Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES
UNIVERSIDAD DE COLIMA UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO
TESIS
Que para obtener el grado de:
DOCTOR EN ARQUITECTURA
Presenta :
MDB. Arq. José Ricardo Moreno Peña
Tutor: Dr. Leandro Sandoval Alvarez
Cotutores: Dr. Luis Gabriel Gómez Azpeitia Dr. Adalberto Tejeda Martínez
Coquimatlán, Col. Junio de 2007
“ANALISIS DEL EFECTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN EL DESEMPEÑO TERMICO DE DOS
CASAS DE INTERES SOCIAL EN TECOMAN, COLIMA.”
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AGRADECIMIENTOS
A mi madre:
Hermelinda Peña por darme la vida.
A mi compañera
Silvia Olmos por su comprensión, entendimiento, amistad y amor.
A mis hijas
Silvia Haydee, Ruth Elizabeth y Claudia Cecilia Moreno por su
incondicional apoyo, dedicación, cumplimiento de sus responsabilidades y
muestras de amor que me fortalecen para continuar en este camino.
A mis compañeros
Que fueron parámetro de aprovechamiento, crecimiento académico y lo
más importante.. Amigos.
Agradezco especialmente a los Doctores Leandro Sandoval Álvarez y
Luis Gabriel Gómez Azpeitia, tutor y cotutor, respectivamente, en este trabajo
por compartir sus conocimientos, su apoyo personal, su paciencia, dinamismo
y gran sensibilidad humana. Asimismo a todo el Cuerpo Doctoral que hacen
posible que personas como yo logren sus metas. A todas y cada una de las
personas que de una manera directa o indirecta han colaborado para lograr
este objetivo.....! GRACIAS ¡
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ÍNDICE
LISTA DE TABLAS Y GRAFICAS v
RESUMEN 1
ABSTRACT 2
INTRODUCCIÓN 3
a) Definición del problema u objeto de estudio 5
b) Clasificación de la investigación 6
c) Justificación del objeto de estudio 7
MARCO TEORICO 94
a) Esquema del marco teórico 9
b) Aspectos que formaran el marco teórico 11
c) Relación de aspectos en el marco teórico 13
41
ESTADO DEL ARTE 15
a) Resultados de la búsqueda 15
b) Situación actual 22
c) Conclusiones 24
METODOLOGÍA 26
a) Generalidades 26
b) Procedimiento que se siguió 27
c) Metas 28
d) Localización de las viviendas a estudiar 29
e) Calibración 31
f) Registro de datos 33
• Primera Fase Corroboración de similitud del
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comportamiento térmico y colocación de instrumento 33
• Segunda Fase Exploración y colocación de instrumentos. 38
• Tercera Fase Definitivos y colocación de instrumentos
para registrar aperturas de puertas y ventanas 40
RESULTADOS 43
a) Resultados de primer fase 43
b) Resultados de segunda fase 48
c) Resultados de la tercera fase 52
DISCUSION DE LOS RESULTADOS 55
a) Análisis de resultados primera fase. 55
b) Análisis de resultados segunda fase 58
c) Análisis de resultados tercera fase 63
d) Diferencias 69
e) Correspondencias entre diferencias y actividades 70
f) Factor de ocupación 76
g) 90
CONCLUSIONES 78
a) Observaciones previas 78
b) En relación a los objetivos planteados 78
c) En relación a las hipótesis planteadas 80
d) En relación al Factor de Ocupación 81
e) Conclusiones finales. 82
96
ANEXOS 83
I. Definición del objeto o problema de estudio. 85
II. Definición del marco teórico 91
III. Prueba piloto de medicines y calibración de equipos 99
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IV. Estado del arte del objeto de estudio 113
V. Series de Fourier y teoría del Caos 131
VI. Análisis numérico, monogramas y normalización 141
VII. Análisis de los resultados obtenidos 155
VIII. Correlaciones de resultados y Factor de Ocupación 169
99
BIBLIOGRAFÍA 175 151
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LISTA DE FIGURAS Y GRAFICAS
FIGURAS
Fig. # 1 Diagrama para encontrar el objeto de estudio a partir del
diseño bioclimatico como línea de estudio. 5
Fig. # 2 Esquema que muestra los diferentes autores que forman
la base teórica del presente trabajo 10
Fig. # 3 Esquema que muestra las relaciones que guardan los
diferentes elementos del presente trabajo 14
Fig. # 4 Fotografía que muestra las tres casas en donde se realizó
el estudio. 30
Fig. # 5 Planta de localización de las viviendas en las
que se realizaron las pruebas 31
Fig. # 6 Forma en que se colocaron los hobos en los espacios para
la primera fase de estudio 35
Fig. # 7 Colocación del hobo en la primera fase a 1.80 m. del piso,
sin habitantes 35
Fig. # 8 Hobo adaptado para mediciones exteriores 36
Fig. # 9 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los
espacios y el orden que guardan, entre ellas, correspondiendo a
la de abajo, la casa 1, a la de en medio la 2, y la de arriba la 3,
asimismo muestra la colocación de los instrumentos de medición. 37
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Fig. # 10 HOBO U12 Temp/RH Data Logger Part # U12-011 USB
Temperatura / humedad relativa logger con sensor de alta capacidad
interna, USB de interfase. 39
Fig. # 11 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los
instrumentos de medición en la segunda fase de mediciones. 39
Fig. # 12 Sensores fabricados para registrar la actividad humana,
en relación a las aperturas de puertas y ventanas 41
Fig. # 13 Planta de acomodo de los instrumentos de actividad
humana, definida por el manejo de las ventanas y puertas. 42
GRAFICAS
Gráfica. # 1 Gráfica que muestra datos de oscilaciones térmica
muy bajas. 32
Gráfica. # 2 Gráficas que muestra datos de oscilaciones térmicas
más altas. 33
Gráfica. # 3 Muestra familia de datos de oscilaciones térmicas
para recámaras y salas. 43
Gráfica. # 4 Temperaturas máximas y mínimas de las recámaras
de las tres casas 44
Gráfica. # 5 Temperaturas máximas y mínimas de las salas de
las tres casas 45
Gráfica. # 6 Temperaturas promedio horario semanal de las recámaras 46
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Gráfica. # 7 Temperaturas promedio horario semanal de las salas 47
Gráfica. # 8 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las recámaras 49
Gráfica. # 9 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las salas 50
Gráfica. # 10 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 51
Gráfica. # 11 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 51
Gráfica. # 12 Temperaturas diarias horarias en tres ciclos 55
Gráfica. # 13 Temperaturas promedio horario mensual en dos ciclos 56
Gráfica # 14 Temperaturas promedio semi-horarias mensual 58
Gráfica. # 15 Temperaturas promedio semi-horarias mensual 59
Gráfica. # 16 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 61
Gráfica. # 17 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 61
Gráfica. # 18 Estados generados por la actividad humana sobre las
puertas y ventanas de la casa habitada, (abajo esta cerrado
arriba esta abierto). 63
Gráfica. # 19 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas
y ventanas de la casa habitada. (Serie 1er día) 64
Gráfica. # 20 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas
y ventanas de la casa habitada. (Serie 2do. día) 65
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Gráfica. # 21 Temperaturas normalizadas de la recámara 1 con la
recámara 3 sin habitar 66
Gráfica # 22 Temperaturas normalizadas de la recámara testigo
con la recámara habitada 67
Gráfica # 23 Temperaturas normalizadas del medio con las recámaras, tanto con la testigo como con la habitada. 68 Gráfica. # 24 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y
ventanas de la casa habitada, cuando no existe actividad humana. 70
Gráfica. # 25 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y
ventanas de la casa habitada 71
Gráfica. # 26 Temperaturas normalizadas de las recámaras, la testigo
con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada con
actividad fase 3 respectivamente. 72
Gráfica # 27 Temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo
con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada sin
actividad fase 3 respectivamente. 73
Gráfica. # 28 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las
recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la
misma ocupada sin actividad fase 3 respectivamente 74
Gráfica. # 29 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las
recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la
misma ocupada con actividad fase 3 respectivamente. 75
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RESUMEN
El objetivo general del presente trabajo es comparar el desempeño térmico de
dos casas habitación de interés social en condiciones similares, excepto por el hecho
de que una de ellas estará ocupada y la otra no. Este objetivo se fundamentó en las
mediciones de temperatura y humedad de dos salones de clase de tamaño,
orientación y construcción similares y expuestos a una radiación solar semejante,
realizadas a mediados del año 2000 en la Facultad de Ciencias de la Universidad de
Colima, se esperaba que los datos obtenidos de ambos espacios fueran iguales o
muy parecidos dada su similitud. Sin embargo, los resultados mediante el análisis de
temperatura manifestaron diferencias que pueden considerarse significativas, que
fueron causados por otros agentes externos a los materiales de construcción,
orientación de las ventanas y de la misma edificación y que es muy probable que se
den por el efecto de la conducta de los usuarios de los espacios en las edificaciones
de estudio, a partir de lo antes descrito se fundamentó el objeto de estudio y formuló
la siguiente pregunta ¿Los habitantes de una casa podrían ser una variable más en la
ecuación de su desempeño térmico?
