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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA
UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYAMASTER EN ARQUITECTURA, ENERGIA I MEDI AMBIENT
Tesina de Master
FACHADA VENTILADA LIGERA RESPECTO A FACHADA VENTILADA LIGERA RESPECTO A ACCIONES DEL VIENTO Y LOS DESEMPEÑOS ACCIONES DEL VIENTO Y LOS DESEMPEÑOS
TÉRMICO Y ACÚSTICOTÉRMICO Y ACÚSTICO
Alumno: Luiz Henrique VefagoTutor: Prof. Dr. Jaume Avellaneda Díaz-Grande
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Justificativa del trabajoJustificativa del trabajo
� Las fachadas tienen el poder de creación y representación de la identidad del edificio y de componer con el espacio urbano
� 40% del total de la humedad que entra en los edificios incide en las fachadas
Las fachadas pueden actuar como elementos acondicionadores � Las fachadas pueden actuar como elementos acondicionadores del edificio
� El tema de la acción de los vientos todavía está poco desarrollado
� Posibilidad de mejoría de los desempeños higrotérmico y acústico
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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Objetivo GeneralObjetivo General
� Analizar el comportamiento de la fachada ventilada respecto a las acciones del viento actuantes en este tipo respecto a las acciones del viento actuantes en este tipo de fachada, así como los desempeños térmico y acústico de una fachada ventilada ligera, tema todavía poco desarrollado por la bibliografía internacional.
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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Objetivos específicosObjetivos específicos
� Analizar la energía incorporada en la fabricación y el dióxido de carbón para la obtención de esta fachada;
� Analizar la resistencia térmica en la fachada ventilada ligera propuesta;
� Examinar la reducción sonora de este tipo de fachada;
� Evaluar la transferencia de vapor de agua;
� Examinar el comportamiento al viento de la fachada.
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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MétodoMétodo
� Evaluación
- de la energía incorporada y del CO2 por medio de valores disponibles
- desempeño térmico a través del método analítico establecido - desempeño térmico a través del método analítico establecido por el DB-HE (ahorro de energía) del Código técnico
- desempeño acústico, por medio del DB-HR (protección frente al ruido) del CTE y por el programa de ordenador Sound Insulation Prediction
- Comportamiento ante al viento a través de ensayos de presión estática y dinámica a ser realizados posteriormente
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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� Capítulo 1 - aborda las justificativas, objetivos y métodos desarrollados en el trabajo
� Capítulo 2 – son presentadas los análisis de energía incorporada y CO2
Estructura del trabajoEstructura del trabajo
� Capítulo 3 – presenta los datos de desempeño térmico y acústico para la fachada ventilada estudiada
� Capítulo 4 – aborda el comportamiento al viento de la fachada ventilada
� Capítulo 5 – consideraciones finales del trabajo
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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Composición de la fachadaComposición de la fachada
Interior
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
Exterior
Int Ext
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� Masa del prototipo que tiene (4X5,5)m- Cartón-yeso 31%- aluminio 8% Masa (kg)
Cartón-yeso
Perfiles horizontales aluminio
3%
Placa revestimiento externo
21%
Datos energéticos Datos energéticos -- masamasa
Distribución de la masa en el prototipo que será ensayado
Cartón-yeso31%
Perfiles aluminio cartón-yeso
2%
Lana de roca6%
fibrocemento34%
Poliestireno expandido
0%
Acero estructural0%
Perfiles verticales aluminio
3%
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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� (a) energía con metales de primera fusión – 72% aluminio� (b) energía con aluminio 100% reciclado - 50% aluminio
Energía (MJ)
Cartón-yeso4%
Placa revestimiento externo
