores Rsi, Rse y (Rsi+ Rse) que deben considerarse para los
clculos sealados en esta norma, segn el sentido del flujo de calor, la posicin y situacin del
elemento separador y la velocidad del viento.
Tabla 2.1. Resistencias trmicas de superficie.
Resistencias trmicas de superficie en m2 K/W
Posicin del elemento y sentido delflujo de calor
Situacin del elementoDe separacin con espacioexterior o local abierto
De separacin con otro local,desvn o cmara de aire
Rsi Rse Rsi+ Rse Rsi Rse Rsi+ Rse
Flujo horizontal enelementos verticales ocon pendiente mayor de60 respecto a laHorizontal
0,12 0,5 0,17 0,12 0,12 0,24
Flujo ascendente enelementos horizontales ocon pendiente menor oigual a 60 respectoa la horizontal
0,09 0,05 0,14 0,10 0,10 0,20
Flujo descendente enelementos horizontales ocon pendiente menor oigual a 60 respectoa la horizontal
0,17 0,05 0,22 0,17 0,17 0,34
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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NOTAS
1) Estos valores se han obtenido experimentalmente por el mtodo de la norma NCh851.
2) Los valores de esta tabla corresponden a velocidades del viento en el exterior inferiores a 10 km/h.Para velocidades superiores se debe considerarse R = 0.
3) Bajo condiciones de prdidas trmicas por parte del local (invierno), en general, el flujo de calor es ascendente atravs de complejos de techumbres y descendente a travs de los pisos.
4) Bajo condiciones de ganancias trmicas por parte del local (verano), en general, el flujo de calor es ascendente atravs de los pisos y descendente a travs de las techumbres.
Fuente:NCh 853 Of.91
2.9.2 Elementos simples y homogneos
Para un elemento de caras planas y paralelas, de espesor e, conformado por un solo
material de conductividad trmica , la resistencia trmica total queda dada por:
sesiT Re
RU
R
1 (2.7)
en que:
e/ = resistencia trmica del material;
Rsi = resistencia trmica de superficie al interior;
Rse = resistencia trmica de superficie al exterior.
2.9.3 Elementos compuestos
Elementos compuestos por varias capas homogneas
Para un elemento formado por una serie de capas o placas planas y paralelas de materialesdistintos en contacto entre s, la resistencia trmica total, queda dada por:
sesiT Re
RU
R
1 (2.8)
en que:
e/ = sumatoria de las resistencias trmicas de las capas que conforman el elemento.
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2.9.4 Elementos heterogneos
Por lo general los elementos constructivos no son homogneos, ya que existen, en mayoro menor grado, discontinuidades que los transforman en elementos trmicamente heterogneos.
Es el caso, por ejemplo, de las juntas de pega en las albaileras, las nervaduras de paneles
prefabricados, los ladrillos y bloques con huecos o perforaciones, los pilares y vigas, los
encuentros entre muros y losas, los ensambles metlicos, etc.
El mtodo de clculo de los coeficientes de transmisin trmica depende, entonces, de la
influencia que presenten las discontinuidades sobre la uniformidad del flujo de calor que se
transmite a su travs. De acuerdo con esto los elementos se pueden clasificar como de
heterogeneidades simples o heterogeneidades complejas.
En este caso solo nos encontramos con heterogeneidades simples, entonces se omite el
procedimiento de clculo de elementos con heterogeneidades complejas.
Elementos con heterogeneidades simples
Se consideran como de heterogeneidades simples aquellos elementos en los que se
cumplen las siguientes condiciones:
- la heterogeneidad queda perfectamente definida y delimitada por dos planos perpendiculares a
las caras del elemento;
- el conjunto tiene una constitucin tal, que no se producen flujos trmicos laterales de
importancia entre la heterogeneidad y el resto del elemento.
Figura 2.1. Ejemplo de heterogeneidad simple
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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El mtodo de clculo de la transmitancia trmica media de un elemento con
heterogeneidades simples viene dado por la frmula siguiente:
i
ii
T A
AU
RU
1 (2.9)
Siendo Ai la superficie de la parte del elemento a la que corresponda una transmitancia trmica
Ui.
Este procedimiento puede ser aplicado, por ejemplo, para obtener la transmitancia trmica
media de elementos construidos con bloques huecos de hormign, siempre que el espesor del
espacio de aire sea mayor de 20mm y que, a su vez, el espacio sea suficientemente ancho
comparado con el espesor. No es aplicable para el caso de ladrillos huecos o perforados en los
cuales las cmaras de aire son pequeas.
2.9.5 Elementos y complejos de espesor variable
2.9.5.1 Elementos con capas de espesor variable
Cuando las capas no son totalmente planas y paralelas o presentan cierta irregularidad en
su espesor, la resistencia trmica se obtendr por medio de las frmulas dadas en prrafos 2.9.2 y
2.9.3, segn sea el caso.
2.9.5.2 Complejos con cmara de aire de espesor variable
Este punto se refiere principalmente a espacios como desvanes y entretechos que
conforman una cmara de aire de espesor variable.
