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8/11/2019 Impactos Ambientales Asociados a La Calidad de La Envolvente Trmica de Techumbre en Una Muestra de Viviend
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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACINDEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES
Impactos Ambientales Asociados a la Calidad de la EnvolventeTrmica de Techumbre en una Muestra de Viviendas del Gran
Temuco.
TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR
PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ.
PAULA ANDREA ASTETE RIVEROS2012
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IIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
AGRADECIMIENTOS
Quisiera agradecer a todas las personas que confiaron en m, entregando
su apoyo, compaa, amor y sabidura, durante toda mi vida, principalmente a
mis padres Alberto y Helvecia, quienes me ensearon a disfrutar de las cosas
sencillas de la vida y a no rendirme nunca ante cualquier adversidad, me
entregaron todo lo que necesit siempre con lo cual fui formando mis alas con
las que hoy comienzo a volar. A mis hermanos Susan y Ramiro gracias por
aceptarme tal cual soy y compartir momentos que slo nosotros entendemos lo
valiosos que son, los quiero mucho.
A mi pareja Nicols gracias por su apoyo, comprensin, amor y pacienciapor estar conmigo siempre en todo este proceso y desde mucho antes, gracias
por su cario incondicional y ese amor sincero que no espera nada a cambio,
por su alegra y su aliento en los momentos difciles, por ser mi cable a tierra y
a la vez la persona que me hace soar.
A mis amigos de la vida, del colegio y la universidad, que siempre me
alentaron, confiaron en m y estuvieron siempre cada vez que los necesit,gracias Cecilia, Pamela, Brbara y Pablita por estar conmigo siempre las quiero
mucho. A mi buen amigo Rodolfo quien me brind su apoyo durante este
estudio y por ser uno de mis mejores amigos. A mi amigo Gonzalo Fierro a
quien quiero mucho y siempre confi en que lo poda lograr y a mi amigo
Emanuel a quien quiero mucho.
A toda mi familia tos, primos, abuelos, por ser quienes son y alegrarme
la vida cada vez que compartimos.
A mi profesor gua de tesis por confiar en el trabajo realizado y apoyarme
una vez entregados los resultados del proyecto.
A todos ellos Muchas Gracias!
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IIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
INDICE DE CONTENIDOS
1 INTRODUCCIN .................................................................................. 1 1.1 Descripcin del problema ..................................................................... 1 1.2 Objetivo general y especficos ............................................................... 4
2 CONTEXTO ......................................................................................... 6 2.1 Descripcin del Gran Temuco ............................................................... 6 2.2 Contaminacin atmosfrica en el Gran Temuco por el uso de lea paracalefaccin. .................................................................................................. 8 2.3 Plan de descontaminacin ambiental .................................................... 9 2.4 La energa .......................................................................................... 10 2.5 El efecto de las condiciones ambientales............................................. 10 2.6 Aislacin trmica en una vivienda ...................................................... 11 2.7 Aislacin trmica y medio ambiente .................................................... 11 2.8 Comportamiento trmico de un edificio .............................................. 12 2.9 Reglamentacin trmica, Artculo 4.1.10 de la Ordenanza General deUrbanismo y Construcciones. ..................................................................... 13 2.10 Proyecto del Estudio del uso, percepcin del usuario y calidadenergtico trmica en una muestra de las viviendas en el gran Temuco. ...... 15 2.11 Software Design Builder .................................................................. 15 2.12 Caractersticas, simulacin y diseo ................................................ 16 2.13 Termografas ................................................................................... 18
2.14 Blower Door Test ............................................................................. 21 3 METODOLOGA ................................................................................. 23
3.1 Introduccin. ..................................................................................... 23 3.2 Sectores analizados. ........................................................................... 23 3.3 Recopilacin de informacin ............................................................... 26 3.4 Encuesta de estudio del uso y percepcin trmica del usuario ............ 26 3.5 Levantamiento termogrfico. .............................................................. 26 3.6 Ensayo Blower Door Test.................................................................... 27
3.7 Modelos en Design Builder para el clculo de demanda energtica ..... 27 3.7.1 Horario de ocupacin ................................................................... 27 3.7.2 Horario de Calefaccin .................................................................. 28 3.7.3 Horario de Iluminacin ................................................................. 29
3.8 Otros datos a considerar para ingresar al software Design Builder...... 30 3.9 Clculo metros estreos de lea ......................................................... 33
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IIIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
3.10 Clculo Costo por con sumo de lea: ............................................... 35 3.11 Clculo emisin MP10 ..................................................................... 36
4 ANLISIS Y RESULTADOS ................................................................. 38 4.1 Introduccin ...................................................................................... 38 4.2 Informes ............................................................................................ 38
4.2.1 Informe general por barrio ............................................................ 38 4.2.2 Informe por vivienda: .................................................................... 39
4.3 Anlisis y resultados por barrio: ......................................................... 39 4.3.1 Villa Hermosa Padre Las Casas. .................................................... 39 4.3.2 Barrio Los Castaos Labranza ...................................................... 47 4.3.3 Parque Costanera ......................................................................... 55 4.3.4 Villa Aln Labranza. ..................................................................... 63 4.3.5 Villa Recabarren ........................................................................... 71 4.3.6 Los Creadores del Carmen ............................................................ 80 4.3.7 Barrio Las Tranqueras .................................................................. 89 4.3.8 Nuestra Seora Del Carmen ......................................................... 97
4.4 Anlisis y resultados por metro cuadrado de vivienda ....................... 105 4.4.1 Demanda energtica ................................................................... 105 4.4.2 Emisin MP10 ............................................................................ 107 4.4.3 Consumo de lea ........................................................................ 108 4.4.4 Costo asociado al consumo de lea ............................................. 110
4.5 Anlisis comparativo con el estudio de Barrientos 2012.................... 111 4.6 Resultados Generales ....................................................................... 113
5 Conclusiones y comentarios ............................................................ 118 5.1 Respecto a la metodologa ................................................................ 118 5.2 Respecto al Proyecto de la Asociacin de Usuarios y Consumidores delSur: 118 5.3 Respecto a los consumidores, propietarios de una vivienda .............. 118 5.4 Respecto a las constructoras ............................................................ 118
5.5 Respecto al incumplimiento de la reglamentacin trmica ................ 119 5.6 Respecto al PDA ............................................................................... 119
ANEXO A .............................................................................................. 124 ANEXO B .............................................................................................. 168 ANEXO C .............................................................................................. 176 ANEXO D .............................................................................................. 180
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IVIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Poblacin urbana y rural de las comunas de Temuco y Padre LasCasas. ............................................................................................................. 6 Tabla 2.2 Participacin de las Emisiones de MP10 en Temuco y Padre LasCasas, Inventario de emisiones 2009, CONAMA. .............................................. 9
Tabla 3.1 Horarios de ocupacin para modelos Design Builder ...................... 28 Tabla 3.2 Horarios de Calefaccin de modelos Design Builder. ...................... 29 Tabla 3.3 Horario Iluminacin para modelos Design Builder. ........................ 30 Tabla 3.4 Cantidad de personas por habitacin en una vivienda ................... 31 Tabla 3.5 Ganancias por uso de ampolleta por habitacin en una vivienda .... 32 Tabla 3.6 Densidad de ocupacin por habitacin de una vivienda ................. 32 Tabla 3.7 Temperaturas mensuales del suelo ingresadas al software ............. 33
INDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Cmara Termogrfica Fluke, Software Smart View. ...................... 20 Figura 2.2 Ensayo Blower Door Test ............................................................. 21 Figura 4.1 Recuento anlisis termogrfico Villa Hermosa .............................. 40 Figura 4.2 Demandas energticas en kWh/ao, por modelo evaluado en base auna vivienda .................................................................................................. 41
Figura 4.3 Demandas energticas en kWh/ao, por modelo evaluado en base anoventa y tres viviendas ................................................................................. 42
Figura 4.4 Emisin MP10 en kg., por modelo evaluada en una vivienda. ....... 43 Figura 4.5 Emisin MP10 en toneladas, por modelo evaluada en noventa y tresviviendas. ...................................................................................................... 44
Figura 4.6 Consumo de lea en metros estreos al ao por vivienda, evaluadaen los tres modelos ........................................................................................ 45
Figura 4.7 Costos asociados en pesos al ao por vivienda, en los tres modelosevaluados ...................................................................................................... 45
Figura 4.8 Consumo lea anual, por Villa Hermosa (Noventa y tres viviendas),..................................................................................................................... 46
Figura 4.9 Costos asociados al consumo de lea anual, por el total de viviendasde Villa Hermosa. .......................................................................................... 47
Figura 4.10 Recuento anlisis termogrfico Barrio los Castaos ................... 48