12%
Perfiles aluminio cartón-yeso
18%
Energía (MJ)con metales reciclados
Perfiles aluminio cartón-yeso
Cartón-yeso7%Placa revestimiento
Datos energéticos Datos energéticos -- energíaenergía
Perfiles horizontales aluminio
28%
18%
Lana de roca5%
Poliestireno expandido
1%
Perfiles verticales aluminio
26%
Acero estructural0%
fibrocemento6%
Distribución de la energía en el prototipo que será ensayado
cartón-yeso12%
Poliestireno expandido
1%
fibrocemento11%
Lana de roca9%
Placa revestimiento externo
22%
Acero estructural0%
Perfiles verticales aluminio
18%
Perfiles horizontales aluminio
20%
(a) (b)
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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� Energía incorporadaabsoluta en (MJ) con metalesde primera fusión
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Cartón-yeso Perf ilesaluminio
Lana de roca f ibrocemento Poliestirenoexpandido
Aceroestructural
Perf ilesverticales
Perfileshorizontales
Placarevestimiento
Datos energéticos Datos energéticos -- energíaenergía
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Cartón-yeso Perf ilesaluminio
cartón-yeso
Lana de roca fibrocemento Poliestirenoexpandido
Aceroestructural
Perf ilesverticalesaluminio
Perf ileshorizontales
aluminio
Placarevestimiento
externo
M asa (kg) Energía (M J)
aluminiocartón-yeso
expandido estructural verticalesaluminio
horizontalesaluminio
revestimientoexterno
M asa (kg) Energía (M J)
� Energía incorporadaabsoluta en (MJ) con metalesreciclados � Diferencia de energía
incorporada – 61,5%
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
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CO2 (kg)
Cartón-yeso3%
Placa revestimiento externo
8%
Perfiles aluminio cartón-yeso19%
CO2 (kg)con metales reciclados
Cartón-yeso6%
Perfiles aluminio cartón-
Placa revestimiento externo
20%
� (a) CO2 con metales de primera fusión – 79% aluminio� (b) CO2 con aluminio 100% reciclado - 52% aluminio
Datos energéticos Datos energéticos –– COCO22
Perfiles horizontales aluminio
31%fibrocemento
5%
Lana de roca4%
Poliestireno expandido1%
Acero estructural0%
Perfiles verticales aluminio
29%
Perfiles aluminio cartón-yeso13%
Lana de roca9%
Perfiles horizontales aluminio
20%
20%
fibrocemento11%
Acero estructural0%
Poliestireno expandido2%
Perfiles verticales aluminio
19%
Distribución del CO2 en el prototipo que será ensayado
(a) (b)
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
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0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Cartón-yeso Perfiles Lana de roca fibrocemento Poliestireno Acero Perf iles Perfiles Placa
� CO2 absoluto en (kg) con
metales de primera fusión
Datos energéticos Datos energéticos –– CO2CO2
Cartón-yeso Perfilesaluminio
cartón-yeso
Lana de roca fibrocemento Poliestirenoexpandido
Aceroestructural
Perf ilesverticalesaluminio
Perfileshorizontales
aluminio
Placarevestimiento
externo
M asa (kg) CO2 (kg)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Cartón-yeso Perfilesaluminio
cartón-yeso
Lana de roca fibrocemento Poliestirenoexpandido
Aceroestructural
Perf ilesverticalesaluminio
Perfileshorizontales
aluminio
Placarevestimiento
externo
M asa (kg) CO2 (kg)
� CO2 absoluto en (kg) con
metales reciclados
� Diferencia de emisión de aluminio – 72,5%
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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Cerramiento Descripción Materiales Masa (kg/ m2) Energía (MJ/m2) CO2 (kg/m2)
Pared fábrica de ladrillo cerámico
6cm aislamiento térmico
Hoja interna de fábrica de ladrillo
perforado y revestimiento interno
Ladrillo 140 386 40,5
Mortero 50 50 6,9
Monocapa 30 130 21
Lana roca 3,5 78 5
Total 223,5 644 73,4
Pared fábrica de ladrillo cerámico
4cm aislamiento térmico, hoja interna de
fábrica de ladrillo perforado y cámara no
Ladrillo 263 726 55
Mortero 47 48 5
Monocapa 30 130 21
Datos energéticos Datos energéticos –– ComparaciónComparación
fábrica de ladrillo perforado y cámara no
ventilada Lana roca 2,4 54 3
Total 342,4 958 84
Pared fábrica de ladrillo cerámico
6cm aislamiento térmico, hoja interna de
fábrica de ladrillo perforado y cámara
ventilada