En este documento se describen, tanto el diseño, así como la realización del
análisis experimental, del efecto de la actividad de los usuarios en el desempeño
térmico en las casas de interés social; mediante las técnicas de investigación:
documental a partir de fundamentos y conceptos teóricos y de campo, a partir de
datos obtenidos de las mediciones realizadas en el primer y segundo semestre del
2005 en tres viviendas deshabitadas y en el segundo del 2006, solo en dos, una de
ellas como testigo y la otra ocupada, (posteriormente al análisis de la segunda fase,
se decidió no considerar la casa 2 ocupada, ya que, la información obtenida fue igual
a la de la primera fase) éstas se encuentran ubicadas en la colonia Las Huertas de la
Ciudad y Cabecera Municipal de Tecoman en el Estado de Colima, en las costas del
Océano Pacifico entre la latitud norte de 18 grados 50 minutos y la longitud este, 103
grados 50 minutos con una altitud de 20 MSNMM.
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ABSTRACT
The general objective of the present work is to compare the thermal performance
of two houses of low cost under similar conditions, except that one of them is already
in use and the other one is not. This objective was based in measurement of
temperature and humidity of two classrooms of similar size, orientation and
construction and exposed to a similar solar radiation, this measurement carried out in
the middle of the year 2000 in the Faculty of Sciences of the University of Colima; it
was expected that the obtained data of both spaces were the same or very similar
given its similarity. Nevertheless the results front the analysis of temperature manifest
differences that should be considered. These differences were caused by other
external agents apart from construction materials, orientation of the windows and the
buildings in itself and it is highly probable that this results are given by the effect of the
conduct of the users in the spaces of the building being studied. From the already
stated the object of the study is based and lead as to formulate the following question:
Are the habitants of a house a variable to be considered in the equation of its thermal
performance?
This document describes, the design as much as the realization of the
experimental analysis of the effect of the activity of the users in the thermal
performance in the houses of low cost, by means of two investigation techniques:
documentation starting from foundations and theoretical concepts and field work
based from data resulting of the measuring carried out in the first and second
semester of the 2005 in three uninhabited housings and in the second of the 2006,
only in two, one of them as witness and the other one occupied, these they are
located in the city and county of Tecoman in the state of Colima, in the coast of the
Oceano Pacifico between the north latitude of 18 grades 50 minutes and the west
longitude, 103 grades 50 minutes with an altitude of 20 MSNMM in the colony "Las
Huertas"
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INTRODUCCIÓN En mayo de 1971 empresarios, líderes sindicales y funcionarios públicos del
país crearon la Comisión Nacional Tripartita. En el seno de ese organismo, dedicado
al análisis de los problemas más importantes del país, se ideó una solución definitiva
para cumplir con la obligación constitucional de proporcionar viviendas cómodas e
higiénicas a los trabajadores. El propósito era que todas las acciones encaminadas a
solucionar este problema se inscribieran en los esfuerzos de desarrollo económico y
social de la Nación en su conjunto.
“Surgieron, así, el Fondo Nacional de la Vivienda para los trabajadores,
cuyos recursos provienen de las aportaciones del 5% sobre los salarios
que al efecto entregan las empresas, y del Instituto del Fondo Nacional
de la Vivienda para los Trabajadores que lo administra (INFONAVIT).
Este organismo hace frente a la demanda de vivienda de los
trabajadores mediante el otorgamiento de créditos baratos y suficientes
que le permiten dar acceso, en forma paulatina, a una vivienda en
propiedad a la totalidad de los trabajadores sin distinción alguna...” (1)
Después de creado el INFONAVIT, en 1972, se construyeron una gran cantidad
de viviendas cuyos diseños respondían más a los aspectos funcionales y económicos,
que a los de adaptación al clima del lugar donde se edificaban. El INFONAVIT, como
organismo proveedor de la vivienda de interés social para los trabajadores, no existía
como Delegación en el Estado de Colima. En ese tiempo se edificaron aquí viviendas
cuyos prototipos estaban pensados para Guadalajara, ya que se dependía de aquella
Delegación, viviendas denominadas “Línea de crédito I”. De un total de 7,177
créditos otorgados en el estado desde 1972 hasta 1993, aproximadamente el 90 %
(6,597) pertenecen a ésta línea, y fueron aplicados en los Municipios conurbados de
Colima y Villa de Álvarez.
(1) Internet INFONAVIT. http // www. Infonavit.gob.mx / geninfo.html#guees.
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Durante muchos años los investigadores han desarrollado sistemas y equipos
para aprovechar mejor la energía natural, que pretenden disminuir los altos índices de
consumo de la energía convencional, ya que ésta le ocasiona un gran deterioro al
planeta y la vida en general. Los constructores han deseado incorporar estos nuevos
sistemas a las viviendas, pero para validar sus beneficios es necesario monitorear
primero su comportamiento mediante la experimentación y la obtención de datos. El
presente documento pretende analizar y explicar cómo la actividad de las personas
que usan las viviendas de interés social modifica el comportamiento térmico de las
mismas.
En la parte inicial de este trabajo se describe el problema u objeto de estudio y
los fundamentos teóricos en los que se sustenta el trabajo, además, se exponen las
razones por las que se realizó el estudio, los objetivos de la Investigación
En el primer apartado se hablará del marco teórico, describiendo conceptos
como el bioclimatismo, la transferencia de calor, el desempeño térmico; ¿qué es el
INFONAVIT, que se entiende por vivienda de interés social, y qué por actividad
humana? En el segundo apartado se describen el estado del arte y los antecedentes
y estudios relacionados con nuestro tema de estudio.
En secciones posteriores se describe la Hipótesis General o de Trabajo, a partir
de ésta se desprenderá la Hipótesis Específica en las que se fundamentara el
desarrollo de esta investigación. En la parte de metodología se explicarán los
procedimientos seguidos para recopilar la información; cómo se calibraron los
instrumentos, su colocación dentro de las viviendas y las diferentes fases en que se
aplicaron. Asimismo, se presentarán y se discutirán los resultados obtenidos por cada
fase.
En el apartado de Conclusiones, se presentan y describen los resultados
obtenidos del análisis. Los resultados se analizarán mediante la observación
comparativa, enfocándose sobre todo a resolver las hipótesis y los objetivos
planteados.
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Finalmente en los Anexos, que incluyen la bibliografía, encontraremos todo el
material y los documentos que fundamentan la investigación.
a.- Definición del problema u objeto de estudio
El comportamiento térmico de un edificio se estudia normalmente en términos
del clima, las propiedades termo-físicas de los materiales a usar, la relación y el
estado entre sus componentes estructurales y la distribución arquitectónica de los
espacios. A continuación se coloca a los usuarios en su interior y se pregunta sobre
el grado de satisfacción percibida respecto al desempeño térmico del edificio, A partir
de ésta observación surge la pregunta que da origen al problema u objeto de estudio
¿LOS HABITANTES DE UNA CASA PODRIAN SER UNA VARIABLE MÁS EN LA
ECUACIÓN DEL DESEMPEÑO TÉRMICO?
