“evaluación del comportamiento térmico de viviendas socialesconstruccion.uv.cl/docs/archivos de...

Facultad de IngenieríaEscuela de Construcción Civil

“Evaluación del comportamiento térmico de viviendas sociales emplazadas en partes altas de Valparaíso frente al fenómeno

de la condensación interior”

Por

Marcelo Marin G

Prof. Guía: Claudio Carrasco A

Mayo, 2019

[1]

ANTECEDENTES GENERALES

[2]

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

“La industria de la construcción a nivel mundial ha sido el sector con más energía consumida en todo el planeta, ya que es responsable de aproximadamente del 40% de la energía utilizada y el 50 % de las emisiones de Co2 a la atmósfera”

(Hernández & Meza, 2010).

Vivienda SocialNuevas

nocionesParámetros y

factores

• Calidad de la vivienda• Eficiencia Energética• Confort Habitacional• Entorno de los barrios.

• Objetivos iniciales.• Viviendas construidas

antes de la reglamentación térmica, según Nch.

[3]

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALDeterminar el comportamiento Térmico de las viviendas

sociales emplazadas en la parte alta del sector de Playa Ancha deValparaíso, para evaluar el fenómeno de la condensación interior

OBJETIVOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

✓ Determinar el comportamiento térmico interior,exterior y ver su influencia en la condensación interioren las viviendas.

✓ Determinar la influencia que tiene la materialidad en la evaluación interior del comportamiento térmico en la vivienda.

✓ Determinar las variables más incidentes en la condensación de las viviendas.

[4]

[5]

ALCANCES

i. Se eligió como casos de estudios a 6 viviendas sociales, de pisos intermedios, de dos complejos habitacionalesemplazados en la parte alta de la ciudad de Valparaíso, ubicación correspondiente según la NCh 1079 Of. 2008,a la cuarta zona denominada Central Litoral (CL).

ii. Se limita, el año de construcción a las viviendas, a las que hayan sido construídas, antes de la reglamentación térmica del año 2007 y 2000 de la Nch.

iii. La toma de datos y mediciones correspondientes, se realizó durante mayo y junio del 2017.

iv. Se estudiaron viviendas sociales entregadas, por el Estado chileno, como solución habitacional en diferentes años.

[6]

ALCANCES

Anexo 1: Localización de los dos conjuntos.

Fuente: www.google.cl/maps (2017)

[7]

ALCANCES

Conjunto Habitacional La Explanada

Anexo 2: Conjunto Habitacionales

Conjunto Habitacional Viento Sur

Fuente: Elaboración Propia (2017)

[8]

MARCO TEORICO

[9]

ZONIFICACIÓN TERMICA

Mapa de la zonificación climática habitacional para Chile de la Nch1079-

2008

Fuente: Bustamante (2009)

[10]

CONFORT HABITACIONAL

HUMEDAD

Fuente: Bustamante (2009)

Mas determinante para fijar condiciones de confort de un

ambiente.

-Parámetros físicos.-Parámetros Humanos.-Parámetros Externos

CONFORT TÉRMICO

i. T° Aire ambiente (°C)ii. T° Radiante (°C)iii. HR (%)iv. Velocidad del aire (m/s)

EFICIENCIA ENERGÉTICA

[11]

CONDENSACIÓN

SUPERFICIAL

INTERSTICIAL

Fuente: Urquieta (2004)

HUMEDAD

i. Humedad lluviaii. Humedad accidentaliii. Humedad del sueloiv. Humedad construcción.v. Humedad

condensación.

[12]

Humedad por condensación

CONDENSACION SUPERFICIAL

i. Temperatura del aire interiorii. Humedad Relativa.iii. Temperatura exterior.iv. Resistencia Térmica.v. Fuentes generadores de vapor.