El grado de ventilacin del entretecho o desvn se puede relacionar con el cuociente entre
la seccin total de orificios o rendijas en sus cerramientos exteriores expresada en centmetros
cuadrados, y la superficie Ai de la losa o cielo que lo separa del local calefaccionado.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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De acuerdo con el grado de ventilacin se pueden presentar tres casos:
Caso a - Complejo con cmara de aire dbilmente ventilada
Se considera que la cmara est dbilmente ventilada cuando:
S/Ai es menor que 3 cm2/m2
El clculo de la resistencia trmica total (m2*K/W) del complejo se realiza mediante la
frmula siguiente:
ee
i
iT AU
A
URU
11 (2.10)
en que:
Ui = transmitancia trmica del elemento de cielo; (Ue*Ae) = sumatoria de los productos entre la transmitancia trmica y el rea de los
elementos exteriores que delimitan la cmara de aire;
Ai = rea del elemento de cielo (que separa el entretecho o desvn del local
calefaccionado).
Caso b - Complejo con cmara de aire medianamente ventilada
Se considera que la cmara de aire est medianamente ventilada cuando:
3 cm2/m2 S/ Ai 30 cm2/m2
en este caso:
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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ieeiT AAUURU
/
111
(2.11)
en que:
Ui, Ue
Ae y Ai = tienen el mismo significado que en el Caso a;
= es un coeficiente igual a 5 W/(m2* K).
Caso c - Complejo con cmara de aire muy ventilada
Se considera que la cmara est muy ventilada cuando:
S/Ai es mayor o igual que 30 cm2/m2
Si la techumbre posee celosas y stas no tienen grandes aberturas de ventilacin, se
considera que el aire del entretecho se encuentra en relativa calma, y la resistencia trmica total
del conjunto se calcula segn la frmula:
isiT RRU
R 21
(2.12)
En ella, Ri es la resistencia trmica de la losa o cielo.
Si la cubierta no cumple otra finalidad que pantalla para la proteccin de la lluvia y el
soleamiento (espacio muy abierto), la resistencia trmica total del conjunto se calcula con la
frmula:
seisiT RRRU
R 1
(2.13)
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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2.10 Eficiencia energtica
Eficiencia energtica significa mantener o mejorar el confort o estndar de una
construccin utilizando menores recursos energticos. Chile es hoy un pas eficiente en muchos
aspectos, pero no en el energtico. Ms an, en el caso especfico de la energa usada para el
acondicionamiento trmico de edificaciones de uso habitacional, se estiman perdidas
impresionantes.
En cuanto a la temperatura, el ser humano requiere que sta oscile entre 18C y 25C,
dependiendo de la humedad relativa y de la actividad que se desarrolle. Este rango detemperatura, en combinacin con un rango de humedad relativa de entre 50% y 60% se denomina
"zona de confort trmico". Una de las formas de obtener las condiciones descritas es diseando
soluciones arquitectnicas que hagan uso de materiales adecuados de modo que, en la interaccin
con el medio ambiente en que se ubica la edificacin, hagan posible aprovechar las ventajas y
disminuir las adversidades climticas del lugar. De este modo, es posible aproximarse a la zona
de confort en el interior de las edificaciones haciendo uso de las condiciones naturales. Es el
caso, por ejemplo, de la arquitectura solar pasiva o activa, y de la arquitectura tradicional propia
del lugar.
Hay materiales que contribuyen a la eficiencia energtica. Se ha determinado que la clave
para conservar la energa al interior de las viviendas es una buena aislacin. Sin embargo, la
mayora de los sistemas implican gastos en mano de obra y terminaciones que incrementan el
costo de las construcciones. Entre las estructuras ms simples estn las perfileras metlicas y de
madera que admiten aislantes entre sus capas. Ms complejos son los muros de hormign y
ladrillos, pues el aislante que va en las caras interiores o exteriores, aumentando los espesores deconstruccin y requiere faenas adicionales de recubrimiento.
Por otra parte, es comn que una casa con mala aislacin abuse de calefaccin durante el
invierno para compensar las bajas temperaturas, pero la falta de sellos y la escasez de aislantes
producen permanentes fugas y prdidas de energa.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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2.11 Contaminacin Atmosfrica en Temuco y Padre las casas.
Ambas comunas han sido el referente obligado de la contaminacin del sur de Chile.
Desde 1997 existen mediciones que permiten constatar que durante varios das de otoo e
invierno se supera el valor fijado para la concentracin de material particulado respirable. Esta
situacin llev a que Temuco fuese declarada zona saturada, segn decreto de mayo de 2005, lo
cual obliga a la autoridad a establecer un plan de descontaminacin, instrumento que establece
los mecanismos para reducir los niveles de contaminantes en la atmsfera de la ciudad.
Dado que la fuente principal de contaminacin en la zona saturada es la combustin
residencial de lea, se ha puesto nfasis en estas medidas, enmarcadas en las lneas estratgicas:
regulacin al uso y mejoramiento de la calidad de la lea; de los artefactos residenciales que
combustionan lea, y de la eficiencia trmica de la vivienda, junto con las medidas asociadas.