ASPECTO HUMANO • TIPOS DE FAMILIA • TIPO DE ACTIVIDAD • TIPO DE USO
DISEÑO BIOCLIMÁTICO
ASPECTO TEÓRICO • “SOLAR ENERGY AND BUILDING “– SZOKOLAY S.
V.ó“COMO USAR LAS FUENTES DE ENERGÍA NATURAL” -HAPPING STONER C
• “ARCHI BIO” (ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA)- JEAN, IZARD, GUYOT.
• “ECODISEÑO” - TUDELA FERNANDO • “BIENESTAR Y ENERGÍA” - VELAZCO, AMBRIZ,
ROMERO
ASPECTO JURÍDICO • LA CONSTITUCIÓN POLÍTICA MEXICANA • LEY GENERAL DEL IMPACTO AMBIENTAL • REGLAMENTO DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DEL
ESTADO DE COLIMA • LEY DE DESARROLLO URBANO • NORMAS TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN
TERRENO PROPIO • REGIONALIZACIÓN DE MATERIALES
ASPECTO CONCEPTUAL • TERMODINÁMICA Gral. • DESEMPEÑO TÉRMICO DE LA
ENVOLVENTE • CLIMATOLOGÍA
ASPECTO GEOGRÁFICO • INTERNACIONAL • NACIONAL • REGIONAL • ESTATAL • MUNICIPAL
NOMBRE
ANÁLISIS DEL EFECTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN EL DESEMPEÑO TÉRMICO DE DOS CASAS DE INTERÉS SOCIAL EN TECOMÁN, COLIMA
ASPECTO CLIMA • CALIDO HÚMEDO • CALIDO SUBHUM. • TEMPLADO • FRIÓ
ASPECTO TIPOLOGÍA
• PIE DE CASA • INTERÉS SOCIAL • INTERÉS MEDIO
Fig. # 1 Diagrama para encontrar el objeto de estudio a partir del diseño bioclimático como línea de estudio a desarrollar.
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El objeto de estudio es de gran importancia e interés social, porque el
comportamiento térmico inadecuado de los edificios implica un impacto continuo
sobre sus ocupantes y un factor que puede, además, reducir su vida útil. Por el
contrario, condiciones térmicas interiores agradables, ofrecen una mejores condición
de habitabilidad para los ocupantes, permitiéndoles el descanso sin estrés. Lo anterior
favorece la productividad de sus moradores en actividades económicas y de ámbito
educativo.
b.- Clasificación de la investigación
La investigación que se realizó en este trabajo es DESCRIPTIVA, DE CAMPO,
TRANSVERSAL Y DE VANGUARDIA.
Es descriptiva porque tiene que ver con la descripción o narración de un
determinado objeto de estudio y su comportamiento, y porque la información que se
generó podrá ser empleada para explicar las características más importantes de los
fenómenos observados.
Es una investigación de campo, ya que la información con la que se trabajó
será obtenida en el lugar (valle de Tecomán) donde se desarrollan los fenómenos a
estudiar. Es transversal porque las observaciones y mediciones de dichos fenómenos
se hicieron en diferentes periodos, en un mínimo de 6 y un máximo de 12 meses
consecutivos durante los años 2004 y 2006. Fue conveniente realizar una medición
de tipo piloto para definir el diseño de la investigación.
Luego de las mediciones se realizó el análisis y la interpretación de la
información obtenida, para con ello llegar a las conclusiones de la investigación y
posteriormente redactar la tesis doctoral.
Finalmente es vanguardista porque de los experimentos realizados se obtuvo
un nuevo conocimiento.
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c.- Justificación del objeto de estudio
El proyecto se realizó principalmente porque es viable, ya que se contó con los
recursos humanos y materiales para hacerlo, así como con el tiempo y el acceso a
recursos documentales y materiales. En este último caso, se trata de dos casas en el
valle de Tecomán que serán monitoreadas por lo menos seis meses.
También se realizó porque fue factible, puesto que se pudo conseguir el equipo,
las herramientas y los recursos que garantizaron el buen término de la investigación.
Además, se trata de un proyecto original, ya que existe un vacío sobre el tema y
porque también aporta un novedoso enfoque en esta área del conocimiento. En los
trabajos publicados al respecto, siempre se han hecho las mediciones térmicas en las
viviendas deshabitadas, cuando las últimas propuestas a nivel mundial son considerar
este tipo de estudios en casas ocupadas. En este trabajo se realizó un análisis
comparativo entre una vivienda ocupada y otra vacía.
También lo realice por interés personal, ya que tenemos conocimientos previos y
experiencia en el tema de vivienda de interés social, y porque se desea hacer una
aportación al conocimiento del BIOCLIMATISMO, sin dejar de considerar la
conveniencia, relevancia social, valor teórico, implicaciones prácticas o beneficio
social que pueda generarse.
La aportación de este trabajo al campo del conocimiento es presentar un método
de análisis para evaluar el desempeño térmico en la vivienda de interés social de bajo
costo en climas tropicales y sub-tropicales, con el fin de identificar el comportamiento
de dichas edificaciones al ser ocupadas. Definir también el grado de adaptabilidad de
los usuarios a los espacios y las condiciones climáticas que se presentaron; esto a
partir de la actividad realizada por los usuarios en la manipulación de puertas y
ventanas, elementos que generaron los intercambios de calor más significativos.
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Así, en este trabajo me propuse comparar y relacionar la actividad de los
usuarios al interior de la envolvente arquitectónica, considerando los patrones de
temperatura del aire en el interior de la misma.
Este trabajo podría tener una gran influencia en el marco institucional, ya que la
vivienda de interés social, financiada por el INFONAVIT, genera el mayor número de
créditos, colocando a este organismo en el primer lugar nacional. En este sentido, el
Instituto firmó con la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales
(SEMARNAT) y la Comisión Nacional de Fomento a la Vivienda (CONAFOVI) el
convenio de “COLABORACIÓN PARA OPERAR EL PROGRAMA PARA EL
DESARROLLO SUSTENTABLE DE LA VIVIENDA”, que garantice la protección al
ambiente al aprovechar eficientemente la energía, y que optimice el aprovechamiento
de bienes y servicios asociados a la ocupación de las viviendas. Esto se define como
sustentabilidad de la vivienda de interés social.
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MARCO TEÓRICO
En el objeto de estudio del que se ocupa este trabajo se hacen notar dos
fenómenos principales, a).- “COMPORTAMIENTO TERMICO DE LA VIVIENDA DE
INTERÉS SOCIAL” y b).- “EL EFECTO DE LA ACTIVIDAD HUMANA AL INTERIOR
DE LA MISMA”.
El primer fenómeno cae totalmente en el dominio de la física, particularmente
en la termodinámica y la transferencia de calor, mientras que en el segundo fenómeno
se involucran dominios del conocimiento como la fisiología, la psicología y la
sociología entre otros.
Este trabajo de investigación pretende:
o Comparar el desempeño térmico de dos o tres casas habitación de interés
social edificadas en la ciudad de Tecomán, en condiciones similares,
excepto por el hecho de que una o dos estarán ocupadas y la otra no.
o Aclarar si la actividad de los usuarios en la casa mejora o empeora las
condiciones del clima.
o Proponer una explicación a los efectos que se generaron.
a.- Esquema del marco teórico
Para obtener la información requerida y establecer los fundamentos necesarios
para interpretar y entender el comportamiento de los fenómenos que se produjeron en
el transcurso del objeto de estudio, fue necesaria la revisión y consulta bibliográfica,
esto con el fin de detectar y obtener información, así como otros materiales, métodos
y procedimientos que puedan ser útiles a los propósitos del estudio. Posteriormente
se debe extraer y recopilar sólo la información relevante y necesaria para describir y
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explicar objetivamente el problema de la investigación. La revisión debe ser selectiva,
puesto que cada año se publican en diversas partes del mundo miles de artículos con
datos similares en revistas, periódicos, libros y otras publicaciones. Si, al revisar la
literatura nos encontramos con que hay 200 posibles referencias, es evidente que se
debieron seleccionar sólo las más importantes y recientes que tengan que ver con
nuestro objeto de estudio.