Ladrillo 140 386 40,5
Mortero 50 50 6,9
Monocapa 30 130 21
Lana roca 3,5 78 5
Piedra 40 130 9
Total 263,5 774 82,4
Fachada ventilada estudiada Sin metales
reciclados Total 65 1558 134
Fachada ventilada estudiada Con metales
recicladosTotal 65 865 56,4
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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InteriorExteriorCámara de
aire ventilada Aire
Desempeños térmico y acústicoDesempeños térmico y acústico
� Cálculos realizados - manualmente, diferencia del contenido de vapor de agua
- por programa de ordenador llamado econdensa, por la diferencia de presiones
aire ventilada
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
diferencia de presiones
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Cerramiento Descripción Espesor (cm)Masa (kg/m²)
Transmitancia térmica (m2.k/W)
Capacidad térmica (KJ/m2.K)
Retraso térmico (h)
Ra (dBA)
Cartón yeso,
6cm aislamiento térmico,
Cámara de aire,
Placa impermeable al paso
del agua y
placa de resina fenólica
27,2 65 0,50 51 5,84 47
Pared fábrica de ladrillo
cerámico
6cm aislamiento térmico
Desempeños térmico y acústicoDesempeños térmico y acústico
6cm aislamiento térmico
Hoja interna de fábrica de
ladrillo perforado y
revestimiento interno
27,5 223,5 0,49 230 13,3 48
Pared fábrica de ladrillo
cerámico
4cm aislamiento térmico,
hoja interna de fábrica de
ladrillo perforado y cámara
ventilada
39,5 342,4 0,53 352 16,2 50
Pared fábrica de ladrillo
cerámico
6cm aislamiento térmico,
hoja interna de fábrica de
ladrillo perforado y cámara
ventilada
31,5 263,5 0,51 116 6,6 45
los vientosAcciones de
DesempeñoDatos
energéticosConsideraciones
FinalesIntroducción
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� Métodos de análisis- teóricos- túnel de viento- en edificios reales- en laboratorio con maquetas en escala real
Acción del vientoAcción del viento
� Convenio con Knauf y Folcrá para la realización de ensayos- presión estática- presión dinámica- ensayos previstos para fin del mes de septiembre
Acciones deDesempeño
Datosenergéticos
ConsideracionesFinalesIntroducción los vientos
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Acción del vientoAcción del viento
� Ensayo de presión dinámica- cámara simple- dimensiones del prototipo (4,0X5,5)m- método: placa graduada
Acciones deDesempeño
Datosenergéticos
ConsideracionesFinalesIntroducción los vientos
Esquema del ensayo de presión dinámica Cámara de presión dinámica
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� Datos ambientales
- grande diferencia de energía y CO2 entre metales de primera fusión y reciclados
- comparación con fachadas de fábrica de ladrillo- metales de primera fusión muy alta
Consideraciones finalesConsideraciones finales
- metales de primera fusión muy alta- metales reciclados compatible
- Aluminio- masa 8% del total- energía 50 - 72% del total- CO2 52 - 79% del total
Acciones deDesempeño
Datosenergéticos
ConsideracionesFinalesIntroducción los vientos
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� Desempeño higro-térmico
- La fachada ventilada cumple con los criterios del CTE
- Retraso de la fachada ventilada de casi 6h
- Riesgo mínimo de condensaciones intersticiales
Consideraciones finalesConsideraciones finales
� Desempeño acústico
- La fachada ventilada cumple con los criterios del CTE
- Valores muy próximos de los cerramientos más pesados
- Los datos del fabricante coinciden con los datos del programa de ordenador utilizado y se mostraran adecuados al desempeño
Acciones deDesempeño
Datosenergéticos
ConsideracionesFinalesIntroducción los vientos
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� Vientos
- muy difícil de se prever el comportamiento del flujo de aire en la cámara
- Mucha imprecisión y incertidumbres entre muchos autores, principalmente sobre recomendaciones
Consideraciones finalesConsideraciones finales
principalmente sobre recomendaciones
- Dificultades de mediciones de las velocidades del aire y de las presiones externas
- El prototipo pueda resistir a las cargas de viento y a la estanqueidad al agua
Acciones deDesempeño
Datosenergéticos
ConsideracionesFinalesIntroducción los vientos