Consumo de energa primaria en Chile
PETROLEO
CRUDO
40 %
GAS NATURAL
24%
CARBON
12%
HIDROELECTRICI
DAD
8%
LEA
16%
BIOGAS
0%
Consumo de energa sector residencial
NAFTA
0%
ELECTRICIDAD
15%
CARBON (*)
0%
LEA
58%
KEROSENE
1%GAS LICUADO
18%
DIESEL
0%
GAS NATURAL (*)
8%GAS CORRIENTE
0%
Figura 2.2. Consumo de energa
La lea a nivel nacional segn balance energtico de la comisin nacional de energa
(CNE), segn la figura anterior es tercer combustible mas utilizado y en el sector residencial, es
la alternativa mas usada.
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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Figura 2.3. Participacin por regin en el consumo de lea
El grafico anterior muestra nuestra regin ocupando el tercer lugar en utilizacin de lea,
tras la dcima y octava regiones.
El documento tambin contiene las medidas regulatorias para industria, comercio, quemas
agrcolas y transporte. Para garantizar el cumplimiento del plan se desarroll un programa de
fiscalizacin, verificacin del cumplimiento y actualizacin de las medidas.
ndices de contaminacin
La zona de Temuco y Padre Las Casas presenta eventos que superan la norma primaria de
calidad de aire para MP10 (150 g/m3 como promedio 24 horas) a lo menos diez das al ao,
cuando los niveles alcanzados son del orden de los 170 g/m3.
Considerando 2004 como ao base, que el PDA tiene un horizonte de diez aos, y
suponiendo que al 2012 la norma MP10 disminuir a 120 g/m3, se plantea que para revertir el
estado de saturacin se deben disminuir en un 31% las concentraciones y las emisiones. Por lo
tanto, se espera un cumplimiento de la norma para el ao 2018.
Programa de certificacin para uso de lea seca
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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades
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La lea es el principal combustible residencial en Temuco y Padre Las Casas, el mayor
responsable de la contaminacin por MP10. Sin embargo, y a pesar de su uso masivo, no existen
herramientas legales que regulen su calidad como combustible. La comercializacin no obedece a
normas bsicas de calidad y existe una gran heterogeneidad en formatos de venta, contenidos de
humedad y poder calorfico. La combinacin de estos factores implica que las emisiones de
MP10 pueden ser hasta 1.000 veces mayores que las que se generan en condiciones ptimas,
como ha sido demostrado en laboratorios suizos y chilenos. Por eso se estableci como necesidad
prioritaria contar con un marco legal que regularice e institucionalice la produccin, distribucin,
comercializacin y fiscalizacin del mercado del recurso energtico lea. Esto permitir facilitar
la gestin en el rea saturada, pero tambin har posible abordar el problema que acarrea el maluso de la lea en el sur de Chile.
Ya se han desarrollado algunas medidas, como la creacin del Sistema Nacional de
Certificacin de Lea, de 2006, que ha permitido tomar contacto con los distintos comerciantes
de la ciudad para entregarles informacin de los procedimientos y llenar la cmara de combustin
con lea y luego mantener cerrada la entrada de aire durante la noche es la operacin que genera
el mayor nivel de emisiones de MP10.
La norma de emisin de estufas o calefactores est en proceso de elaboracin en la
Direccin Ejecutiva de CONAMA Nacional.
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CAPTULO 3
NORMATIVA TRMICA
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Captulo 3. Normativa trmica
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3.1 Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Artculo 4.1.10.
Todas las viviendas debern cumplir con las exigencias de acondicionamiento trmico que
se sealan a continuacin:
3.1.1 Complejos de techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados:
A. Exigencias:
Los complejos de techumbres, muros perimetrales y pisos inferiores ventilados,
entendidos como elementos que constituyen la envolvente de la vivienda, debern tener una
transmitancia trmica U igual o menor, o una resistencia trmica total Rt igual o superior, a
la sealada para la zona que le corresponda al proyecto de arquitectura, de acuerdo con los planos
de zonificacin trmica aprobados por resoluciones del Ministro de Vivienda y Urbanismo y a la
siguiente tabla:
Tabla 3.1. Exigencias trmicas para techumbre, muros y pisos ventilados.
Zona Techumbre Muros Pisos ventilados
U
W/m2K
Rt
m2K/W
U
W/m2K
Rt
m2K/W
U
W/m2K
Rt
m2K/W1 0,84 1,19 4,0 0,25 3,60 0,282 0,60 1,67 3,0 0,33 0,87 1,153 0,47 2,13 1,9 0,53 0,70 1,434 0,38 2,63 1,7 0,59 0,60 1,675 0,33 3,03 1,6 0,63 0,50 2,006 0,28 3,57 1,1 0,91 0,39 2,567 0,25 4,00 0,6 1,67 0,32 3,13
Fuente: MINVU
1. Techumbres:
Para efectos del presente artculo se considerar complejo de techumbre al conjunto de
elementos constructivos que lo conforman, tales como cielo, cubierta, aislacin trmica,
cadenetas y vigas.