Con lo anterior definiremos el estado del arte del objeto de estudio. A partir de
ese momento se inicia la formación del marco teórico conceptual, que se presenta a
continuación a manera de cuadro sinóptico. En dicho marco se describen los
principales conceptos y autores en que se fundamentará nuestra investigación.
Solar energy and building “– Szokolay s. 1977
“Como usar las fuentes de energía natural” --
1978.
“Archi bio” (arquit. bioclimatica)- Jean, 1980.
“Ecodiseño” -Tudela Fernando 1982.
“Bienestar y Energía” -Velazco, México -
1988.
“Diseño de los aspectos térmicos del edificio
optimo”- Samano, México . 1990.
“Análisis bioclimatico de la arquitectura
vernácula en Ocotepec Morelos”- Ochoa, U.
de Colima. Col. 1990.
“Bioclimatica sistemas. Pasivos Climatiz.”
Morillon 1993
“Ahorro de energía en viv. en clima calido-
humedo”– Samano, 1990.
“Dos ejemplos de climatización natural de
edificios”– Samano 1994.
"Hacia donde nos lleva la arquitectura"
GomezAzpeitia U. De Colima.
Trasferencia de calor 1 y 2 ”– Manrique ITES
Monterrey 1993.
Trasferencia de calor”– Holman 1995.
Principios trasferencia de calor”– Kreith 1995.
BIOCLIMATISMO Y CONCEPTOS DE
TERMODINAMICA
“Comportamiento térmico de la vivienda de
interés social en diferentes regiones
climáticas del país” Díaz y Morillón 1998
“Sustentabilidad en vivienda social
desarrollo y aplicación de un método de
evaluación” Schiller 2004
“Predicting thermal performance in occupied
dwellings”. Kruger E, Givoni B. 2004
“Predicting thermal performance of
occupied houses”. Givoni B, Vecchia F.
PLEA 2001, Florianopolis, Brazil; November
2001
“Concurso vivienda bioclimatica cabildo de
Tenerife” el Instituto Tecnológico de
Energía Renovables y el Colegio de
Arquitectos de Canarias César Ruiz Larrea
.- España ( 2000 )
METODOS Y PROCEDIMIENTOS DE
INVESTIGACION
Constitución Política de México.
Ley del INFONAVIT .
“Regionalización de materiales y
especificaciones de la vivienda Infonavit”
http // www.Infonavit.gob.mx /p/dirección
.html
http // www. Infonavit.gob.mx /
LUISP.html, discurso
http // www. Infonavit.gob.mx /
geninfo.htm l#guees
“Habitabilidad de la vivienda urbana.”
Mercado Doménech 1995
“Comportamiento del area y costo de la
vivienda financiada por el INFONAVIT”–
INFONAVIT, 1985.
“Introducción a la sicología ambiental”–
Jiménez y Aragonés 1991.
“Principios de psicología social”– Jones
1980.
“Evaluación psicosocial de la vivienda”
Mer-cado e INFONAVIT 1991
“Psicología ambiental. El hombre y su
entorno fisico”– Proshansky, 1983.
EL INFONAVIT Y VIVIENDA DE
INTERES. SOCIAL
B I BL I OGRAF I A
Fig. # 2 Esquema que muestra los diferentes autores que forman la base teórica del presente trabajo
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b).- Aspectos que formarán el marco teórico
La primera línea de estudio fue el BIOCLIMATISMO, que abarca conceptos
climatológicos como: temperatura, humedad, radiación solar, ventilación, medio
ambiente, gráficas solares, transferencia de calor en las envolventes, software de
programas para la simulación de la transferencia del calor, etc. Lo anterior se
encuentra fundamentado en las siguientes ciencias, conceptos e instituciones:
� FÍSICA CLÁSICA; específicamente la termodinámica, ya que
corresponde a ésta ciencia la descripción de las características
termo-físicas de los materiales de construcción, así como el
comportamiento de los diferentes elementos que forman la
envolvente. También estudia los efectos que causan en las
edificaciones, dentro de la transferencia de calor, los términos de
transmitancia, emitancia, absortancia, emisividad, y ganancia,
retraso y balance térmico, entre otros conceptos
Posteriormente viene el concepto del INFONAVIT y la definición de lo que se
considera VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL. Se describe al INFONAVIT como
Institución Hipotecaria de crédito para viviendas de interés social, y se describen
también las características de éste tipo de edificaciones: métodos constructivos, tipos
de materiales utilizados, condiciones sociales de tales espacios, y la influencia de la
actividad de los usuarios en los espacios edificados, principalmente.
• El INFONAVIT. Es un organismo público de servicio social, con
personalidad jurídica y patrimonio propios, que contribuye a
resolver el problema de habitación de los trabajadores del país
que regulan su situación laboral de conformidad con el apartado
"A" del artículo 123 Constitucional. Se encuentra constituido de
forma tripartita: es decir, que en su administración intervienen
representantes del Gobierno Federal, de los trabajadores y de
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los empresarios. Sus recursos provienen de las aportaciones del
5% sobre los salarios que al efecto entregan las empresas. El
Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores
(INFONAVIT) es el organismo que hace frente a la demanda de
vivienda de los trabajadores mediante el otorgamiento de
créditos baratos y suficientes, que le permiten dar acceso a los
trabajadores, sin distinción alguna y en forma paulatina, a una
vivienda propia.
� ¿Qué se entiende por VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL? En el
libro INFONAVIT hipotecaria social se menciona que (Provivac-
Infonavit, 1994), “En febrero de 1992, una reforma a la Ley del
Instituto sentó las bases para su cambio estructural, con el
propósito de conciliar el carácter social del organismo con sanas
normas de gestión financiera”, definiendo el concepto de vivienda
de INTERÉS SOCIAL como aquella cuyo valor comercial no
rebasa los 300 VSMDF (Veces Salario Mínimo del Distrito
Federal). El nuevo modelo de organización pretende llevar al
INFONAVIT al mercado con un sentido social a través de la
productividad, la competencia, la calidad y la eficiencia. 2
� ARQUITECTURA. Corresponde a ésta ciencia la descripción del
aspecto funcional: las superficies construidas en relación a la de
los terrenos, orientación de las fachadas, materiales de
construcción, sistemas constructivos empleados, etc.
� ACTIVIDAD HUMANA. Toca a este concepto la descripción de
las acciones que llevan a acabo los habitantes de las viviendas, el
número de personas por familia, las consideraciones del espacio
2 Provivac- INFONAVIT. (1994) INFONAVIT una hipotecaria social. P 3
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habitable, y específicamente cómo manipulan éstos las aberturas
de las ventanas y de las puertas de las viviendas ocupadas.
Finalmente viene el aspecto de MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS usados y
señalados en estudios e investigaciones previas y aplicadas a viviendas de carácter
similar a las estudiadas. En este caso los documentos hablan de los métodos usados,
resultados y análisis estadístico de los mismos, sus alcances y logros, principalmente.
En este sentido las ciencia a emplear son:
� METEOROLOGÍA. Corresponde a ésta ciencia la descripción de
las cartas psicrométricas, la temperatura de bulbo seco y bulbo
húmedo; humedad relativa y absoluta, radiación solar, vientos
dominantes y su velocidad, etc.
• MATEMÁTICAS. Aquí se toman principalmente los aspectos que
corresponden a la estadística, como análisis, la media, la moda,
desviación estándar, correlaciones de eventos, regresiones y
respuestas de fenómenos, así como la normalización de la
información obtenida y la comparación basada en diagramas de
fase. Igualmente corresponde a ésta ciencia la descripción de los
modelos matemáticos, interpretación de ecuaciones y los
métodos numéricos.
c).- Relación de aspectos en el marco teórico
Posteriormente se muestran de manera gráfica las relaciones que guardan los
diferentes elementos que componen y que dan estructura a la investigación. De ésta
manera podemos ver una línea que se refiere a los conceptos de BIOCLIMATISMO,
de transferencia de calor a través de las envolventes, fundamentada en la Física
Clásica, principalmente en la TERMODINÁMICA. En otra línea se encuentra el
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INFONAVIT, donde se responde a la pregunta ¿qué es el INFONAVIT? y se define lo
que se considera VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL.