Procedimientosi. Nch 1973 of.87ii. Nch 1973 of.2008iii. Nch 853 of.2007iv. Nch 1971 of.86

Verificación según Temperatura Superficial del elemento Verificación según Temperatura de Roció (Nch 1973 of2008)

Abaco Psicométrico

[13]

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

[14]

Identificación de los casos estudiados

Conjunto Habitacional Ubicación Año de Construcción

Viento Sur Viento Sur y Calle la explanada S/N, Valparaíso 1987

La Explanada Calle La explanada S/N, Valparaíso década de los 60

Fuente: Elaboración propia (2017)

[15]

Registro datos

Definido por

Mes de Mayo y Junio

Las Variables más

representativas

Horario

Horarios muéstrales

10:00 hrs

14:00 hrs

18:00 hrs

- Temperatura del ambiente interior.

- Humedad Relativa interior y exterior

- Velocidad del aire y dirección del viento.

- Temperatura aire exterior

- Temperatura de la superficie de los

elementos.

Base datos

- Cartilla de registro de

datos de terreno.

Instrumentos de medición

- Termo Higroanemómetro.

- Termómetro Infrarrojos.

- Brujula.

[16]


Tabla 3.4 Cartilla de registros de

datos de terreno

TITULO: “Evaluación del comportamiento

térmico de viviendas sociales

emplazadas en partes altas de

Valparaíso frente al fenómeno de

la condensación interior”

Autor : Marcelo Marin Gomez

Croquis: Fecha :

Hora :

Conjunto Habitacional :

Block : Piso Depto

Item ObservacionT° interior o

exterior Humedad % T° elemento Materialidad Orientacion

[17]

Imagen 3.4 Zonas de medición, La Explanada

Fuente: Programa ArcGis 10.3.

Elaboración Propia, (2017)

Tabla 3.5 Ubicación de puntos de mediciones (Sistema

de Coordenadas UTM), La Explanada.


Elaboración Propia (2017)

[18]



Imagen 3.5 Zonas de medición, Viento Sur.

Tabla 3.6 Ubicación de puntos mediciones (Sistema

de Coordenadas UTM), Viento Sur.



[19]

Figura 3.8 Distribución de zona de medición en

interior de departamento( La Explanada).


Figura 3.9 Distribución de zona de medición en

departamento( Viento Sur).


MEDICIONES INTERIORES VIVIENDAS

Descripcion

Identificación de vivienda V1 V2 V3 V4 V5 V6

Ubicación (pisos) 3 4 3 2 1 1

Nº habitantes 3 2 2 2 1 3

Complejo Habitacional La Explanada Complejo Habitacional Viento Sur

Tabla 4.11 Identificación de viviendas estudiadas.

[20]

ANÁLISIS DE RESULTADOS

[21]

Sector 10:00 14:00 18:00 Oscilación diaria

1 13,23 19,80 15,97 6,6

2 13,12 18,98 15,01 5,9

3 12,74 19,34 15,45 6,6

4 12,72 17,56 14,93 4,8

5 13,17 18,33 17,02 5,2

6 12,9 19,12 17,23 6,2

7 12,72 19,23 17,33 6,5

8 12,43 19,78 17,61 7,4

9 12,62 18,68 17,23 6,1

10 12,91 20,23 17,98 7,3

11 12,78 19,67 17,43 6,9

12 12,48 18,57 16,49 6,1


Gráfico 4.1 Comportamiento de la T° exterior del Conjunto Habitacional La Explanada


Tabla 4.1 Temperatura exterior, Conjunto habitacional la Explanada.

ÁREA EXTERIOR DE LAS VIVIENDAS

✓ TEMPERATURA AMBIENTE EXTERIOR (°C)

[22]

Sector 10:00 14:00 18:00 Oscilación diaria

1a 13,56 18,89 16,32 5,33

2a 13,20 19,18 17,10 5,98

3a 13,34 19,76 17,43 6,42

4a 12,30 19,46 17,46 7,16

5a 12,85 18,78 16,12 5,93

6a 12,25 19,12 16,32 6,87

Tabla 4.2 Temperatura exterior del Conjunto Viento Sur.