Las exigencias de acondicionamiento trmico para la techumbre sern las siguientes:
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Captulo 3. Normativa trmica
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a. En el caso de mansardas o paramentos inclinados, se considerar complejo de techumbre
todo elemento cuyo cielo tenga una inclinacin de 60 sexagesimales, o menos, medidos
desde la horizontal.
b. Para minimizar la ocurrencia de puentes trmicos, los materiales aislantes trmicos o
soluciones constructivas especificadas en el proyecto de arquitectura, slo podrn estar
interrumpidos por elementos estructurales de la techumbre, tales como cerchas, vigas y/o
por tuberas, ductos o caeras de las instalaciones domiciliarias.
c. Los materiales aislantes trmicos o las soluciones constructivas especificadas en elproyecto de arquitectura, debern cubrir el mximo de la superficie de la parte superior
de los muros en su encuentro con el complejo de techumbre, tales como cadenas, vigas o
soleras, conformando un elemento continuo por todo el contorno de los muros
perimetrales.
d. Para obtener una continuidad en el aislamiento trmico de la techumbre, todo muro o
tabique que sea parte de sta, tal como lucarna, antepecho, dintel, u otro elemento que
interrumpa el acondicionamiento trmico de la techumbre y delimite un local habitable o
no habitable, deber cumplir con la misma exigencia que le corresponda al complejo de
techumbre, de acuerdo a lo sealado en la Tabla 1 del presente artculo.
e. Para toda ventana que forme parte del complejo techumbre de una vivienda emplazada
entre la zona 3 y 7, ambas inclusive, cuyo plano tenga una inclinacin de 60
sexagesimales, o menos, medidos desde la horizontal, se deber especificar una solucin
de doble vidriado hermtico, cuya transmitancia trmica debe ser igual o menor a3,6W/m2K.
2. Muros:
Para la aplicacin del presente artculo se considerar complejo de muro al conjunto de
elementos constructivos que lo conforman y cuyo plano de terminacin interior tenga una
inclinacin de ms de 60 sexagesimales, medidos desde la horizontal.
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Captulo 3. Normativa trmica
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Las exigencias de acondicionamiento trmico para muros sern las siguientes:
a. Las exigencias sealadas en la Tabla 1 del presente artculo, sern aplicables slo a
aquellos muros y/o tabiques, soportantes y no soportantes, que limiten los espacios
interiores de la vivienda con el espacio exterior o con uno o ms locales abiertos, y no
ser aplicable a aquellos muros medianeros que separen unidades independientes de
vivienda.
b. Los recintos cerrados contiguos a una vivienda tales como bodegas, leeras,
estacionamientos e invernaderos, sern considerados como recintos abiertos para efectosde esta reglamentacin, y slo les ser aplicable las exigencias de la Tabla 1 a los
paramentos que se encuentren contiguos a la envolvente de la vivienda.
c. Para minimizar la ocurrencia de puentes trmicos en tabiques perimetrales, los
materiales aislantes trmicos o soluciones constructivas especificadas en el proyecto de
arquitectura, slo podrn estar interrumpidos por elementos estructurales, tales como
pies derechos, diagonales estructurales y/o por tuberas, ductos o caeras de las
instalaciones domiciliarias.
d. En el caso de la albailera confinada de conformidad a la definicin de la NCh 2123, no
ser exigible el valor de U de la Tabla 1 en los elementos estructurales tales como
pilares, cadenas y vigas.
e. En el caso que el complejo muro incorpore materiales aislantes, la solucin constructiva
deber considerar barreras de humedad y/o de vapor, segn el tipo de materialincorporado en la solucin constructiva y/o estructura considerada.
f. En el caso de puertas vidriadas exteriores, deber considerarse como superficie de
ventana la parte correspondiente al vidrio de la misma. Las puertas al exterior de otros
materiales no tienen exigencias de acondicionamiento trmico.
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Captulo 3. Normativa trmica
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3. Pisos Ventilados:
Para efectos de la aplicacin del presente artculo se considerar complejo de pisoventilado al conjunto de elementos constructivos que lo conforman que no estn en contacto
directo con el terreno. Los planos inclinados inferiores de escaleras o rampas que estn en
contacto con el exterior tambin se considerarn como pisos ventilados. Para minimizar la
ocurrencia de puentes trmicos en pisos ventilados, los materiales aislantes trmicos o soluciones
constructivas especificadas en el proyecto de arquitectura, slo podrn estar interrumpidos por
elementos estructurales del piso o de las instalaciones domiciliarias tales como vigas, tuberas,
ductos o caeras.
B. Alternativas para cumplir las exigencias trmicas definidas en el presente artculo:
Para los efectos de cumplir con las condiciones establecidas en el Tabla 1 se podr optar
entre las siguientes alternativas:
1. Mediante la incorporacin de un material aislante etiquetado con el R100
correspondiente a la Tabla 2:
Se deber especificar y colocar un material aislante trmico, incorporado o
adosado, al complejo de techumbre, al complejo de muro, o al complejo de piso ventilado
cuyo R100 mnimo, rotulado segn la norma tcnica NCh 2251, de conformidad a lo
indicado en la Tabla 2 siguiente:
Tabla 3.2. Alternativas R100 para cumplir con la normativa.