También está la ARQUITECTURA y finalmente el concepto de ACTIVIDAD
HUMANA. Éstas dos líneas son las que inciden en la problemática, y a partir de ellas
se contempla el aspecto MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS, que se fundamenta en el
manejo de los resultados de las mediciones obtenidas, auxiliándose en las
MATEMÁTICAS. ésta ciencia, junto con la METEOROLOGÍA, me proporcionará el
sustento para describir el MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL del objeto de estudio.
Fig. # 3 Esquema que muestra las relaciones que guardan los diferentes elementos del presente trabajo
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
OBJETO DE ESTUDIO: “COMPORTAMIENTO BIOCLIMATICO DE LA VIVIENDA DE INTERES SOCIAL” ” EL EFECTO DE L A ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN LAS CONDICIONES Y RESPUESTAS TÉRMICAS PROPIAS DE LA VIVIENDA DE INTERES SOCIAL”
PROBLEMÁTICA: LA EVALUACIÓN Y LA SIMULACION DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN LAS VIVIENDAS ES TEORICA, NO CONSIDERA LA INFLUENCIA DE LOS HABITANTES EN EL DESEMPEÑO TERMICO DE LA MISMA
INFONAVIT
VIV.INT. SOCIAL
ARQUITECTURA
ACTIVIDAD HUMANA
ANÁLISIS Y METODOS
BIOCLIMATISMO
TERMODINAMICA
TRANSFERENCIA DE CALOR
SIMULACIONES
VIVIENDAS DESOCUPADAS
VIVIENDAS OCUPADAS
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ESTADO DEL ARTE
a.- Resultados de la búsqueda
En estas páginas presento, de forma sistemática, los avances del conocimiento
en las caracterizaciones térmicas de las viviendas de interés social justificando con
esto el tema de estudio. Inicié la búsqueda de la información en la red Universitaria y
en la del ITC, y la proseguí mediante contactos personales, documentos editados de
congresos, así como en textos científicos sobre el tema, tesis de maestrías y de
doctorados y en direcciones de Internet, sobre todo en los portales de SOLAR
ENERGY, BUILDING ENERGY y BUILDING SOLAR.
En el mundo se han dado similitudes en cuanto a la preocupación por discutir la
necesidad de lograr que la planeación y el control de los asentamientos humanos se
dé conforme al medio ambiente climático, a la vocación del suelo, al contexto natural,
y al respeto de las características ecológicas de cada lugar; esto debido a que en las
últimas décadas se han observado cambios atmosféricos peligrosos para la vida del
hombre y en general para todos los seres vivos del planeta.
De acuerdo con estudios previos, las viviendas de interés social cuentan con
debilidades térmicas y temperaturas altas propias de su misma estructura interna y, al
mismo tiempo, de su entorno climático. Estos elementos les provocan diversas
circunstancias que pueden representar una falta de confort o bienestar, afectando el
desarrollo adecuado de quienes las habitan.
En la revisión bibliográfica se consideró toda aquella información relacionada
con la medición de los efectos o fenómenos causados por la interacción térmica del
medio ambiente y el interior de las viviendas de interés social. También se
encontraron referencias sobre estudios teóricos y experimentales de sistemas que
aíslan los edificios contra las condiciones del ambiente externo.
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Sin embargo, no conocemos el aspecto más importante; es decir, cómo están
influyendo las personas que habitan esas casas, cómo modifican las características
climáticas internas, y cómo los habitantes deciden si la casa fue o no confortable,
según sus propias creencias, influencias culturales y fisiológicas. Debido a esto, el
tema de estudio es EL PAPEL DEL USUARIO EN EL DESEMPEÑO AMBIENTAL DE
LA VIVIENDA.
Se describen a continuación los hallazgos que sustentan EL ESTADO DEL
ARTE DEL OBJETO DE ESTUDIO:
A finales de los 70s el INFONAVIT, consciente del desarrollo de la vivienda y
los efectos que ésta causa al medio ambiente, y buscando ser congruente y contribuir
a que se diera lo establecido en los planes nacionales de desarrollo y energía (donde
se contempla a este sector como medular para el mejoramiento del ambiente),
propuso, de manera experimental, recomendar viviendas que fueran bioclimáticas.
Las recomendaciones bioclimáticas, en la mayoría de los casos, no cuestan o
cuesta muy poco aplicarlas. Una de las principales objeciones que se hacen al
aprovechamiento de la energía solar, es que resulta muy cara. En efecto, lo es para
algunas aplicaciones y si consideramos que se trata de una energía que se encuentra
en abundancia pero dispersa, que requieren de grandes áreas para captarla y que
necesita materiales de captación generalmente costosos. Sin embargo, en el caso de
las construcciones, son las superficies de las fachadas y techos las que captan la
energía y en consecuencia, son los mismos materiales de construcción los que se
usan para este fin, no causando así gastos excesivos de materiales de captación,
como en casi cualquier otra aplicación de la energía solar.
En 1978, en Melbourne, Australia, los científicos Ohanessian y Charters
estudiaron el comportamiento de un sistema pasivo con los principios del muro
Trombe, haciéndole orificios a la placa colectora de calor para que el aire caliente
penetrara al interior del edificio. Probaron con doble vidrio y posteriormente con
diferentes espesores de placa, determinando que no importan los espesores, ya que
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con el tiempo éstos tienden a equilibrarse. Con un colector de placa de espesor
pequeño se requiere de menos tiempo para igualar las temperaturas.
A principio de 1980, aplicando criterios y recomendaciones hechas por un
conjunto de científicos de la UNAM, el INFONAVIT desarrolló diseños de viviendas
con sistemas pasivos de climatización. La adecuación bioclimática fue la primera
alternativa tendiente a la climatización natural de las edificaciones, que permite la
conservación de las energías no renovables y el aprovechamiento del sol y el viento.
Los sistemas pasivos están constituidos por elementos y dispositivos que no son
comunes en las construcciones convencionales, sino que aparecen como accesorios
para la captación, distribución, almacenamiento y disipación de la energía solar. En
los prototipos experimentales construidos por el INFONAVIT junto con la UNAM, se
incorporaron diversos sistemas con el fin de probar cuáles operarían mejor, y cuáles
podrían desechar los inconvenientes.
Al finalizar la década de los ochentas y al inicio de los noventas, se obtuvieron
respuestas de los experimentos realizados de manera institucional y que pueden ser
parte de los motivos del porqué no tenemos hoy por hoy ejemplos de ecotécnicas
aplicadas, como se pretendía cuando se realizaron viviendas utilizando sistemas
solares de energía en varias ciudades de la República Mexicana (La Paz, Baja
California, con los sistemas "Belvedere", "Captación de vientos doble techo”, con los
sistemas de "Invernadero" y "Muro TROMBE" en Chihuahua, Chihuahua, en Ciudad
Juárez, Chihuahua y en San Luis Potosí, SLP).
En esta década, además de lo ya comentado, el Instituto sufriría de una
inestabilidad administrativa. Tuvo seis cambios de directivos, y cada uno de ellos llegó
con su visión propia de lo debería ser el INFONAVIT, que distaban mucho de los
aspectos técnicos y funcionales de las viviendas.
En esos años se estableció un Compromiso por la Vivienda con los promotores
y desarrolladores de vivienda, para impulsar la generación de oferta habitacional para
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los trabajadores. Sin embargo, ya no se vio con tanto énfasis la integración de eco-
tecnologías y el diseño bioclimático como en tiempos pasados. Se deja que los
constructores sean los que tomen el riesgo en los aspectos de diseño, dimensiones y
características de las viviendas. Por otra parte, ésta materia se retoma en algunas
universidades, como la UNAM, haciendo más que nada análisis de los fenómenos de
carácter psicológicos causados por la vivienda.
En el estudio hecho (1995) por el Dr. Serafín J. Mercado, la M.C. Rosa
P. Ortega, la Psic. Maria Luna y el Lic. Cesáreo Estrada, denominado la
HABITABILIDAD DE LA VIVIENDA URBANA, se realizan mediciones de
variables como: el ruido proveniente de fuera, la medición de la
iluminación en el centro de cada espacio o habitación de la casa, la
temperatura, humedad y velocidad del aire.