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VIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Figura 4.11 Demandas energticas en kWh/ao, por modelo evaluado en basea una vivienda ............................................................................................... 49
Figura 4.12 Demanda energtica anual del barrio en kWh, evaluada en los tresmodelos establecidos ..................................................................................... 50
Figura 4.13 Emisin material particulado por vivienda en kg/ao, evaluado enlos tres modelos establecidos ......................................................................... 51
Figura 4.14 Emisin material particulado en toneladas por ao, por vivienda,evaluada en los tres modelos establecidos. ..................................................... 51
Figura 4.15 Consumo lea en metros estreo por vivienda en un ao, evaluadoen los tres modelos ........................................................................................ 52
Figura 4.16 Costos asociados al consumo de lea en un ao por vivienda,evaluado en los tres modelos ......................................................................... 53
Figura 4.17 Consumo de lea anual en metros estreos del barrio completo,evaluado en los tres modelos establecidos. ..................................................... 54
Figura 4.18 Costos asociados al consumo de lea al ao del barrio completo,evaluados en los tres modelos establecidos. ................................................... 54
Figura 4.19 Recuento total de la aislacin trmica en techumbres de lasviviendas analizadas. ..................................................................................... 55
Figura 4.20 Demanda energtica requerida en kWh/ao, por vivienda en PCA yPCB evaluada en tres distintos modelos ......................................................... 57
Figura 4.21 Demanda energtica requerida en kWh/ao, para el total deviviendas de PCA y PCB evaluada en tres modelos distintos ........................... 58
Figura 4.22 Emisin material particulado en kg., por ao en PCA y PCB,evaluado en tres modelos distintos ................................................................ 59
Figura 4.23 Emisin material particulado PCA y PCB del barrio completo alao, en toneladas. ......................................................................................... 60
Figura 4.24 Consumo lea anual PCA y PCB, en metros estreos, evaluado enlos tres modelos. ............................................................................................ 61
Figura 4.25 Costos asociados al consumo de lea anual por vivienda, en lostres modelos evaluados. ................................................................................. 61
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VIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Figura 4.26 Consumo de lea al ao de la totalidad de viviendas de PCA y PCB,en metros estreos. ........................................................................................ 62
Figura 4.27 Costos asociados al consumo de lea anual, por la totalidad deviviendas de PCA y PCB, en metros estreos. ................................................. 63
Figura 4.28 Recuento aislacin trmica en techumbres de viviendasestudiadas. .................................................................................................... 64
Figura 4.29 Demanda energtica anual en kWh por vivienda, de los tresmodelos evaluados. ........................................................................................ 65
Figura 4.30 Demandas energticas anuales en kWh, de la totalidad deviviendas de Villa Alen, evaluada en los tres modelos. .................................... 66
Figura 4.31 Emisin material particulado en kg., al ao por vivienda evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................... 67
Figura 4.32 Emisin material particulado en toneladas al ao del total deviviendas de Villa Alen, evaluada en los tres modelos establecidos. ................ 68
Figura 4.33 Consumo de lea anual por vivienda en metros estreos, evaluadoen los tres modelos establecidos. ................................................................... 69
Figura 4.34 Costo asociado al uso de lea por vivienda en metros estreos,evaluado en los tres modelos establecidos ...................................................... 69
Figura 4.35 Consumo lea anual por villa en metros estreos, evaluada en lostres casos establecidos. ................................................................................. 70
Figura 4.36 Costos asociados al consumo de lea anual por villa en metrosestreos, evaluado en los tres casos establecidos. .......................................... 71
Figura 4.37 Recuento porcentaje aislacin trmica en techumbres de viviendasestudiadas. .................................................................................................... 72
Figura 4.38 Demanda energtica por vivienda tipo VRA y VRB, en kWh al ao,evaluada en los tres modelos establecidos ...................................................... 73
Figura 4.39 Demanda energtica en kWh al ao de villa recabarren, evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................... 74
Figura 4.40 Emisin material particulado en kg., al ao por vivienda, evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................... 75
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VIIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Figura 4.41 Emisin material particulado por villa, en toneladas al ao,evaluada en los tres modelos establecidos. ..................................................... 76
Figura 4.42 Consumo de lea anual por vivienda en metros estreos, evaluadoen los tres modelos establecidos. ................................................................... 77
Figura 4.43 Costos asociados al consumo de lea anual, por vivienda, en lostres modelos establecidos. ............................................................................. 78
Figura 4.44 Consumo de lea anual de Villa Recabarren en metros estreos,evaluado en los tres modelos establecidos. ..................................................... 79
Figura 4.45 Costos asociados al consumo de lea de Villa Recabarren al ao,evaluado en los tres modelos establecidos. ..................................................... 80
Figura 4.46 Recuento porcentaje aislacin trmica en techumbres de lasviviendas estudiadas. ..................................................................................... 81
Figura 4.47 Demanda energtica en kWh al ao, por vivienda, evaluada en lostres modelos establecidos. ............................................................................. 82
Figura 4.48 Demanda energtica anual por barrio en kWh al ao, evaluada enlos tres modelos establecidos ......................................................................... 83
Figura 4.49 Emisin material particulado en kg., al ao por vivienda, evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................... 84
Figura 4.50 Emisin material particulado en toneladas al ao, por barrio,evaluada en los tres modelos establecidos ...................................................... 85
Figura 4.51 Consumo de lea anual en metros estreos, por una vivienda,evaluado en los tres modelos establecidos. ..................................................... 86
Figura 4.52 Costos asociados al consumo de lea anual, por vivienda,evaluados en los tres modelos establecidos. ................................................... 87
Figura 4.53 Consumo de lea anual por sector Creadores del Carmen enmetros estreos, evaluado en los tres modelos establecidos. ........................... 88
Figura 4.54 Costos asociados al consumo de lea anual, en metros estreospor sector Creadores del Carmen, evaluados en los tres modelos establecidos.88
Figura 4.55 Recuento aislacin trmica en techumbres de viviendas estudiadasen Barrio Las Tranqueras. ............................................................................. 89
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VIIIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Figura 4.56 Demanda energtica en kWh al ao por vivienda, evaluada en lostres modelos establecidos. ............................................................................. 90
Figura 4.57 Demanda energtica en kWh al ao por barrio, evaluada en lostres modelos establecidos. ............................................................................. 91
Figura 4.58 Emisin material particulado en kg., al ao por vivienda, evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................... 92
Figura 4.59 Emisin material particulado en toneladas del sector al ao,evaluada en los tres modelos establecidos. ..................................................... 93
Figura 4.60 Consumo de lea en metros estreos al ao por vivienda, evaluadoen los tres modelos establecidos. ................................................................... 94
Figura 4.61 Costos asociados al consumo de lea al ao por vivienda, evaluadoen los tres modelos establecidos. ................................................................... 95
Figura 4.62 Consumo de lea en metros estreos al ao, del sector Barrio Las Tranqueras, evaluado en los tres modelos establecidos. ................................. 96
Figura 4.63 Costos asociados al consumo de lea del sector Barrio Las Tranqueras al ao, evaluados en los tres modelos establecidos. ..................... 96
Figura 4.64 Recuento porcentaje aislacin trmica en techumbres de viviendasanalizadas sector Nuestra Seora del Carmen. ............................................... 97
Figura 4.65 Demanda energtica en kWh al ao por vivienda, evaluada en lostres modelos establecidos. ............................................................................. 98
Figura 4.66 Demanda energtica en kWh al ao del sector Nuestra Sra. DelCarmen evaluada en los tres modelos establecidos. ........................................ 99
Figura 4.67 Emisin material particulado en kg., al ao por vivienda, evaluadaen los tres modelos establecidos. ................................................................. 100
Figura 4.68 Emisin material particulado en toneladas por vivienda al ao,evaluada en los tres modelos establecidos. ................................................... 101
Figura 4.69 Consumo de lea en metros estreos al ao por vivienda, evaluadoen los tres modelos establecidos. ................................................................. 102
Figura 4.70 Costos asociados al consumo de lea al ao por vivienda,evaluados en los tres modelos establecidos. ................................................. 103
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IXIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Figura 4.71 Consumo de lea en metros estreos al ao del sector NuestraSeora del Carmen, evaluado en los tres modelos establecidos. ................... 104
Figura 4.72 Costos asociados al consumo de lea anual del sector NuestraSeora del Carmen, evaluados en los tres modelos establecidos. .................. 104
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XIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
RESUMEN
El cuidado del medio ambiente y la eficiencia energtica en Chile, han
adquirido gran importancia en los ltimos aos. Como resultado de esto, se ha
implementado en Chile una reglamentacin trmica dictada en el artculo
4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, que permite
reducir el gasto energtico que demanda una vivienda. En cuanto al cuidado
del medio ambiente, en la regin de la Araucana el ao 2010, el Gran Temuco
(Temuco y Padre Las Casas), fue declarado como Zona Saturada, por lo que se
implement ese mismo ao un Plan de Descontaminacin Ambiental, que como
objetivo principal tiene disminuir las concentraciones de material particulado
MP10 emitidas al medio ambiente.