Zona TechumbreR100 (*) MurosR100 (*) Pisos VentiladosR100 (*)
1 94| 23 232 141 23 983 188 40 1264 235 46 1505 282 50 1836 329 78 2397 376 154 295
Fuente: MINVU
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Captulo 3. Normativa trmica
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(*) Segn la norma NCh 2251: R100 = valor equivalente a la Resistencia
trmica (m2K/W) x 100.
2. Mediante un Certificado de Ensaye otorgado por un Laboratorio de Control Tcnico de
Calidad de la Construccin, demostrando el cumplimiento de la transmitancia o
resistencia trmica total de la solucin del complejo de techumbre, muro y piso
ventilado.
3. Mediante clculo, el que deber ser realizado de acuerdo a lo sealado en la norma
NCh 853, demostrando el cumplimiento de la transmitancia o resistencia trmica delcomplejo de techumbre, muro y piso ventilado. Dicho clculo deber ser efectuado por
un profesional competente.
4. Especificar una solucin constructiva para el complejo de techumbre, muro y piso
ventilado que corresponda a alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de
Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico, confeccionado por el
Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
3.1.2 Exigencias para ventanas
Se considerar complejo de ventana a los elementos constructivos que constituyen los
vanos vidriados de la envolvente de la vivienda.
A. Porcentaje mximo de superficie de ventanas respecto a paramentos verticales de la
envolvente:
El complejo de ventana deber cumplir con las exigencias establecidas en la Tabla 3, en
relacin al tipo de vidrio que se especifique y a la zona trmica en la cual se emplace el proyecto
de arquitectura. El tipo de vidrio a utilizar en las superficies de ventanas deber ser indicado en
las especificaciones tcnicas del proyecto de arquitectura.
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Captulo 3. Normativa trmica
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Para determinar el porcentaje mximo de superficie de ventanas de un proyecto de
arquitectura, se deber realizar el siguiente procedimiento:
a) Determinar la superficie de los paramentos verticales de la envolvente del proyecto de
arquitectura. La superficie total a considerar para este clculo, corresponder a la suma de las
superficies interiores de todos los muros perimetrales que considere la unidad habitacional,
incluyendo los medianeros y muros divisorios.
b) Determinar la superficie total de ventanas del proyecto de arquitectura correspondiente a la
suma de la superficie de los vanos del muro en el cual est colocada la ventana, considerando,para ello, el marco como parte de su superficie. Para el caso de ventanas salientes, se considerar
como superficie de ventana aquella correspondiente al desarrollo completo de la parte vidriada.
La superficie mxima de ventanas que podr contemplar el proyecto de arquitectura
corresponder a la superficie que resulte de aplicar la Tabla 3, respecto de la superficie de los
paramentos verticales de la unidad habitacional sealada en el punto a) precedente, considerando
la zona y el tipo de vidrio que se especifique.
Tabla 3.3. Exigencias para ventanas.
ZONA
VENTANAS
% Mximo superficie respecto a paramentosverticales de la envolvente
VidrioMonoltico(b)
DVHDoble vidriado hermtico (c)3,6 U >
2,4 W/m2K (a)U 2,4W/m2K
1 50 60 80
2 40 60 80
3 25 60 80
4 21 60 75
5 18 51 70
6 14 37 55
7 12 28 37
Fuente: MINVU
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Captulo 3. Normativa trmica
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(a) La doble ventana que forme una cmara de aire se asimila al DVH, con valor U entre 3,6
y 2,4 W/m2K
(b) Vidrio monoltico:
De acuerdo a la NCh 132, se entender por aquel producto inorgnico de fusin, que ha
sido enfriado hasta un estado rgido sin cristalizacin, formado por una sola lmina de
vidrio.
(c) Doble vidriado hermtico (DVH):
De acuerdo a la NCh 2024, se entender por doble vidriado hermtico el conjunto
formado por dos o ms vidrios paralelos, unidos entre s, por un espaciador perimetral,
que encierran en su interior una cmara con aire deshidratado o gas inerte.
En el caso que el proyecto de arquitectura considere ms de un tipo de vidrio, segn
Tabla 3, se deber determinar el mximo porcentaje posible para cada tipo de vidrio respecto
a la superficie total de la envolvente vertical. Para ello, por cada tipo de vidrio a utilizar, se
deber aplicar la siguiente formula:
TP x MV = MSV (3.1)100
TP: Porcentaje del tipo de vidrio respecto del total de la superficie vidriada.
MV: Porcentaje mximo de superficie vidriada respecto a paramentos verticales de la
envolvente, segn Tabla 3.
MSV: Porcentaje mximo de superficie para tipo de vidrio, respecto de la superficie
total de la envolvente.
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Captulo 3. Normativa trmica
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B. Mtodo alternativo del U ponderado:
Slo en las zonas trmicas: 3; 4; 5; 6 y 7, se podr utilizar un mtodo alternativo del U
ponderado el cual slo podr aplicarse para el caso de vidrios monolticos.