Una vez dentro de la vivienda que fue facilitada para la medición,
se procedió a elegir a todos los integrantes de la familia que cumplieran
los requisitos de edad, así como el lugar en donde se realizarían las tres
mediciones establecidas (mañana, tarde, noche), cuidando siempre que
las tres mediciones fueran en el mismo lugar. La primera medida se
realizaba con las ventanas abiertas y la segunda con las ventanas
cerradas..3
Finalmente se presentaron los resultados, todos en función de parámetros
psicológicos como la habitabilidad, el placer, la activación, el control, la funcionalidad,
privacidad, operatividad, el significado y los valores. Estos parámetros son analizados
considerando los efectos que generan los atributos físicos que fueron medidos y que
definen el carácter positivo o negativo de los mismos.
También se realizaron estudios del comportamiento térmico de las viviendas en
el Postgrado en energética, DEPFI – UNAM, así como la comparativa con la norma
mexicana NOM-020.
3 Mercado, Ortega, Luna y Estrada 1995 Habitabilidad de la vivienda urbana
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DR. David Morillón y Rodolfo Díaz (1998). Al comparar los resultados del
cálculo de la ganancia térmica de una vivienda tipo, construida por el
INFONAVIT para las diferentes ciudades, con los valores recomendados
por la NOM-020, se observa que el cumplimiento de la norma fue muy
difícil en la mayoría de los casos. Es Importante destacar que la NOM-
020 no especifica cómo deben considerarse las temperaturas
equivalentes en las puertas (para este trabajo se consideraron las del
muro ligero).
A pesar de las limitaciones del estudio, se pudo concluir que las
ganancias térmicas en las edificaciones de interés social son en
promedio 50% mayores a las sugeridas por la norma; por lo tanto, es
prioritario disminuir las ganancias térmicas en este tipo de
construcciones.4
Los resultados de los cálculos realizados con el simulador, comparativamente
con los que establece las normas, son muy diferentes, siendo mayores los de las
simulaciones de las viviendas de INFONAVIT.
De manera similar, la Universidad Autónoma de Baja California presenta
simulaciones de comportamientos térmicos generados y esperados para la vivienda
tipo INFONAVIT, además de los resultados experimentales obtenidos por sistemas
constructivos alternos.
Para Gonzalo Bojórquez, Aníbal Luna, Ricardo Gallegos y Ramona
Romero (1999), en el desarrollo de nuevos materiales de construcción
fue importante conocer las ventajas o desventajas térmicas que éstos
ofrecen con respecto a otros productos.
4 Díaz y Morillón 1998 Comportamiento térmico de la vivienda de interés social en diferentes regiones climáticas del país
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Los resultados indicaron que una vivienda con muros de concreto con
lodo de papel, está dentro de los rangos simulados para concretos
ligeros y bloques con agregados ligeros. En lo que respecta al adobe,
ladrillo y bloque de concreto común, sólo se presentaron ventajas con
relación al uso de éste último.5
Con el mismo prototipo de vivienda y los mismos participantes del trabajo antes
citado, se hizo el estudio térmico de una mezcla realizada a partir del desecho
industrial de arena de sílice (producto del proceso de generación de energía eléctrica
de Cerro Prieto, en Mexicali, B. C.)
A partir del análisis, se puede apreciar que la vivienda construida con
muros de sílice como material alternativo presentan mayores ventajas
que las viviendas construidas con bloque y ladrillo; y desventajas con las
viviendas de adobe y perlita.
Por lo que fue de suma importancia realizar estudios con materiales
alternativos en la búsqueda de mejores propiedades tanto mecánicas y
térmicas, obteniendo así productos aptos para la construcción de
espacios con mejores condiciones de confort 6
Delia Chan, Ramona Romero, Gonzalo Bojórquez y Aníbal Luna (1999).
Propusieron estrategias de adecuación ambiental en la edificación en
zonas áridas-cálidas extremas como la de Mexicali, donde fue
indispensable para disminuir los requerimientos de enfriamiento interior,
alcanzar niveles de confort en espacios interiores.
De los resultados obtenidos en este caso de estudio se concluye que
una de las estrategias de adecuación ambiental para zonas áridas
5 Bojórquez, Luna, Gallegos y Romero 1999 Concreto ligero con lodo de papel: simulación térmica y estudio
comparativo
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cálidas más efectivas, en términos del mejor ahorro de energía eléctrica
en el uso de sistemas de refrigeración, fue la aplicación del aislamiento
térmico en la envolvente arquitectónica, especialmente en techos.7
A continuación presento algunos documentos que nos proporcionan
información que puede servir de soporte a nuestro problema de estudio y
objeto de investigación.
En España, en el año 2000, el cabildo de Tenerife, el Instituto
Tecnológico de Energías Renovables y el Colegio de Arquitectos de
Canarias, lanzaron un concurso dirigido por César Ruiz Larrea para la
construcción de una urbanización de 25 viviendas bioclimáticas distintas
en Granadillas. Debían de ser viviendas de unos 120 m2, con salón, 3
dormitorios, cocina y baños, integradas en el medio, innovadoras,
capaces de autoabastecerse. Se recibieron 212 respuestas de 29
países. El proyecto ganador, del cual hablaremos en este artículo, fue el
del equipo de 3AC, estudio de arquitectura de Madrid. En la zona
considerada el ITER tiene instalados unos aerogeneradores y un centro
de investigación destinado a recibir investigadores del mundo entero.
Hoy las 25 viviendas tienen sensores para medir las temperaturas, la
humedad, el viento, etc., y debido a ello se puede investigar su
funcionamiento y el grado de confort que ofrecen en las duras
condiciones climáticas del lugar.8
6 Bojórquez, Luna y Gallegos, 1999 Simulación térmica de material alternativo para muros
7 Chan, Romero, Bojórquez y Luna 1999 Evaluación térmica de estrategias de adecuación ambiental para viviendas en zonas
áridas y su impacto en ahorro de energía eléctrica
8 César Ruiz Larrea .- España ( 2000 ) Concurso vivienda bioclimática cabildo de Tenerife, el Instituto Tecnológico de
Energía Renovables y el Colegio de Arquitectos de Canarias
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b.- Situación actual
Dentro de la revisión pudimos encontrar que en los últimos tres años se
han realizado estudios con relación a la vivienda en varias partes del mundo,
destacándose principalmente los países de España, Argentina, Brasil, Chile,
Venezuela y México.
Givoni Baruch y Vecchia Francisco en Florianópolis, Brasil, en el año
2001 presentaron su trabajo relacionado con la predicción térmica del
desempeño de las viviendas cuando son ocupadas. Ellos realizan el
análisis del comportamiento del desempeño de la edificación ocupada, y
a partir de los datos obtenidos realizan los modelos matemáticos
representativos del comportamiento térmico. Este trabajo fue publicado
en PLEA 2001, en Brasil, en el mes de noviembre.9
Alizo Camacho (2003), a través de la Universidad de Colima, desarrolló
la caracterización bioclimática de 4 tipologías de viviendas con influencia
y características particulares en el puerto de Manzanillo, se realizó el
análisis climático de las condiciones externas del contexto, por medio de
los datos recogidos expuestos en la carta bioclimática de Olgyay,
interpretara el bioclima interno de la edificación conociendo el grado de
confort que existe o no en cada caso
.