Gráfico 4.2 Comportamiento Temperatura exterior del Conjunto Viento Sur.



✓ TEMPERATURA AMBIENTE EXTERIOR (°C)

[23]

“REPRESENTACIÓN ISOTERMAS DE LA T° DE LOS DOS COMPLEJOS”

Imagen 4.1 Isotermas de los dos complejos habitacional, Temperatura media.

Fuente: Programa ArcGis 10.3. Elaboración Propia (2017)

Tabla 4.3 Registro de Temperaturas en software Argis.

[24]

Sector 10:00 14:00 18:00

1 82,8 74,5 78,8

2 80,3 67,7 77,9

3 81,1 65,3 76,4

4 87,1 65,4 80,2

5 88,9 67,4 77,9

6 88,8 67,28 75,6

7 89,8 66,16 78,2

8 89,5 65,03 78,7

9 86,5 65,86 77,1

10 81,3 68,97 79,1

11 83,2 67,9 77,8

12 86,2 71,14 79,8

Tabla 4.5 Humedad Relativa exterior, Conjunto Habitacional la

Explanada.



Gráfico 4.3 Comportamiento de la Humedad Relativa exterior del Conjunto Habitacional La Explanada.

✓ HUMEDAD RELATIVA EXTERIOR (%)

[25]

Sector 10:00 14:00 18:00

1a 86,8 66,42 78,5

2a 87,4 65,87 77,3

3a 87,7 64,9 77,1

4a 89,9 68,1 78,1

5a 85,9 65,9 79,9

6a 87,1 66,3 80,1

Tabla 4.6 Humedad relativa del Conjunto Viento Sur.


Gráfico 4.4 Comportamiento de la Humedad Relativa exterior del Conjunto

Habitacional Viento Sur.


✓ HUMEDAD RELATIVA EXTERIOR (%)

[26]

Tabla 4.7 Registro de Humedad Relativa (%) en software Argis.


Elaboración Propia (2017)

Imagen 4.2 Isotermas de los dos complejos habitacional, Humedad Relativa.


Elaboracion Propia (2017)

“REPRESENTACIÓN ISOTERMAS DE LA HR (%) DE LOS DOS

COMPLEJOS”

[27]

Sector 10:00 14:00 18:00

1 0,89 1,36 1,86

2 0,86 1,51 1,33

3 1,33 1,83 1,42

4 0,97 1,01 1,33

5 1,17 1,28 1,58

6 1,89 1,64 2,00

7 1,50 1,18 2,17

8 1,72 1,84 2,19

9 1,19 0,96 1,31

10 1,58 1,45 1,72

11 1,61 1,77 1,81

12 1,33 0,90 1,56

Tabla 4.9 Velocidad aire exterior (m/s), Conjunto

Habitacional la Explanada


Gráfico 4.5 Comportamiento Velocidad del aire exterior del Conjunto Habitacional La

Explanada.


✓ VELOCIDAD DEL AIRE EXTERIOR (m/s)

[28]

Sector 10:00 14:00 18:00

1 1,50 1,84 2,19

2 1,19 1,15 1,36

3 1,48 1,63 1,92

4 1,73 1,88 2,10

5 1,03 1,36 1,50

6 1,66 1,70 1,94

Tabla 4.10 Velocidad aire exterior (m/s), Conjunto

Habitacional viento Sur


Gráfico 4.6 Comportamiento de la velocidad del aire exterior Del Conjunto Habitacional Viento Sur.