Para los casos previstos en el prrafo anterior, se podr aumentar la superficie vidriada
sobre los valores de Tabla 3 de este artculo, compensando el aumento de superficie vidriada con
el mejoramiento de la transmitancia trmica de la solucin de muros. El U ponderado deber
tener un valor igual o menor al sealado para la zona en la que se ubique el proyecto de
arquitectura de acuerdo a la Tabla 4 siguiente:
Tabla 3.4. Exigencia alternativa para ventanas
ZONA U Ponderado
W/m2K
3 2,884 2,565 2,366 1,76
7 1,22
Para determinar la transmitancia trmica ponderada de los paramentos verticales de la
envolvente del proyecto de arquitectura, se deber calcular el U ponderado del proyecto de
conformidad a la frmula que se seala, debiendo los muros perimetrales en contacto al exterior
poseer una transmitancia trmica igual o menor al valor establecido, segn zona trmica, en las
exigencias para muros de la Tabla 1 del presente artculo:
SM : Superficie de muro
UM : Transmitancia trmica del muro
SV : Superficie de ventana
UV : Transmitancia trmica ventana
STE: Superficie total de los paramentos verticales de la envolvente del proyecto de arquitectura.
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Captulo 3. Normativa trmica
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Para aplicacin de la formula del prrafo anterior, los muros que limiten con uno o ms
locales cerrados, debern considerase como parte de la envolvente para efectos de clculo del U
ponderado. Para estos muros se adoptar la transmitancia establecida para la zona trmica en la
cual se emplace el proyecto de arquitectura, de acuerdo a la Tabla 1, independiente de su
transmitancia trmica real.
En el caso en que los paramentos verticales del proyecto de arquitectura estn compuestos
por ms de una solucin constructiva, determinando as, ms de una transmitancia trmica para
muros, se aplicar la siguiente frmula para determinar el U ponderado:
(SM-1 x U 1) + (SM-2 x U-2) + (SM-n... x U-n...) + (SV x UV) = U ponderado (3.2)STE
SM-1 : Superficie muro 1
U-1 : Transmitancia trmica muro 1
SM-2 : Superficie muro 2
U-2 : Transmitancia trmica muro 2
SV : Superficie ventana
UV : Transmitancia trmica ventana
STE : Superficie total de los paramentos verticales de la envolvente
En ambos casos, si el proyecto de arquitectura contempla ms de un tipo de ventana,
asimilados a distintos valores de Transmitancia, segn la Tabla 3, se ponderar toda la superficie
vidriada con el valor de transmitancia trmica del vidrio monoltico.
La superficie de ventana para el vidrio monoltico del clculo del U ponderado no podr,
en ningn caso, aumentar ms de un 40 % respecto al porcentaje mximo de superficie permitido
para la zona trmica, segn lo sealado en la Tabla 3.
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Captulo 3. Normativa trmica
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3.2 Comentario sobre Normativa Trmica
La aplicacin de la segunda etapa de la normativa trmica que entr en vigencia el 4 de
enero de 2007, ha trado una serie de esperados beneficios, como por ejemplo: mejoras en la
aislacin trmica de las viviendas, aumento en la investigacin de nuevas tecnologas, inters por
parte de la poblacin de utilizar eficientemente la energa, etc.
Respecto de los estndares de aislacin mnimos fijados para cada elemento de la
envolvente, es necesario considerar que estos han sido fijados en consenso entre los integrantes
del comit tcnico que elabor la reglamentacin, compuesto por acadmicos, industriales,constructores, y representantes del sector pblico. A pesar de que se generaron exigencias de
consenso para el aislamiento trmico de ventanas y pisos ventilados, en el caso de los muros, las
diferencias al interior del comit obligaron a presentar dos propuestas a la autoridad,
diferencindose dos posiciones en cuanto a aumentar o reducir las exigencias presentadas por el
Instituto de la Construccin. Los productores de Hormign y Ladrillos cermicos planteaban
reducir las exigencias y los industriales de aislamiento trmico planteaban aumentarlas.
Finalmente despus de numerosos estudios la autoridad decidi establecer valores intermedios
para el complejo de muros.
Para determinar las exigencias de transmitancia trmica para muros, pisos y ventanas, el
Instituto de la Construccin aplic un estudio a 15 tipologas de viviendas -con distintos sistemas
constructivos, y superficies- en 7 zonas climticas del pas. Para determinar la demanda
energtica, medida en kilowatts, estableci el confort trmico en 20C durante el da y 17C en la
noche, en promedio. Para ello se configuraron modelos representativos de cada tipologa a los
que se les calcul la demanda energtica para alcanzar el confort trmico al interior de lasviviendas. Se combinaron sistemas de aislamiento, calculando tanto el costo de aplicacin del
aislante como el de la disminucin de la demanda energtica.
Bajo esta modalidad se determin si la disminucin de la demanda energtica haca
rentable la utilizacin de aislantes para muros, ventanas y pisos.