Finalmente con toda ésta información ya procesada se podrán comparar
los resultados de las 4 tipologías, obteniendo la respuesta a la pregunta
principal; “¿cuál de ellas es la que se adapta y funciona de mejor manera
al clima costero?”10
9 Givoni B, Vecchia F. Predicting thermal performance of occupied houses. PLEA 2001, Florianópolis, Brasil; November 2001 10 Alizo Camacho 2003 Caracterización bioclimática de 4 topologías de vivienda en Manzanillo Colima Universidad de Colima
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Silvia de Schiller (2004). El Centro de Investigación Hábitat y Energía de
la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la Universidad de
Buenos Aires presenta una metodología para evaluar aspectos de
sustentabilidad en vivienda social de bajo costo en climas tropicales y
subtropicales, con el objetivo de identificar estrategias apropiadas de
diseño del agrupamiento, unidades de viviendas y técnicas
constructivas,. Se realizaron simulaciones del comportamiento térmico
para evaluar soluciones alternativas, demostrándose la importancia de
las decisiones de diseño en cada escala, forma de la edificación,
agrupamiento, orientación de aberturas y techos y la relevancia del
espacio exterior para lograr adecuados niveles de confort con mínimo
impacto de costo e importantes beneficios en la habitabilidad de la
vivienda.11
John Martín Evans, (2004). Analizó las implicaciones de la crisis
económica en relación a la situación energética, demostrativa de la
necesidad de implementar medidas de uso racional de energía en
edificios. Se presenta un análisis del impacto de variables de diseño en
el confort térmico y la demanda de energía, haciendo énfasis en la
orientación y la incidencia de superficies vidriadas. Finalmente, se
consideran las limitadas posibilidades de incentivos y medidas para
promover edificios eficientes de bajo impacto ambiental.12
En las zonas calientes y húmedas de Venezuela, como en otras
regiones del globo, se usan cantidades importantes de energía en el
acondicionamiento del aire.
Esta exposición tiene como propósito mostrar los resultados del análisis
de cinco estudios de campo sobre el confort térmico, y a partir de éstos,
establecer una primera propuesta de temperaturas neutrales o de confort
11 Schiller 2004 Sustentabilidad en vivienda social desarrollo y aplicación de un método de evaluación email:schiller@fadu .uba.ar Buenos Aires Argentina
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(TN), diferenciados por su aplicación en edificios con acondicionamiento
del aire (AA) y en edificios naturalmente ventilados (NV), en el marco de
las condiciones climáticas tropicales y húmedas, realizados en
Maracaibo, Venezuela, durante la estación seca (en febrero y abril). Los
primeros tres de estos estudios corresponden a encuestas realizadas a
individuos habituados a los edificios enfriados por aire acondicionado.13
Baruch Givoni y Eduardo Kruger en Brasil, en el mes de marzo de 2004,
en comunicación directa vía correo electrónico, comentaron su trabajo
relacionado con la predicción térmica del desempeño de las viviendas de
interés social cuando son ocupadas. Dijeron que existen dudas respecto
a cómo serian las diferencias en una vivienda desocupada, que tal vez
se impactaría el interior con temperaturas más grandes por el efecto de
las propiedades físicas de la edificación14
c.- Conclusiones
En la búsqueda realizada sólo se encontró información que presenta el
comportamiento de las viviendas en diferentes situaciones, pero normalmente
desocupadas, modelos matemáticos o simulaciones hechos con diferentes materiales
y distintas condiciones ambientales, asimismo se ha estudiado cómo se comportarían
las viviendas con una serie de sistemas adosados a la estructura propia de la
edificación, elementos separados, y en ocasiones hasta con efectos contrarios entre
ellos, lo que agrava su funcionamiento y dificulta también la interpretación adecuada
de los datos obtenidos en la investigación, por lo tanto no se cuenta con datos
confiables para poder analizar y establecer el desempeño de las edificaciones.
12 Evans 2004 Hacia la eficiencia energética en arquitectura incentivos y presiones. Buenos Aires Argentina 13 Sobre el confort térmico: temperaturas neutrales en el trópico húmedo Junio de 2004 Estudios de arquitectura bioclimática Universidad Autónoma Metropolitana. publicado por la División de artes y ciencias para el diseño en Azcapozalco México 14 - Kruger E, Givoni B. Predicting thermal performance in occupied dwellings. 2004
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No se encontraron estudios donde se pueda observar el comportamiento
térmico de las viviendas de interés social del INFONAVIT y los efectos que sus
habitantes puedan causar en cuanto al desempeño térmico de la edificación respecto
a sus características físicas y sus reacciones, algunos que tratan el tema de este tipo
de viviendas, lo estudian buscando aspectos de sustentabilidad térmica, tal fue el
caso, de Silvia de Schiller que presentó las mediciones del comportamiento térmico
de las viviendas normalmente desocupadas y cuando se consideran ocupadas,
invariablemente se inserta a continuación al usuario y se evalúa cómo le afecta o
cómo percibe el desempeño térmico de la vivienda.
Entre los estudios mas recientes e importantes se encuentra el realizado por Baruch
Givoni y Eduardo Kruger el año 2001 en Brasil, y con Francisco Vecchia y la
Fundación Chile, en 2004, quienes han estudiado la predicción térmica del
desempeño de las viviendas de interés social cuando son ocupadas, hasta llegar a
diseñar la ecuación que predice el comportamiento de las casas pero sin llegar a
introducir la variable humana en ella.
Se cuenta con información obtenida de la investigación de mi tutor en dos
espacios educativos “iguales” en la Universidad de Colima y donde se pudo
evidenciar que el comportamiento térmico de los espacios fue diferente, presentando
ciertos patrones de conducta. Fue entonces que se pensó que éstas anomalías se
generaban por los habitantes que usaban el espacio, se insertan los artículos que
fueron generados y presentados por nosotros en el último evento de ANES (2006). En
conversación personal se discutió la posibilidad de que las diferencias en los datos
obtenidos de las temperaturas fueron producidas por diferencias de uso de alumnos y
maestros; lo que se afirmó al poner atención a las series de tiempo, donde se observo
que existían coincidencias entre las anomalías y los horarios de clase.
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METODOLOGÍA
a.- Generalidades
La pregunta que dio origen al problema u objeto de estudio fue: ¿LOS
HABITANTES DE UNA CASA PODRIAN SER UNA VARIABLE MÁS EN LA
ECUACIÓN DEL DESEMPEÑO TÉRMICO?
La Hipótesis general o de trabajo que se planteó en el desarrollo de este
trabajo es:
• La actividad de los usuarios de una casa habitación modifica el desempeño
térmico de la envolvente arquitectónica; ésta modificación es de tal magnitud,
que se convierte en el principal factor de su desempeño.
La Hipótesis Específica que se planteo en el desarrollo de este trabajo es:
• La manipulación de puertas y ventanas realizada por los usuarios de una casa
habitación, modifica el desempeño térmico de la envolvente.
El objetivo general de este trabajo
El objetivo general del presente trabajo fue comparar el desempeño térmico de
dos casas habitación de interés social en condiciones similares, excepto por el hecho
de que una de ellas estará ocupada y la otra no. Asimismo analizar los cambios en el
comportamiento térmico de la casa ocupada provocado por la actividad de sus
ocupantes en su interior.
Del objetivo general descrito anteriormente se pueden desprender los siguientes
objetivos particulares
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• La obtención de información que permita establecer el desempeño térmico de
una vivienda ocupada.
• La obtención de información que permita establecer el desempeño térmico de
una vivienda deshabitada.
• Comparación de los desempeños térmicos mostrados por ambas viviendas y el
establecimiento de la correlación entre la actividad de los usuarios y la
desviación gráfica observada en la casa ocupada respecto a la deshabitada.
• Explicar las correlaciones o comparaciones entre las diferencias de desempeño
térmico y la actividad de los usuarios al manejar los dispositivos de abrir y
cerrar puertas y ventanas, en términos de la teoría de la jerarquía de
necesidades de Maslow.
La clasificación de la investigación presentada en este trabajo es
CUANTITATIVA-CUALITATIVA, EXPERIMENTAL DE CAMPO, DESCRIPTIVA,
TRANSVERSAL Y DE VANGUARDIA.
b. Procedimiento que se siguió
Anticipando la veracidad de la hipótesis de trabajo, podemos afirmar que las
mediciones térmicas realizadas fueron la parte fundamental a considerar dentro del
estudio, y que dieron la pauta para la incorporación de características de diseño de la
vivienda de interés social. Dichas mediciones fueron la temperatura de bulbo seco y la
humedad relativa en el interior de las salas y en las recámaras de cada vivienda,
asimismo, que se encuentran localizadas en la colonia LAS HUERTAS de la ciudad
de Tecomán, municipio de Colima, y en el exterior se medirá la velocidad y dirección
del viento, la temperatura y la humedad relativa de las casas habitación,
• Cada media hora se registro en el exterior y en el interior de cada vivienda la
temperatura de bulbo seco, y la humedad relativa; en la sala y en cada una de
las recámaras, durante 12 meses consecutivos.