El trabajo realizado se enmarca dentro de un proyecto de la Asociacin de
Usuarios y Consumidores del Sur que busca analizar los impactos ambientales
asociados a la calidad de la envolvente trmica de techumbre en ochenta
viviendas de no ms de cinco aos desde la recepcin definitiva de obra, del
Gran Temuco, basndose en la Ordenanza General de Urbanismo y
Construcciones, para informar a los propietarios de stas viviendas del estado
en el que se encuentran. Adems de proporcionarles informacin respecto a laemisin de material particulado que generan sus viviendas, que finalmente
contribuyen a la contaminacin ambiental del Gran Temuco.
Para llevar a cabo este estudio se definieron ocho proyectos los cuales son
Villa Aln, Los Castaos, Villa Hermosa, Parque Costanera, Las Tranqueras,
Creadores del Carmen, Nuestra Seora del Carmen y Villa Recabarren.
En cada proyecto se realizaron termografas para cuantificar la continuidad
de la aislacin trmica en techumbre, con estos resultados se modelaron las
viviendas en el software Design Builder obteniendo las demandas energticas
en tres escenarios distintos: Modelo ideal (cumpliendo reglamentacin), Modelo
promedio (De las diez viviendas evaluadas por barrio) y Modelo del peor caso
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XIIMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
evaluado. Con cada resultado obtenido se ingres a una planilla la cual
cuantific el consumo de lea por cada modelo de vivienda de cada barrio, el
costo asociado a este consumo y la emisin de material particulado.
Los resultados obtenidos en cuanto a la carencia de aislacin trmica, esque en las ochenta viviendas analizadas se encontraron falencias en la
colocacin del material aislante en techumbre, llegando a un 12% de aislacin
faltante en promedio por barrio y en casos particulares la aislacin faltante
alcanza un 25%.
Esto afecta al consumo necesario que requiere el propietario de una
vivienda, como el caso de Nuestra Seora del Carmen donde ocurren las
diferencias ms significativas en cuanto a consumo de lea y emisin de
material particulado alcanzando, en el peor caso un 13,78% ms de consumo y
emisin de MP10 respecto al modelo ideal, mientras que el caso promedio
supera en un 10,10% al caso ideal.
Como consecuencia de este consumo de lea, puede generar mayor emisin
de material particulado MP10 a la atmsfera (Afectando directamente a la salud
humana), que en el peor de los casos alcanza los 61 kg/ao en Villa
Recabarren, cifra que si se analiza a nivel macro considerando la totalidad de
viviendas del barrio alcanza las 6 ton/ao.
Todos estos impactos ya sea de forma directa o indirecta se pueden prevenir
desde que se inicia una obra, ya que es importante que exista una mayor y
mejor fiscalizacin que controle el proceso completo de una vivienda.
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CAPTULO 1INTRODUCCIN
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CAPITULO 1. INTRODUCCIN
1IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
1 INTRODUCCIN
1.1 Descripcin del problema
Exposicin general del problema
En la construccin de viviendas es fundamental desarrollar sistemas que
entreguen y garanticen una buena calidad de vida y confort, y al mismo
tiempo una utilizacin ptima de los recursos que disminuyan el consumo de
stos. En Chile el consumo energtico en el sector edificacin es de un 27%,
dentro del mismo, el sector residencial es el principal consumidor de energa
con un 79% de consumo, a diferencia del sector pblico y comercial que tienenun consumo de 4% y 17% respectivamente (BNE 2010).
Por su parte, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo, con el objetivo de
mejorar la calidad de vida de la poblacin, a travs de elevar la calidad y el
estndar de la vivienda, ha incorporado en los ltimos aos modificaciones a la
Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones mediante las cuales se han
establecido requisitos de acondicionamiento trmico a las viviendas,
determinando exigencias para los complejos de techumbre en una primera
etapa.
Desde el punto de vista energtico, el comprador de una vivienda no
posee informacin relevante de las viviendas ofrecidas en el mercado, an ms,
no tiene las herramientas para verificar que los requisitos mnimos de aislacin
trmica sean cumplidos, ya que a diferencia de otros aspectos la aislacin
trmica, por lo general, no se encuentra expuesta por lo cual no es verificable
mediante simple observacin. Este problema fue observado gracias a un
hallazgo en el estudio de Estimacin de la demanda energtica de viviendas en
Temuco (Crdenas, et al., 2010) donde se estudi una muestra aleatoria de
viviendas entre las cuales se evidencio mediante tcnicas termogrficas,
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CAPITULO 1. INTRODUCCIN
2IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
viviendas recin adquiridas con hasta un 50% de aislacin faltante. Estos
hallazgos observados en dos de tres viviendas estudiadas de un mismo loteo,
hace pensar que es de vital importancia verificar que sean casos puntuales, ya
que si esto sucede de forma habitual en una poblacin de aproximadamente
8.200 viviendas construidas en Temuco, desde la aplicacin de esta normativa,los impactos econmicos y ambientales tanto para el consumidor como para la
poblacin, seran muy graves.
El uso de lea en el sector residencial trae como consecuencia, altas
concentraciones de emisin de MP10 debido a la quema residencial de lea
para fines de calefaccin y cocina, que representan riesgos para la salud de la
poblacin principalmente en el perodo de otoo-invierno. Por esta razn las
autoridades, especficamente la Comisin Nacional del Medioambiente de la
Regin de la Araucana, han reaccionado ante esta situacin, desarrollando
una serie de estudios que permitan generar antecedentes necesarios para
determinar una estrategia ptima para disminuir la emisin de MP10.
(CONAMA, 2004)
Nivel actual del tema
En Chile actualmente rige la reglamentacin trmica que exige construir
con los estndares mnimos de aislacin trmica en toda la envolvente. Desde
marzo de 2001 y enero de 2007, todas las edificaciones con destino
habitacional tienen que cumplir con la primera y segunda etapa de
reglamentacin trmica, que exige que materiales y sistemas constructivos
relacionados con techumbre, muros, pisos y ventanas, sean requisitos
especiales de comportamiento trmico segn la zona en que se emplace laconstruccin, esto segn el artculo 4.1.10 de la Ordenanza General de
Urbanismo y Construcciones. Esto quiere decir que las viviendas construidas
desde hace diez aos deben cumplir con un 100% de aislacin en la techumbre
segn zona trmica.
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CAPITULO 1. INTRODUCCIN
3IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Segn un estudio realizado, a techumbres de viviendas, el primer
semestre del 2012 (Barrientos, 2012), se observ falencias en la colocacin de
aislacin por parte de las constructoras en la ciudad de Temuco y Padre Las
Casas. Todos los sectores analizados presentaron puentes trmicos, esto debidoa la mala colocacin en el proceso de instalacin, ya que no se est cumpliendo
con la norma. Casi el 60% de la energa utilizada para la climatizacin de los
ambientes se pierde a travs de los envolventes del edificio, al no contar con
techumbres y muros que puedan mantener el calor en los espacios.
Desde el ao 2010 en Temuco y Padre Las Casas se ha estado
implementando el Plan de Descontaminacin Ambiental, que busca reducir la
emisin de material particulado en un plazo de diez aos, esperando como
resultado la disminucin de las mximas concentraciones en horarios entre las
18:00 y 24:00 hrs., en periodo de otoo e invierno de cada ao y la disminucin
de las concentraciones promedio anual. (DTO 78, 2010).