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Captulo 3. Normativa trmica
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La actual normativa podra atender las ganancias de calor en los meses de verano,
considerando que la mayora de las zonas urbanas de Chile central se encuentra en zonas
climticas de veranos secos y calurosos. Para ello, la aislacin trmica debe cumplir un rol
importante en la nueva norma, as como tambin se podran incluir elementos complementarios
tales como las barreras de radiacin, no exigidas. Por ejemplo, una cubierta de teja asfltica color
negro puede alcanzar temperaturas de 60 C a 80 C al estar expuesta a radiacin directa en
verano en la zona central. Algunos problemas que pueden ocasionar las cubiertas de materiales
oscuros que poseen una gran absorcin solar:
Incremento de la energa necesaria para refrigerar. Producen gran demanda de electricidadya que la mayora de los equipos de refrigeracin usan electricidad.
Reduce el confort interior (excesivo calor en mansardas )
Incremento del efecto de la isla de calor: a ciudades ms calientes, ms difcil es enfriar
los edificios que la pueblan.
Deterioro acelerado de los materiales de la cubierta.
Ante esto se puede sealar que, muchos de los problemas de habitabilidad ocurren en
verano, por sobrecalentamiento. Es por eso que, si bien los materiales aislantes se comportan
ptimamente en invierno, evitando el escape del calor, en verano es muy importante que nos
ayuden a mantener frescos nuestros edificios.
Es posible cumplir la normativa trmica respecto a la resistencia Trmica o la Transmitancia,indistintamente, si la aislacin se instala por fuera, al interior o por dentro de un muro, por
ejemplo. Pero el comportamiento de ese recinto es diferente dependiendo de donde se instala la
aislacin con respecto a ciertas propiedades de la masa trmica de los materiales y segn el clima
en que se ubica la vivienda.
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Captulo 3. Normativa trmica
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Si estamos frente a un clima cuyas temperaturas se mantienen constantemente fras,
conviene que la envolvente mantenga el calor al interior y tenga una respuesta rpida la
calefaccin. Para ello se encuentra las albaileras con el aislante por el interior del recinto. Por el
contrario, si estamos frente a un clima de gran oscilacin trmica diaria (fro de noche y caluroso
de da), es preferible una envolvente que equilibre las temperaturas, es decir que mantenga una
temperatura cercana a la media entre la ms alta y la ms baja. Para ello la respuesta debiera ser
lenta o con inercia, siendo preferible muros de gran masa trmica expuesta al interior de los
recintos y con el aislante por el exterior.
La admitancia es la propiedad que controla la cantidad de calor que fluye hacia y desde elmaterial de construccin, debido al cambio de la temperatura interna. La admitancia es alta para
materiales pesados y baja para los aislantes.
Es por ello que al instalar aislante trmico a un muro de albailera por la cara interior del
recinto, ste pierde admitancia y tiende a tener una respuesta ms instantnea a las oscilaciones
trmicas. Por el contrario, si el aislante va por fuera de la albailera, queda expuesta la masa
trmica al interior del recinto. Esto permite regular las grandes fluctuaciones de temperatura de
algunos climas de Chile. Y tiene una gran influencia en el confort interno, ya que hace los
recintos ms frescos durante el da en verano y ms clidos por la noche en invierno. Tambin
permite aprovechar de mejor manera las ventajas de una arquitectura solar pasiva, pues la inercia
permite calentar el interior de pisos y muros durante un da de invierno soleado, y entregar ese
calor durante la noche.
Para demostrar este fenmeno, se simularon dos modelos idnticos en forma y
orientacin, teniendo ambos muros el mismo valor de transmitancia (0,4 W/m2K) e idnticamaterialidad, pero con un orden de las capas distinto. Uno de hormign de 150mm de espesor y
con aislante de poliestireno expandido de 80mm por la cara exterior (con admitancia de 5,52
W/m2K); el otro, con los mismos 150mm de hormign, pero con 40mm de poliestireno por cada
una de las caras, la exterior y la interior (con admitancia de 3,54 W/m2K).
Para el anlisis se situ ambos modelos en Santiago (se simularon con ECOTECT 5.5).
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Captulo 3. Normativa trmica
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Los resultados se resumen en los siguientes grficos de temperatura y demanda
energtica.
En el primer grafico (Figura 3.1.) se compara el perfil de temperatura horaria sin
climatizacin para ambos materiales en el da ms caluroso del ao para Santiago. Siendo la
temperatura exterior la lnea azul, con una temperatura que va desde los 12,5 C mnima hasta los
34 C mxima (21,5 C de oscilacin diaria), se aprecia que el material con inercia tiende a
mantener los recintos mas frescos por 2C menos durante en el da que el material sin inercia, y
que durante la noche es ms clido por uno y fraccin. Es decir, el recinto tiende a tener una
temperatura ms constante.
Figura 3.1. Comparacin de temperatura interior para da ms caluroso
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Captulo 3. Normativa trmica
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En el da ms fro del ao, se presenta ms marcada esa diferencia, siendo el recinto con
muros de inercia ms clido durante la noche de invierno que el material sin inercia, por casi 2
C, y por el contrario, durante el da responde de manera ms lenta a la ganancia solar que entra
por las ventanas, siendo ms fro el recinto por 4 C que el recinto sin inercia. ste responde ms
instantneamente, perdiendo la temperatura apenas se interrumpe la ganancia solar sin acumular
calor para la noche.