✓ VELOCIDAD DEL AIRE EXTERIOR (m/s)

[29]

COMPORTAMIENTO INTERIOR DE LAS VIVIENDAS

Gráfico 4.7 Temperaturas ambiente interior (10:00 Hrs)






✓ TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR (°C)

[30]

Vivienda 1 Vivienda 2 Vivienda 3 Vivienda 4 Vivienda 5 Vivienda 6 Temperatura aire

10:00 Hrs 15,71 15,45 15,57 15,13 15,31 15,32 T° aire interior (C°)

12,72 12,48 12,72 13,56 13,2 13,2 T° aire exterior (C°)


17,56 18,57 17,56 18,89 19,18 19,18 T° aire exterior (C°)


14,93 16,49 14,93 16,32 17,1 17,1 T° aire exterior (C°)

Tabla 4.15 Temperaturas ambiente interior vs Temperaturas ambiente.




✓ TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR VS EXTERIOR (°C)

[31]

✓ HUMEDAD RELATIVA AMBIENTE INTERIOR (%)

Gráfico 4.13 Humedades relativas ambiente interior

(10:00hrs)




Gráfico 4.14 Humedades relativas ambiente

interior (14:00hrs)

Gráfico 4.15 Humedades relativas ambiente interior

(18:00hrs)

[32]

RESULTADOS GENERALES

Determinar la resistencia térmica

total mínima del elemento, para que no

se produzca condensación.

-Temperatura ambiente interior /

Humedad Relativa / Temperatura

exterior.

Abaco Psicométrico (T° Rocío)- Nch 1973

- Nch 853

Grafico 4.18 Resistencia Térmica Total Mínima

requerida de los dos complejos habitacionales.


Rt = (Qi - Qe)*Rsi / (Q1 - Qr)

Formula:

[33]

RESULTADOS GENERALES

• Temperatura superficial interior(°C)• Transmitancia térmica (W/m2°C)• Resistencia térmica (m2°C/W))• Temperatura rocío (°C)• Humedad relativa interior (%)

• Temperatura ambiente interior

Qsi > Qrocio→ No hay riesgo de condensación.

Qsi < Qrocio→ Hay riesgo de condensación

-Nch 1973

-Nch 853

Rt = Rsi + ΣR + Rse (2°C/W)

U= 1/Rt (W/m2°C)

Qsi (°C) = Qi - U x Rsi (Qi-Qe)

Formula:

[34]

Vivienda Sector Detalle Qi (°C) Hr %Rtmin

(m2°C/W)

Rt

(m2°C/W)

U

(W/m2°

C)

Temperatura

Superficial

Interior Qsi

(°C)

Temperatura

Rocio Qr (°C)

Qsi > Qrocio (No hay riesgo de condensación)

Qsi < Qrocio (Hay riesgo de condensación)

Estar-Comedor Muro 17,13 75,80 0,28 0,315 3,17 13,32 12,90 No existe riesgo de condensación superficial

Baño Muro 17,40 75,80 0,28 0,315 3,17 13,48 13,00 No existe riesgo de condensación superficial

Cocina Muro 16,46 77,97 0,30 0,32 3,17 12,93 12,80 No existe riesgo de condensación superficial

Dormitorio Muro 16,34 78,53 0,31 0,32 3,17 12,86 12,80 No existe riesgo de condensación superficial

Estar-Comedor Cielo 17,13 75,80 0,22 0,29 3,47 13,93 12,90 No existe riesgo de condensación superficial

Baño Cielo 17,40 75,80 0,22 0,29 3,47 14,10 13,00 No existe riesgo de condensación superficial

Cocina Cielo 16,46 77,97 0,23 0,29 3,47 13,49 12,80 No existe riesgo de condensación superficial

Dormitorio Cielo 16,34 78,53 0,24 0,29 3,47 13,41 12,80 No existe riesgo de condensación superficial


Baño Muro 16,58 79,67 0,32 0,32 3,17 13,00 13,10 Existe riesgo de condensación superficial

Cocina Muro 15,96 82,70 0,35 0,32 3,17 12,63 13,00 Existe riesgo de condensación superficial

Dormitorio Muro 15,91 80,53 0,35 0,32 3,17 12,60 12,90 Existe riesgo de condensación superficial