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CAPITULO 1. INTRODUCCIN
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
1.2 Objetivo general y especficos
Objetivo General
Analizar los impactos ambientales locales asociados a la calidad de laenvolvente trmica de techumbre en una muestra de viviendas del Gran
Temuco en un tiempo de cuatro meses.
Objetivos Especficos
Verificar el cumplimiento de los parmetros mnimos exigidos por la
normativa actual, a travs de la medicin termogrfica en las techumbres
de las viviendas y del grado de satisfaccin trmica del usuario.
Cuantificar la demanda energtica por cada tipo de vivienda para
observar las eventuales variaciones e implicancias en el consumo
energtico, consumo de lea, gasto familiar e impactos ambientales.
Cuantificar impactos ambientales (Emisin MP10), asociados a la
carencia de aislacin trmica en las techumbres de las viviendas
sometidas a medicin termogrfica.
Desarrollar un Sistema de informacin basado en el estudio orientado a
capacitar a los consumidores con informacin acerca de los principales
aspectos energticos a considerar para adquirir una vivienda.
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CAPTULO 2CONTEXTO
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
2 CONTEXTO
2.1 Descripcin del Gran Temuco
Ubicado en la regin de la Araucana Chile, el Gran Temuco se compone
de dos comunas: Temuco y Padre Las Casas. Abarca ms de 23 km de Norte a
Sur y cerca de 14 km de Este a Oeste. La comuna de Temuco limita al Norte
con las comunas de Lautaro y Galvarino, al sur-este con Padre Las Casas,
separadas ambas comunas por el ro Cautn, al este con Lautaro y Vilcn, y al
Oeste con Nueva Imperial. Por su parte la comuna de Padre Las Casas limita al
sur con la comuna de Freire, al Este con la de Vilcn y al Oeste con la de NuevaImperial.
En cuanto a las caractersticas demogrficas la comuna de Temuco posee
la mayor parte de su poblacin concentrada en el rea urbana alcanzando un
94,8% del total. Por otra parte la comuna de Padre Las Casas presenta una
distribucin ms uniforme de su poblacin, con un 57,3% de la poblacin
Urbana, tal como se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 2.1 Poblacin urbana y rural de las comunas de Temuco y Padre LasCasas.
ZonaTemuco Padre Las Casas
N Hab. %
N
Viviendas %
N
Hab. %
N
Viviendas %Urbana 232.528 94,8% 63.527 94,7% 33.697 57,3% 9.344 59,8%Rural 12.819 5,2% 3.589 5,3% 25.098 42,7% 6.281 40,2% Total 245.347 100% 67.116 100% 58.795 100% 15.625 100%
Fuente: INE (2002)
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CAPITULO 2. CONTEXTO
7IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Ambas comunas presentan un gran incremento demogrfico intercensal,
del orden de un 25% (INE, 2002). Esto se debe fundamentalmente al alto grado
de atraccin que ejerce la ciudad de Temuco. Producto de este aumento
poblacional, se tiene el desarrollo de nuevas reas urbanas y la consiguiente
necesidad de consumir recursos energticos con la finalidad de calefaccinresidencial, que en Temuco y Padre Las Casas es preferentemente el
combustible lea.
En cuanto al clima, Temuco se caracteriza por un tipo de clima templado
lluvioso con influencia mediterrnea presentando temperaturas promedio
cercanas a los 12 C y precipitaciones de ms de 1.000 mm al ao. Durante el
invierno, sucesivas perturbaciones frontales dejan caer gran parte de las
precipitaciones registradas en esta zona. En verano, se registran
precipitaciones superiores a los 50 mm, por lo que no se puede hablar de
estaciones secas.
Durante el ao, se presentan marcadas diferencias de temperatura
mostrando una oscilacin anual de unos 9 C entre Enero y Julio, para los
valores medios. Por otra parte, las extremas absolutas pueden variar entre los -
5C (Junio) y 37C (Febrero). Precisamente son estas las temperaturas extremas
en los meses invernales las que hacen particularmente intensivo el uso de
calefaccin residencial en la ciudad.
La humedad relativa del aire tambin presenta una marcada variacin
anual. En trminos de valores medios mensuales, todos los meses del ao
presentan una alta humedad (mayor al 50%). Sin embargo, los registros de
humedad relativa mnimas medias mensuales alcanzan valores tan bajos como35%, con valores absolutos del 15%. (DTO 78, 2010).
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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2.2 Contaminacin atmosfrica en el Gran Temuco por el uso de lea paracalefaccin.
La lea posee un fuerte arraigo social y cultural en Chile que se explica
por su bajo costo y alto poder calorfico. Dentro de la matriz energtica nacionalalcanza el 59% de consumo residencial. La lea se utiliza principalmente para
calefaccin en gran parte del pas, destacando las regiones IV y XII. Las
regiones VI, VIII, IX, XIV y X concentran el 85% del consumo residencial de lea
en Chile. Desde la IX Regin al Sur, ms del 80% de las residencias urbanas y
el 100% de los rurales consumen lea. (Gmez y Lobo, 2010).
La lea para calefaccin y cocina es relevante a nivel residencial en las
regiones centro-sur del pas. Este recurso energtico, si bien es
econmicamente conveniente, tiene un lado negativo por las emisiones
atmosfricas resultantes de su combustin y que literalmente estn ahogando a
la poblacin de algunas ciudades del sur de Chile.
En Chile, la contaminacin atmosfrica por el uso de lea se concentra
bsicamente en las ciudades de las zonas centro y sur. El parmetro medible es
el material particulado respirable MP10 que sobrepasa ampliamente la norma
Nacional de MP10 varias veces por ao.
El origen de las emisiones de material particulado respirable se estableci
a travs de un inventario de emisiones, que se realiz el ao 2000 y
posteriormente, en el ao 2004, fue mejorado y actualizado parcialmente, como
muestra la siguiente tabla:
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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Tabla 2.2 Participacin de las Emisiones de MP10 en Temuco y Padre LasCasas, Inventario de emisiones 2009, CONAMA.
Tipo de fuentes Emisin MP10 (%)
Edificios e industrias 2,89%Residenciales (combustin de lea) 94,06%
Quemas agrcolas e incendios forestales 2,17%Mviles 0,88% Total 100%
En la Tabla 2.2 se observa que las fuentes residenciales, que
corresponden a combustin residencial de lea, aportan al ao 2004, un 87,2%
de las emisiones totales, lo que implica que son las principales responsables de
la contaminacin por MP10 en las comunas de Temuco y Padre Las Casas.
(DTO 78, 2010).
2.3 Plan de descontaminacin ambiental
El plan de descontaminacin ambiental es el instrumento de gestinambiental enmarcado dentro de la Ley 19.300 (1994) y detallado en su
reglamento tcnico establecido en el D.S 94(95), que tiene por finalidad
recuperar los niveles de calidad ambiental sealados en las normas primarias
y/o secundarias de calidad ambiental de una zona saturada. Dado que la
declaracin de Zona Saturada de Temuco y Padre Las Casas se fundamenta en
la superacin de los valores establecidos en la norma primaria diaria de MP10
establecida en el D.S. 59(98), la meta del plan dice relacin con disminuir las
concentraciones diarias de MP10 hasta valores que se encuentren por debajo
de los niveles considerados de saturacin, de tal forma de dar cumplimiento a
dicha normativa. (DTO 78, 2010)
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
2.4 La energa
En el mbito econmico y tecnolgico, la energa hace referencia a un
recurso natural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial
del mismo.
La primera distincin que se puede hacer en relacin a un determinado
tipo de energa, es la fuente de la cual proviene. Se distinguen dos fuentes:
Fuente Primaria , si es que el energtico proviene desde un recurso natural, yque son ms conocidos como energticos primarios.
Fuente Secundaria , si es que el energtico proviene de la transformacin deotro energtico ya procesado, y que son ms conocidos como energticos
secundarios.
Se denomina energa primaria a los recursos naturales disponibles en
forma directa (como la energa hidrulica, biomasa, lea, elica y solar) o
indirecta (despus de atravesar por un proceso minero, como por ejemplo la
extraccin de petrleo crudo, gas natural, carbn mineral, etc.) para su uso
energtico, sin necesidad de someterlos a un proceso de transformacin.