Figura 3.2. Comparacin de temperatura interior para da ms fri
Finalmente, se puede apreciar que con muros de inercia se requiere mucho menos
refrigeracin en verano que con el que no tiene inercia, sin embargo en invierno la relacin se
invierte, siendo ms efectivo calefaccionar el recinto con baja masa trmica, ya que responde msrpido al efecto de la calefaccin. Por lo tanto la ubicacin de la aislacin si es relevante, a pesar
de conseguir indistintamente de la posicin una misma transmitancia trmica.
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CAPTULO 4
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
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Captulo 4. Sistemas constructivos
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4.1 Albailera Armada, de ladrillos cermicos con revestimiento trmico interior Poligyp
4.1.1 Descripcin general
Esta solucin constructiva mezcla las cualidades constructivas de una albailera de
ladrillos y las ventajas de la aislacin trmica del poliestireno expandido, pudindose aplicar
sobre albaileras nuevas y antiguas.
La ejecucin de una Albailera armada de ladrillos cermicos con revestimiento trmico
interior Poligyp consta de 2 etapas:
1. La elaboracin de muros de albailera de ladrillos cermicos, pegados con mortero, y
armados con barras de acero vertical y horizontalmente.
2. El revestimiento trmico para muros perimetrales Poligyp, placa de yeso-cartn unida a
plancha de poliestireno expandido, que se aplica sobre la albailera utilizando los materiales y
herramientas recomendados por el fabricante ROMERAL.
El producto resultante es un muro perimetral estructuralmente resistente, con excelente
superficie de terminacin y logrando una importante mejora en las caractersticas trmicas en la
envolvente del edificio.
4.1.2 Caractersticas tcnicas del sistema
En primer lugar se definen requerimientos y caractersticas tcnicas de los ladrillos,morteros, hormigones y aceros utilizados en la albailera, para luego definir la aislacin Poligyp
que provee los estndares trmicos requeridos por la albailera.
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Captulo 4. Sistemas constructivos
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4.1.2.1 Albailera Armada
La albailera segn la norma Nch 1928. Of. 1993 Mod. 2003 se define como materialestructural que se obtiene con unidades de albailera ordenadas en hiladas segn un aparejo
prefijado y unidas con mortero. Tambin esta norma define a la albailera armada como
albailera que lleva incorporados refuerzos de barras de acero en los huecos verticales y en las
juntas o huecos horizontales de las unidades, en conformidad con la presente norma.
Ladrillos Cermicos
Para efectos del presente trabajo se considera, de acuerdo a las definiciones anteriores, las
unidades de albailera como ladrillo cermico que es una unidad obtenida por coccin, a
travs de un proceso industrial, de una pasta de arcilla, segn la Nch 791 Of. 2001.
Las unidades de ladrillo cermico usadas en los elementos estructurales de albailera
armada deben satisfacer los requisitos de los grados 1 y 2 clases MqM yMqP, especificados en
NCh 169 Of. 2001, los requisitos de geometra y resistencia a la compresin especificados en el
Anexo A de la Nch 1928. Adicionalmente, se limita a un 2% como mximo, en el pao, el
porcentaje de unidades con fisuras superficiales.
Tabla 4.1. Clasificacin por grado y clase de ladrillos cermicos.
Requisitos mecnicos
Grados de ladrillos cermicos
1 2 3
Clases de ladrillos cermicos
MqM MqP MqH MqP MqH MqP MqH
Resistencia a la compresin,mnima (MPa)
15 15 15 11 11 5 5
Absorcin de agua, mxima % 14 14 14 16 16 18 18
Adherencia, mnima (MPa)(rea neta)
0,4 0,4 0,4 0,35 0,35 0,30 0,25
Fuente:NCh 169 of.2001
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Captulo 4. Sistemas constructivos
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Clasificacin por clase
Ladrillos macizos hechos a mquina (MqM): Unidades macizas sin perforaciones nihuecos.
Ladrillos perforados hechos a mquina (MqP): Unidades que poseen perforaciones y
huecos, regularmente distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen bruto o total.
Ladrillos huecos hechos a mquina (MqH): Unidades que poseen huecos y
perforaciones, regularmente distribuidos, cuyo volumen es mayor o igual al 50% del volumenbruto o total.
Princesa es un fabricante nacional de ladrillos cermicos, que provee este material desde
el ao 1957. Actualmente cuenta con una gran variedad de ladrillos para muros, clasificados
comercialmente dentro de su reconocida Serie Titn Reforzado, de acuerdo a geometra y Tipo
consistente en los productos:
Titn
Extra Titn
Gran Titn
Sper Titn
De estas alternativas se elige, para efecto de clculos posteriores, el producto Extra Titn
ya que esta alternativa se utiliza en el Proyecto Arboleda del Portal de la Empresa Socovesa, que
se analiza en un capitulo posterior como aplicacin practica de la normativa Trmica.
La serie Titn adems diferencia los ladrillos o unidades de albailera de acuerdo a su
utilizacin en albaileras, designando la clasificacin anterior a las unidades con huecos
verticales para la armadura de acero e igual designacin aco
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