Baño Muro 16,60 79,10 0,32 0,32 3,17 13,01 13,05 Existe riesgo de condensación superficial

Cocina Muro 15,83 80,86 0,36 0,32 3,17 12,56 12,95 Existe riesgo de condensación superficial

Dormitorio Muro 16,06 80,76 0,35 0,32 3,17 12,70 13,00 Existe riesgo de condensación superficial







Dorm Muro 15,96 82,62 0,38 0,39 2,37 13,48 13,20 No existe riesgo de condensación superficial

Estar-Comedor Cielo 15,71 80,59 0,28 0,28 3,55 12,94 12,95 Existe riesgo de condensación superficial


Dorm Cielo 15,96 82,62 0,29 0,28 3,55 13,10 13,20 Existe riesgo de condensación superficial



Dorm Muro 15,87 80,67 0,35 0,39 2,37 13,42 12,90 No existe riesgo de condensación superficial



Dorm Cielo 15,87 80,67 0,27 0,28 3,55 13,04 12,90 No existe riesgo de condensación superficial



Dorm Muro 15,80 84,60 0,45 0,39 2,37 13,37 13,50 Existe riesgo de condensación superficial



Dorm Cielo 15,80 84,60 0,34 0,28 3,55 12,99 13,50 Existe riesgo de condensación superficial

Vivienda 5

Vivienda 6

Resumen

Vivienda 1

Vivienda 2

Vivienda 3

Vivienda 4

Tabla 4.19. Resumen de Cálculos

[35]

Conclusiones

[36]

Complejo Habitacional La Explanada

Complejo Habitacional Viento Sur

En algunas viviendas, se observo:

- Temperaturas superficiales bajas en comparación a la T Rocio.

- Humedad Relativa por sobre los rangos de confort.

- Baja resistencia Térmica.

- Alta Transmitancia Térmica .

- Falta de Aislación Térmica.

- Baja renovación de aire fresco.

- Condiciones más desfavorables se presentan en viviendas

cercanas a la quebrada del borde costero.

Riesgo de Presencia de CondensaciónNota: En gran parte de las viviendas, no hay mas de 1°C de diferencia entre la Qsi y QR

[37]


Grafico 4.20 Resumen Condensaciones Losa-cielos

[38]

Grafico 4.19 Resumen Condensaciones muros.


[39]

OBJETIVOS ESPECIFICOS COMENTARIO

1.- Determinar el comportamiento térmico

interior, exterior y ver su influencia en la

condensación interior en las viviendas.

Se logró mediante la recolección de datos recogidos en terreno,

procesados y analizados mediantes gráficos y Nch, demostrando la

implicancias de la variables en el comportamiento de la vivienda.

2.-Determinar la influencia que tiene la

materialidad en la evaluación interior del

comportamiento térmico en la vivienda

Se determino que la materialidad de los elementos de la envolvente

de los dos complejos, la resistencia térmica total del elemento fue

inferior a la mínima resistencia térmica requerida en algunos casos, por

lo que se fue demostrando según NCH, la relación y la influencia que

tiene la materialidad en el comportamiento interior de la vivienda y sus

consecuencias.

3.-Determinar las variables más incidentes en

la condensación de las viviendas.

Las variables mas incidentes en la viviendas, fueron dando

resultados de presencia de riesgo de condensación, en sectores

cercanos a la orientación suroeste y cercanos al borde costero, esto se

suma también a la falta de aislación térmica de la envolvente existente

en las viviendas.

Facultad de IngenieríaEscuela de Construcción Civil

“Evaluación del comportamiento térmico de viviendas sociales emplazadas en partes altas de Valparaíso frente al fenómeno

de la condensación interior”

Por

Marcelo Marin G

Prof. Guía: Claudio Carrasco A

Mayo, 2019

“evaluación del comportamiento térmico de viviendas socialesconstruccion.uv.cl/docs/archivos de...

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