Se denomina energa secundaria a los productos resultantes de lastransformaciones o elaboracin de recursos energticos naturales (primarios) o
en determinados casos a partir de otra fuente energtica ya elaborada (por ej
Alquitrn). El nico origen posible de toda energa secundaria es un centro de
transformacin y, el nico destino posible un centro de consumo. (CNE, 2012)
2.5 El efecto de las condiciones ambientales
Las necesidades de calefaccin de un edificio dependen, en primer lugar,
de las condiciones ambientales exteriores e interiores, que aumentan
lgicamente a medida que disminuye la temperatura exterior. Las prdidas de
calor se producen por transmisin a travs de los cerramientos y por
ventilacin, y aumentan con la diferencia entre las temperaturas exterior e
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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interior. Cuanto mayor sea la temperatura interior que se alcance en las
viviendas mayor ser tambin el consumo de calefaccin. (IDAE, 2008)
2.6 Aislacin trmica en una vivienda
Se define como la capacidad de oposicin al paso de calor de un material o
conjunto de materiales, y que en construccin se refiere esencialmente al
intercambio de energa calrica entre el ambiente interior y exterior. (Artculo
4.1.10, O.G.U.C, 2007)
Las prdidas por transmisin a travs de los cerramientos dependen del
tamao de las viviendas, a mayor tamao mayores necesidades de calefaccin,
y del aislamiento trmico de los cerramientos, teniendo menores necesidades decalefaccin cuanto ms aislamiento trmico disponga la vivienda. La
reglamentacin actual exige que los edificios tengan un mayor nivel de
aislamiento trmico cuanto ms fra sea la zona climtica de ubicacin del
edificio. La mejor forma de reducir los consumos de calefaccin, por lo tanto, es
aislar adecuadamente las viviendas. (IDAE, 2008)
2.7 Aislacin trmica y medio ambiente
Mejorar el aislamiento trmico de las viviendas puede ser una de las
mejores soluciones para reducir la emisin de contaminantes a la atmsfera. El
requerimiento de energa, para mantener una agradable temperatura interior de
una vivienda bien aislada, es la mitad del necesario en una vivienda con poco o
nulo aislamiento trmico, y que esto se aplica tanto a las necesidades de
calefaccin en invierno como a las de refrigeracin en verano.
El consumo de energa para climatizacin (calefaccin + aire
acondicionado), viene a suponer aproximadamente entre un tercio y la mitad
del total de consumo de energa en los hogares. Las previsiones apuntan a un
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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crecimiento continuo del consumo global de energa para este uso: la mejora de
los aislamientos podra invertir esta tendencia.
Las ciudades del centro y sur del pas presentan altos niveles de
concentracin de MP10 en el perodo de meses fros debido al uso intensivo delea en viviendas carentes de aislacin trmica. (Ulloa et al, 2010)
2.8 Comportamiento trmico de un edificio
Un edificio interacta constantemente con su entorno desde el punto de
vista energtico. Intercambia calor, lo cede o lo acumula, segn las condiciones
exteriores. Su forma, volumen, orientacin, situacin geogrfica, distribucin
de espacios, materiales constitutivos utilizados, color de la fachada, tamao delas aberturas, tipo de aislamiento aplicado, etc., son caractersticas que
influyen sobre su comportamiento trmico y las condiciones de confort
naturales que ofrece a sus usuarios, por lo que estos aspectos han de ser
contemplados desde el proyecto y, sobre todo, adaptados a cada zona climtica.
Es la base de lo que se conoce como arquitectura bioclimtica o sostenible.
Dos edificios proyectados y construidos exactamente igual no secomportan de la misma forma, energticamente hablando, si uno est situado
en una regin de clima mediterrneo y el otro en una de clima continental o
atlntico, por ejemplo. La adaptacin del edificio a cada zona tiene, por lo tanto,
un efecto directo sobre la demanda de calefaccin y, como consecuencia, sobre
el consumo final de energa y el volumen de emisiones asociado, por lo que el
diseo y funcionamiento de las instalaciones de servicios han de ser coherentes
con este enfoque constructivo. La implicacin de las personas, sumada a la
introduccin de mejoras tecnolgicas, son factores fundamentales en la
estrategia de reduccin del consumo de energa. (IDAE, 2008).
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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2.9 Reglamentacin trmica, Artculo 4.1.10 de la Ordenanza General deUrbanismo y Construcciones.
Actualmente, el cumplimiento de la Reglamentacin Trmica, juega un
papel importante en las viviendas, ya que permite reducir la demandaenergtica de forma considerable, adems de evitar el exceso de emisin de
material particulado. Esta Norma se puede considerar una herramienta, ya que
al momento de ser aplicada de manera ptima se puede establecer como una
base slida en cuanto a trminos tcnicos, econmicos y sociales.
El programa de Reglamentacin Trmica a sido determinada por el
Ministerio de Vivienda y Urbanismo, la cual fue gestionada y dirigida por el
Instituto de la Construccin, a que cont para su elaboracin con la
participacin de varios actores relacionados con el tema, contando con
profesionales, industriales, acadmicos y gremiales.
En cuanto a lo que dicta la Norma, las viviendas deben cumplir con
variadas exigencias de acondicionamiento trmico, ya sean en complejos de
techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados.
La norma vara entre una zona y otra, las cuales tambin presentan
reglas, dependiendo de la sectorizacin dictada por el MINVU. (Barrientos,
2012)
A continuacin en la Figura 2.1, el mapa actual de la Regin de la
Araucana, segn la Reglamentacin Trmica, donde la Zona vara entre 4 y 6.
Siendo Temuco y Padre Las Casas, consideradas como zona 5.
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Figura 2.1 Regin de la Araucana, zonas segn Reglamentacin Trmica.
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2.10 Proyecto del Estudio del uso, percepcin del usuario y calidadenergtico trmica en una muestra de las viviendas en el granTemuco.
La Asociacin de Consumidores y Usuarios del Sur (CDS), ha desarrolladoeste proyecto, financiado por SERNAC a travs de sus fondos concursables,
con el fin de verificar que la calidad trmica de una vivienda tiene tres grandes
impactos para una gran parte de las ciudades del sur de Chile; las cuales son:
- Mejora la calidad de vida de los usuarios a travs de aumentar el confort
trmico.
- Disminuye el consumo energtico, impactando directamente el gasto
familiar.
- Disminuye los impactos ambientales asociados a la combustin para
calefaccin.
De esta forma, esta asociacin con el fin de cumplir estos objetivos solicit
al departamento de obras civiles, desarrollar todo el trabajo tcnico que implica
este proyecto.
Este proyecto permitir resolver parte del problema de contaminacin en
Temuco y Padre las Casas, educando tanto a usuarios como a empresas
constructoras, mediante estudios termogrficos y anlisis de comportamiento
energtico de las viviendas.
2.11 Software Design Builder
Design Builder es un software que permite el diseo de edificios
energticamente eficientes y sostenibles. Este programa se desarrolla como un
entorno de modelizacin de edificios amigable, intuitivo y visual sobre el que se
integran diferentes mdulos para el clculo energtico y ambiental de los
edificios. Permite obtener informacin precisa del comportamiento trmico del
edificio y su renderizado en imagen y video en cualquier etapa del proceso de
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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diseo, agilizando el diseo y el proceso de evaluacin proporcionando
informacin cuando es ms necesaria.
Design builder dispone de un sistema de modelado que permite
desarrollar el modelo del edificio en base a posicionar, escalar y cortarbloques en el espacio 3D y permite la generacin de cualquier tipo de
geometra en el modelo.
Las plantillas de datos permiten cargar cerramientos habituales, usos,
sistemas de climatizacin e iluminacin, donde es posible incorporar plantillas
propias para facilitar su reutilizacin en nuevos proyectos. Esto permite realizar
modificaciones globales a nivel de edificio, bloque o zona, lo que permite
controlar el nivel de detalle en cada modelo de edificio, permitiendo el uso de la
herramienta en cualquier fase del diseo o del proceso de evaluacin.
(ENERGYARQ, 2012)
2.12 Caractersticas, simulacin y diseo
Clculo de las cargas de calefaccin y refrigeracin mediante el mtodo deBalance Trmico aprobado por ASHRAE e implementado en Energyplus, que
incluye datos climticos de diseo.
Simulacin para verificar el comportamiento y verificacin de los efectos de
alternativas de diseo del edificio bajo condiciones de funcionamiento reales en
base a informacin climtica horaria y en funcin de parmetros de diseo
como el consumo energtico anual, niveles de confort o emisiones de CO2.
Un extenso rango de resultados que pueden visualizarse en base anual,
mensual, diaria, horaria o sub horaria, como: Consumo energtico y su
distribucin en funcin del combustible y uso final; Temperatura interna del
aire, radiante y operativa as como grado de humedad; Evaluacin del confort;
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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Datos climticos del lugar; Transmisin de calor a travs de la envolvente;
Cargas de calefaccin y refrigeracin; y Generacin de CO2.
Los resultados del comportamiento energtico se muestran sin tener que
importar los datos o utilizar otras aplicaciones; y todos los clculos necesariospara lanzar la simulacin se ejecutan de forma automtica.
El modelo Compact HVAC de Energyplus simplifica el modelado avanzado
de sistemas de calefaccin y refrigeracin como: VAV; Volumen constante;
Unidades partidas; Fan coils; Recuperadores de calor; Roof-top compactos,
autnomo de expansin directa; Radiadores de agua caliente; Radiadores
elctrico o de gas; o ACS. Todos los sistemas de aire pueden tener recirculacin
con control del aire exterior, free-cooling y modelado de ventiladores y bombas.
La ventilacin natural puede modelar que las ventanas se abran en
funcin de una consigna de temperatura de ventilacin, permitiendo la
modulacin de la apertura en funcin de la temperatura exterior.
Los sistemas de acristalamiento incluyendo marcos, parteluces, y
retranqueos se modelan al detalle. Adems es posible incluir vidrio
electrocrmico o aislamiento transparente, as como cmaras acristaladas como
fachadas de doble piel y muros Trombe.
Iluminacin natural modelado de los sistemas de control lumnico
utilizando uno o dos sensores por zona y calculando el ahorro en iluminacin
artificial. Seleccin entre regulacin escalonada o continua.
Consideracin de la gradiente vertical de temperatura en zonas altas como
atrios y en sistemas de ventilacin por desplazamiento.
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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Generacin de ficheros IDF para trabajar externamente e incluir
capacidades adicionales no incluidas en Design Builder.
Seleccin de un abanico de motores de simulacin de Energyplus,
incluyendo la versin actual del DOE, la DLL actual y cualquier versinintermedia publicada por el DOE. Es posible acceder incluso a versiones de
EnergyPlus compiladas por el propio usuario. (Mndez y Uribe, 2012)
2.13 Termografas
Los estudios termogrficos estn basados segn la Norma ASTM 1060
Standard Practice for Thermographic Inspection of Insulation Installations inEnvelope Cavities of Frame Buildings (Prctica estndar para la inspeccin
termogrfica de las instalaciones de aislamiento en cavidades estructurales en
edificios, 2003).
La norma hace referencia sobre el uso adecuado de sistemas infrarrojos
de imgenes para la realizacin de las inspecciones trmicas en la construccin
ya sean en muros, cielos rasos, techos y pisos, enmarcado en madera o
metlico, que puede contener aislacin trmica en los espacios entre elementos
estructurales.
Las mediciones permiten la deteccin de cavidades donde la aislacin
trmica puede ser insuficiente o inexistente, y permite la identificacin de reas
con material trmico aparentemente adecuado.
Las mediciones son realizadas por termografa infrarroja, la cual se define
en la Norma ASTM 1060 del ao 2003, como el proceso de generacin imgenes
trmicas que representan las variaciones de temperatura sobre las superficies
de los objetos.
Aunque los sistemas, que permiten capturar imgenes infrarrojas, tienen el
potencial para determinar factores que influyen en el rendimiento trmico de
una pared, cielo raso, piso o techo, el nfasis de la prctica se encuentra en
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CAPITULO 2. CONTEXTO
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determinar si la aislacin trmica es insuficiente o su instalacin no es la
adecuada.
La forma de realizar anlisis trmicos en las viviendas de cada sector,
consideran diferentes factores importantes al momento de realizar la fotografa,
para captar imgenes adecuadas y realizar informes que representen de formaclara y real lo que sucede en casa seccin de la vivienda.
Los factores a considerar son los siguientes:
1. Considerar el tipo de construccin, realizando un anlisis previo mediante
inspeccin visual y/o revisar planos de construccin, lo que permite determinar
puentes trmicos con mayor claridad.
2. Diferencias en los materiales de superficie, por ejemplo, acabados metlicos,
manchas, humedad, etc.
3. Evitar medir sobre fuentes de calor o cerca de elementos que generen
temperaturas ajenas a la construccin, tales como lmparas.
4. Ajustar rangos de temperaturas que permitan observar o distinguir un
elemento estructural del rea enfocada.
5. Realizar fotografas desde varios ngulos con el fin de capturar una buena
imagen trmica.
6. Registrar fecha, hora, ubicacin, barrio, direccin de la vivienda, nmero de
muestra y seccin de la casa donde se realizan las fotografas, con el fin de
tener un respaldo adecuado al momento de realizar informe.
Una vez realizada la inspeccin provisoria a las viviendas, se procede a
efectuar la toma de fotografas, las cuales deben respaldar la cantidad de
aislacin trmica que contenga cada vivienda en la techumbre. Los puentes
trmicos, en das con altas temperaturas pueden ser visibles con mayorclaridad, distinguiendo fcilmente la ausencia o no de aislacin trmica.
Se debe obtener el 100% de la superficie, que considera material trmico en la
techumbre, con respaldos de fotografas trmicas.
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Para el anlisis de puentes trmicos, adems, se utiliz el programa
Smart View 3.1.89.0, el cual permite analizar cada registro termogrfico, que
presenta la temperatura en cualquier punto sobre la imagen. En este trabajo se
utiliza en forma complementaria con el fin de clarificar puentes trmicos que no
sean fciles de visualizar, la Figura 2.2 muestra la cmara utilizada:
Figura 2.2 Cmara Termogrfica Fluke, Software Smart View.
Como definicin se consideran puentes trmicos las zonas de la
envolvente del edificio en las que se evidencia una variacin de la uniformidad
de la construccin, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de losmateriales empleados, por penetracin de elementos constructivos con diferente
conductividad, etc., lo que conlleva necesariamente una minoracin de la
resistencia trmica respecto al resto de los cerramientos. Los puentes trmicos
son partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de
produccin de condensaciones superficiales, en la situacin de invierno o
pocas fras. En el desarrollo de este trabajo se hablar de puentes trmicos,
generados en la techumbre, solamente debidos a ausencia de aislacin lascuales provocan un incumplimiento con respecto a la normativa trmica.
(Barrientos, 2012)
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2.14 Blower Door Test
Diagnostico diseado para medir la estanqueidad de los edificios o zonas
de stos. La prueba consiste bsicamente en un ventilador calibrado para
medir un caudal de aire, que se instala en la puerta de un edificio o vivienda enconjunto con un panel que se ajusta a dicho ventilador que genera un flujo de
aire y diferencia de presin entre el interior y exterior. El flujo de aire se puede
dirigir hacia el exterior del edificio (despresurizacin), o bien 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 que el aire pase
a travs de los orificios o aberturas no controladas, como lo muestra la Figura
2.3. (Forcael y Garrido, 2010):
Figura 2.3 Ensayo Blower Door Test
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CAPTULO 3METODOLOGA
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CAPITULO 3. METODOLOGA
23 IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
3 METODOLOGA
3.1 Introduccin.
Las viviendas analizadas se definieron de manera que no tuvieran ms de
5 aos desde que la obra haya sido entregada y recepcionada por la
municipalidad, a fin de que, en caso de existir falencias en la aislacin, los
habitantes de las viviendas puedan cobrar la garanta correspondiente.
En total fueron ochenta casas sometidas a medicin termogrfica,
elegidas al azar (ocho proyectos, diez casas por proyecto), de las cuales slo dos
por proyecto fueron evaluadas energticamente, con el fin de cuantificar la
demanda energtica. Por otra parte se realiz un anlisis ambiental que
pudiera aportar informacin acerca de la emisin de material particulado que
genera y emite cada vivienda.
Para lograr la estimacin de la demanda se utiliz el software Design
Builder, que permite mediante variados parmetros (Materialidad, iluminacin,
Calefaccin), calcular la energa necesaria que requiere una vivienda paracalefaccin durante un ao.
3.2 Sectores analizados.
Los barrios analizados fueron seleccionados por la Asociacin de
Usuarios y Consumidores del Sur, quienes estn encargados de este proyecto.
Las viviendas, elegidas al azar por quien sali a terreno, deban estar todas
habitadas, debido a que la medicin termogrfica se realiz slo con la vivienda
calefaccionada, ya que por ser invierno la temperatura dentro de la casa deba
ser alta, con el fin de que el delta de temperatura captada por la cmara fuera
notorio y de esta forma realizar un buen anlisis.
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CAPITULO 3. METODOLOGA
24 IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Las viviendas seleccionadas fueron de diversos sectores de Temuco y
Padre Las Casas, de diversas constructoras y estratos sociales-econmicos.
Del total de proyectos, tres de stos corresponden a viviendas sociales
que no superan las 700 UF, el resto son viviendas que llegan a las 2.195 UF lasms grandes.
Para poder ingresar a las viviendas fue necesario salir a cada uno de los
barrios o villas, y buscar a personas que pertenecieran a la junta de vecinos, de
esta forma se les informaba del proyecto y estas personas buscaban las diez
viviendas que se deban analizar, los requisitos para poder realizar la medicin
termogrfica eran que la vivienda estuviera calefaccionada (Las viviendas semidieron despus de las 18:00 Hrs) y en lo posible no tener ningn tipo de
modificacin en la techumbre, para que fuera efectivo el cobro de la garanta en
caso de ser necesario.
Los Sectores a analizar son los siguientes:
1. Proyecto : Villa Hermosa Padre Las Casas
Superficie total : 36,2 m 2
Constructora : Jomar.
N viviendas sector : 93
N viviendas a analizar : 10
2. Proyecto : Barrio Los Castaos Labranza
Superficie total : 51,46 m 2
Constructora : Conavicoop
N viviendas sector : 750
N viviendas a analizar : 10
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
3. Proyecto : Parque Costanera
Superficie total : 54,6 m 2 y 56,98 m 2
Constructora : Martabid
N viviendas sector : 278
N viviendas a analizar : 10
4. Proyecto : Villa Aln labranza
Superficie total : 37,13 m 2
Constructora : Martabid
N viviendas sector : 280
N viviendas a analizar : 10
5. Proyecto : Villa Recabarren
Superficie total : 92 m 2 y 113 m 2
Constructora : Nualart
N viviendas sector : 98
N viviendas a analizar : 10
6. Proyecto : Creadores del Carmen, Fundo el Carmen
Superficie total : 84 m 2 y 99 m 2
Constructora : Aconcagua
N viviendas sector : 220
N viviendas a analizar : 10
7. Proyecto : Barrio Las Tranqueras
Superficie total : 58,77 m 2
Constructora : Conavicoop
N viviendas sector : 261
N viviendas a analizar : 10
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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8. Proyecto : Nuestra Seora del Carmen.
Superficie total : 45,45 m 2
Constructora : Martabid
N viviendas sector : 80
N viviendas a analizar : 10
3.3 Recopilacin de informacin
La mayora de la informacin necesaria para los anlisis fue entregada
por los mismos habitantes de las viviendas, ya que con las constructoras habr
comunicacin al momento de tener los informes hechos y slo en caso de existir
falencias en la aislacin trmica. Los planos de las viviendas que se necesitaronpara modelar las viviendas se consiguieron en las respectivas municipalidades
de Temuco y Padre Las Casas.
3.4 Encuesta de estudio del uso y percepcin trmica del usuario
La encuesta realizada en cada vivienda medida termogrficamente, se
gener con la idea de captar la sensacin trmica que tiene el usuario dentro
del inmueble y evaluar el grado de satisfaccin del usuario de la vivienda con
las condiciones ambientales de los recintos para concluir respecto de la calidad
de la vivienda a travs de encuestas diseadas. Tambin se hicieron preguntas
como tipo de calefaccin utilizada en la vivienda, y meses en que se
calefacciona.
3.5 Levantamiento termogrfico.
El levantamiento termogrfico se realiz durante el tiempo de invierno,
por lo que las mediciones se realizaron despus de las 17:30 Horas., se esper
que las viviendas medidas estuviesen calefaccionadas y as los deltas de
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
temperatura entre el exterior y el interior fueran los necesarios para medir la
falta de aislacin.
Al momento de tomar las termografas, se consider el 100% de la
techumbre.
3.6 Ensayo Blower Door Test
Este ensayo se realiz en dos de las 10 viviendas por cada proyecto, para
poder medir la cantidad de infiltraciones de la vivienda. Cuando se trataba de
un solo modelo por barrio, se midi dos viviendas iguales y cuando eran dos
modelos distintos por barrio se midi un modelo de cada uno. (ANEXO B)
3.7 Modelos en Design Builder para el clculo de demanda energtica
En los modelos de cada vivienda se ingresaron todas las caractersticas
de la vivienda tales como: Materialidad, iluminacin, ocupacin y sus
respectivos horarios.
Para poder modelar las viviendas de cada proyecto, es necesario
especificar ciertas condiciones que se deben mantener para todas igual, de
manera que se pueda hacer un anlisis en todos los barrios bajos los mismos
parmetros.
3.7.1 Horario de ocupacin
Se crea una plantilla general para todos los barrios donde se especifica el
horario de ocupacin, por espacio de la vivienda. El Horario de ocupacinqueda definido segn Tabla 3.1:
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Tabla 3.1 Horarios de ocupacin para modelos Design Builder
Espacio Vivienda Horario Ocupacin (Hrs)Desde Hasta
Dormitorio Matrimonial 23:00 7:30
Dormitorio 1 23:00 7:30
Dormitorio 2 y 3 23:00 8:30
Cocina
7:30 8:0012:30 13:0018:30 19:3021:00 21:30
Bao7:00 7:30
13:30 14:0021:00 22:00
Estar Comedor8:00 9:30
14:30 16:0020:00 21:30
Sala Estar 18:30 21:00
Es necesario crear una plantilla de ocupacin con el fin de que elprograma tome caractersticas reales de los proyectos modelados, tomando un
promedio general de ocupacin.
Se asignan actividades por cada habitacin de la vivienda para definir el
uso que se le da a sta, con el fin de que el resultado del modelo arroje una
demanda energtica real.
3.7.2 Horario de Calefaccin
Se crea una plantilla general de horario de calefaccin, sta se realiz en
base a las encuestas hechas a cada vivienda que fue termografiada. Ms del
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
90% de las viviendas tienen calefaccin desde el mes de Abril Hasta el mes de
Octubre aproximadamente, por lo tanto el horario de calefaccin queda definido
segn Tabla 3.2:
Tabla 3.2 Horarios de Calefaccin de modelos Design Builder.
Horario de Calefaccin (Hrs.)
Mes Desde HastaAbril Octubre
Lun-Vie 17:30 23:30
Sab-Dom 9:00 12:3018:00 23:30
Cabe destacar que ms del 90% de las viviendas testeadas, usan lea
para calefaccin, dato que tambin se ingresa al software y que fue recogido
en las encuestas realizadas.
3.7.3 Horario de Iluminacin
Otra plantilla que debe ser creada para modelar es la de iluminacin, sta
debe tener definidos los horarios en que las ampolletas de cada habitacin
permanecen encendidas y por cuanto tiempo, ya que no todas permanecen
encendidas todo el da ni el mismo tiempo, esta informacin es necesaria para
el clculo de demanda energtica ya que las ampolletas aportan calor a la
vivienda. De esta forma la plantilla de horarios de iluminacin queda definida
segn Tabla 3.3:
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Tabla 3.3 Horario Iluminacin para modelos Design Builder.
Espacio Vivienda Horario Iluminacin (Hrs.)Desde Hasta
Dormitorio Matrimonial 6:30 7:0022:30 23:45
Dormitorio 1 7:00 7:4522:30 23:45
Dormitorio 2 y 3 8:00 8:3023:00 23:30
Cocina 7:00 7:1519:00 20:30
Bao7:30 8:15
13:30 14:3021:00 22:00
Estar Comedor7:30 8:30
14:30 15:3019:30 21:00
Sala Estar 19:00 21:30
3.8 Otros datos a considerar para ingresar al software Design Builder
Adems de los horarios antes mencionados es necesario tener en cuenta y
definir otros factores necesarios para el clculo de la demanda energtica en el
software Design Builder, los cuales son:
Cantidad de personas por habitacin
Adems de los horarios antes mencionados, es necesario tener en cuenta y
definir la cantidad de personas por habitacin de una vivienda, tal cual lo
muestra la Tabla 3.4:
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Tabla 3.4 Cantidad de personas por habitacin en una vivienda
Habitacin Cantidad de personas (n)Dormitorio matrimonial 2
Dormitorio 1 1
Dormitorio 2 1
Dormitorio 3 1
Bao 1
Cocina 2
Estar comedor 4
Sala estar 3
Cabe mencionar que se consider una familia entre 4 a 5 personas por
vivienda, las cantidades que muestra la Tabla 3.4 se definen de acuerdo al
horario de ocupacin establecido anteriormente.
Ganancias por iluminacin en cada habitacin:
Otro dato que se debe tomar en cuenta, para ingresar al software, es el
tipo de ampolleta que se usa en cada habitacin y la cantidad de watts que
aporta por unidad de superficie. Para obtener las ganancias por luz de
ampolleta se realiza el siguiente clculo:
(3.1)De esta manera las ganancias de cada habitacin, tomando superficies
promedios entre los barrios analizados, se definen segn Tabla 3.5:
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Tabla 3.5 Ganancias por uso de ampolleta por habitacin en una vivienda
Habitacin Total ganancias (W/m 2)
Dormitorio matrimonial 1,78
Dormitorio 1 1,81
Dormitorio 2 1,88
Dormitorio 3 2
Bao 7,14
Cocina 5,8
Estar comedor 2,57
Sala estar 4,37
Densidad de ocupacin:
Se define la densidad de ocupacin por habitacin en una vivienda de
acuerdo a la cantidad de personas definida anteriormente y la superficie de la
habitacin. Esta queda definida de la forma que muestra la Tabla 3.6:
Tabla 3.6 Densidad de ocupacin por habitacin de una vivienda
Habitacin Densidad de ocupacin (Persona/m 2)Dormitorio matrimonial 0,21
Dormitorio 1 0,106
Dormitorio 2 0,111
Dormitorio 3 0,117
Bao 0,42
Cocina 0,341
Estar comedor 0,302
Sala estar 0,386
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Temperatura del suelo mensual
Para realizar un anlisis ms acorde a la realidad se ingres al software
Design Builder las temperaturas mensuales del suelo, que fueron medidas en
un ao, por el laboratorio de eficiencia energtica el ao 2011 mediante el
programa SLAB, del departamento de Obras Civiles de la UFRO. Las
temperaturas medidas son las que muestra la Tabla 3.7:
Tabla 3.7 Temperaturas mensuales del suelo ingresadas al software
Mes Temperatura (C)Enero 15,2
Febrero 15,4Marzo 14,5
Abril 12,7
Mayo 10,5
Junio 8,5
Julio 7,2
Agosto 7
Septiembre 7,5
Octubre 9,7
Noviembre 11,9
Diciembre 13,9
3.9 Clculo metros estreos de lea
Para realizar el clculo de metros estreos de lea por vivienda, se deben
tener ciertas consideraciones y factores en cuenta. En este estudio se utiliz
lea de eucaliptus.
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Para el clculo de metros estreos de lea se utiliz la frmula (3.2):
Me = (3.2)
Donde:
0,7 : porcentaje slido en un metro estreo de lea (UCT, 2012)
Vs : Cantidad de Volumen slido (m 3), (UCT, 2012)
En cuanto al valor de V s: se calcula a partir de la siguiente frmula:
Vs: = (3.3)
Donde:
Cls : Cantidad de lea slida (kg). (UCT, 2012)
Dlea : Densidad promedio de la lea (kg/m 3), (Burshel et al, 2003)
Por otra parte el valor de C ls se calcul a partir de la siguiente frmula:
Cls = (3.4)
Donde:
De : Demanda energtica anual de la vivienda (kWh/ao), (Design
Builder)
Pc ef : Poder calorfico efectivo de la lea (kWh/kg), (UCT, 2012)
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CAPITULO 3. METODOLOGA
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TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Para poder calcular el valor del poder calorfico efectivo se utiliz la
siguiente frmula:
Pc ef: (3.5)
Dnde:
4,41 : Poder calorfico lea seca (kWh/kg), (UCT, 2012)
0,65 : Factor de combustin de la lea, (UCT, 2012)
0,85 : Factor de transferencia de calor, (UCT, 2012)
3.10 Clculo Costo por con sumo de lea:
Para realizar el clculo de los costos asociados al consumo de lea anualpor vivienda de cada barrio, se utiliz la siguiente frmula:
C t = D e * C l (3.6)
Donde
De : Demanda energtica de la vivienda (kWh/ao), (Design Builder)Cl : Costo de la lea ($/kWh/ao), (UCT, 2012)
Por otra parte para poder calcular el valor del costo de la lea (C l), seutiliz la siguiente frmula:
( )
Donde:
$25.000 : Precio metro ruma lea, (UCT, 2012)
0,7 : porcentaje slido de lea en un metro ruma, (UCT, 2012)
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CAPITULO 3. METODOLOGA
36 IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
Dlea : Densidad promedio lea (kg/m 3), (Burshel et al, 2003)
Pc ef : Poder calorfico efectivo de la lea (2,43 kWh/kg), (Burshel
et al., 2003)
3.11 Clculo emisin MP10
Para realizar el clculo de material particulado al ao por vivienda se
utiliz la siguiente frmula:
Emp10 = 17,3 * C ls (3.8)
Donde:
17,3 : Factor de emisin de la lea de eucaliptus (g/kg). (UCT, 2012).
Cls : Cantidad de lea slida (kg), (UCT, 2012).
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CAPTULO 4ANLISIS Y RESULTADOS
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CAPITULO 4. ANLISIS Y RESULTADOS
38IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
4 ANLISIS Y RESULTADOS
4.1 Introduccin
Los anlisis realizados estn representados en una ficha general por
barrio, donde se muestra la demanda energtica, emisin de MP10 y costos que
asume un usuario de una vivienda. Los anlisis se hicieron en base a tres
modelos o tres escenarios distintos, los que luego fueron comparados. Los
escenarios son: un modelo ideal (cumpliendo con la normativa), un modelo
promedio entre las diez viviendas analizadas por barrio que se calcul en base a
los resultados de falta de aislacin descubiertos en terreno, y finalmente un
modelo del peor caso por barrio entre las diez viviendas analizadas. Losresultados de falta de aislacin estn especificados en otra ficha ms detallada
que muestra el porcentaje de aislacin faltante y porcentaje de puentes
trmicos por cada habitacin de cada vivienda estudiada por barrio.
4.2 Informes
4.2.1 Informe general por barrio
En este informe se describen las caractersticas principales del modelo de
vivienda estudiada por barrio. Se detalla informacin en cuanto a ubicacin, y
cantidad total de viviendas por sector. Por otra parte se entregan los resultados
de la vivienda mejor y peor evaluada en cuanto a falta de aislacin trmica con
su porcentaje correspondiente. Tambin se entregan los resultados de demanda
energtica por vivienda y por barrio, la emisin de material particulado por
vivienda y por barrio, el consumo de lea y costos asociados a este consumo
por vivienda y por barrio. Todos estos resultados se entregan para un perodo
de un ao. Adems se entrega un registro fotogrfico de la termografa ms
relevante de cada barrio. (ANEXO A)
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CAPITULO 4. ANLISIS Y RESULTADOS
39IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LA CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TRMICA DE
TECHUMBRE EN UNA MUESTRA DE VIVIENDAS DEL GRAN TEMUCO
4.2.2 Informe por vivienda:
Estos informes se realizan por cada vivienda analizada, por lo tanto en
total son ochenta informes, los que muestran los registros termogrficos
detallados de cada habitacin de la vivienda, indicando sus metros cuadrados ylos del cielo raso termografiado. Para este estudio slo se presentan dos
informes por barrio: del mejor y peor caso evaluado, los ocho informes
restantes por barrio quedan a disposicin de la Asociacin de Consumidores del
Sur para el fin que ellos estimen conveniente. Tambin se indican los metros
cuadrados de cada habitacin, indicando el porcentaje de aislacin existente de
cada habitacin, porcentaje de aislacin faltante y los puentes trmicos que se
producen. (ANEXO A)
4.3 Anlisis y resultados por barrio:
4.3.1 Villa Hermosa Padre Las Casas.
Cumplimiento con la reglamentacin trmica:
Esta villa de Padre Las Casas, consta de viviendas sociales de 40 m 2, que
de acuerdo a las fichas, el promedio de aislacin faltante de la mue
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