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• La temperatura de bulbo seco y la humedad relativa se medirán usando
dispositivos HOBO, que integran sensor y data logger.
• La velocidad del viento y la temperatura exterior se medirán usando un “HOBO
micro station data logger” con los sensores apropiados.
• El proceso a seguir en la comparación y correlación de la información obtenida
se realizó usando técnicas estadísticas convencionales.
• La temperatura de globo se medirá con un dispositivo que construiremos a la
manera tradicional, pero reemplazando el termómetro de vidrio por un sensor y
data logger integrado e introducido directamente en el interior de la esfera
metálica, o bien usando un termómetro externo conectado al data logger, que
también estaría en el exterior..
• Para conocer el efecto de la ventilación en el interior y en el exterior por las
aberturas de puertas y ventanas, se diseñó y se construyó un sistema de
registro que consiste en una computadora con multiplexor que contiene 64
canales sensibles a los estados de abierto ó cerrado, el sensor según el caso,
para las ventanas se construye con 2 interruptores magnéticos y con 5 en el
caso de las puertas con giros hasta 180º , estos detectan el paso o la
presencia de un imán mismos que se colocaran en las puertas y ventanas,
para la recolección de la información se diseño un programa que hace un
barrido de los 64 canales cada 100 milisegundos que garantiza que detectara y
registrara todo cambio de posición.
c.- Metas
• Registrar la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa en tres casa de
interés social, durante tres periodos, de tres meses cada uno.
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• Registrar la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa ambientes en los
tres periodos establecidos
• Obtener registros de cuando abren o cierran las puertas y las ventanas en las
casas ocupadas por lo menos en uno de los periodos de medición de las
temperaturas, para establecer la influencia de esa actividad humana en el
desempeño térmico de la casa.
d.- Localización de las viviendas a estudiar
Posteriormente, fue conveniente, como consecuencia del seguimiento del proceso
metodológico elegido, poner en antecedentes al lector, el origen de la decisión del
¿Porque esas tres casas?, fue posible determinar las alternativas meteorológicas,
sociales, o de otra índole que influyeron en la elección del emplazamiento analizado,
haciendo énfasis principalmente en lo siguiente:
1. Se pretendió que fueran casas de interés social.
2. Que cumplieran con la tipología de la vivienda económica, esto es que no
tuviera un valor de venta mayor a 117.0 VSMDF.
3. Que fueran del tipo de viviendas que se construyen y se comercializan para
derechohabientes del INFONAVIT,
4. Que se encontraran en algún municipio de Estado de Colima, en este caso se
recomendó el municipio de Tecomán.
5. Lo mas importante, y complicado, en la mayoría de los casos fue obtener la
disponibilidad del propietario y la oportunidad de tener tres casas
recientemente construidas para iniciar la investigación; después tenerlas
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desocupadas por casi un año para la primer fase y posteriormente ocupadas
para las siguientes fases. Por ultimo, los aspectos climáticos y sociales no se
consideraron como elementos para decidir los prototipos a medir, ya que ésta
información formaría parte de las variables a considerar y a medir en
cualquiera de los emplazamientos que se definieran
Son tres casas construidas en igualdad de circunstancias, tienen la misma
distribución arquitectonica y sus materiales de edificación así como los acabados que
se dieron son iguales, de la misma forma se consideraron sin ningún elemento
adicional, esto es que las viviendas no tienen vegetales, ni muebles, ni diferencias en
el concepto de aseo.. etc. No se consideró conveniente describir las variables físicas
de los habitantes, debido a que el objetivo general del estudio fue encontrar el efecto
que tienen sobre la temperatura y la humedad los patrones de la actividad humana,
enfocada a la acción de abrir y cerrar puertas y ventanas en el interior de la
envolvente arquitectónica.
Fig. # 4 Fotografía que muestra las tres casas en donde se realizó el estudio.
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e.- Calibración
Con el propósito de realizar la calibración de los instrumentos de medición a utilizar,
se escoge un lugar donde se puedan acomodar todos los aparatos que serán
utilizados, cuidando que no existan anomalías climáticas que afectan de manera
particular sólo a uno de los aparatos, como puede ser la incidencia de un solo rayo
solar, o una corriente de aire.
Se programaron los aparatos para que en determinados periodos tomaran las
lecturas de las variables del medio ambiente, principalmente de temperatura y
humedad relativa del aire.
Fig. # 5 Planta de localización de las viviendas en las que se realizaron las pruebas
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Se realizaron dos calibraciones, ya que durante la primera vez los sensores se
colocaron en un lugar de donde se obtuvieron datos de oscilaciones térmicas muy
bajas. La segunda ocasión se localizó un lugar apropiado para que las oscilaciones
fueran de mayor magnitud y observar así el comportamiento de los aparatos.
Se efectuaron las calibraciones, el grado de precisión se podrá observar en las
gráficas a continuación
PRIMERA CALIBRACION
22
23
24
25
26
27
0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00
TIEMPO
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
FACARQ002REC3 TEMP 0C FACARQ006SALA2 TEMP 0C
LEANDRO003MAMB3 TEMP 0C LEANDRO004REC2 TEMP 0C
LEANDRO005SALA3 TEMP 0C LEANDRO006REC1 TEMP 0C
LEANDRO007SALA1 TEMP 0C LEANDRO008MAMB2 TEMP 0C
Gráfica. # 1 gráfica que muestra datos de oscilaciones térmicas muy bajas.
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SEGUNDA CALIBRACION
20
21
22
23
24
25
26
27
15 21 3 9 15 21 3 9 15
TIEMPO
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
LEANDRO006REC1 FACARQ002REC3 FACARQ006SALA2
LEANDRO003MAMB3 LEANDRO007SALA1
Gráfica. # 2 Gráficas que muestra datos de oscilaciones térmicas más altas. f.- Registro de datos
1.- Primera fase, corroboración de similitud del co mportamiento térmico Previamente de medir las diferencias térmicas por la actividad humana al
interior de las casas que fueron seleccionadas con ese fin, se realizaron dos pruebas
piloto con el objeto de no atribuir al comportamiento humano las diferencias térmicas
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que, de manera natural, se tienen en las casas escogidas en Tecomán para el
experimento. Se ha considerado que su comportamiento sea similar.
En ésta parte del proyecto se realizó la medición, en tres casas tipo vivienda
económica, de un ciclo completo del valor de las dos variables básicas: temperatura y
humedad relativa del aire, dado que las tres casas son iguales en cuanto a materiales
y acabados no se consideraron: la radiación infrarroja, temperaturas de las paredes,
el efecto de la geometría y la orientación, las variables como: la suma de humedades
provenientes de vegetación, el aseo de la vivienda y otros agentes externos. Mismos
que generarían una gran cantidad de variables haciendo mas complicado el análisis
de la información y se haría más complejo el objeto de estudio.
Colocación de instrumentos de medición
Una de las actividades programadas para el Congreso anual de investigación
en arquitectura del PIDA, fue instrumentar la evaluación del comportamiento térmico
de las tres viviendas ya construidas en la ciudad de Tecomán.
Antes de colocar instrumentos de medición, fue importante definir los objetivos del
estudio experimental y los datos que se pretenden obtener, considerando las
limitaciones del equipo disponible, condiciones del contexto y escaso tiempo de
trabajo.
Para este fin, se establecieron las siguientes condiciones:
• Paredes terminadas y pintadas, con vidrios en ventanas.
• Vivienda sin ocupar.
• Exposición al sol, sin medir su influencia sobre las paredes.
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• Alturas fijas para los instrumentos (se colocaron a 1.85 m).
• Medición de la temperatura y de la humedad relativa del aire.
Los sensores del tipo HOBO se colocaron en las partes centrales de cada uno de
los espacios y fueron suspendidos de los sockets de los focos, como se muestra en
las fotografías a continuación.
Fig. # 6 Forma en que se colocaron los hobos en los espacios para la primera fase de estudio
Fig. # 7 Colocación del hobo en la primera fase a 1.80 m. del piso, sin habitantes
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Estos mismos sensores fueron utilizados para la toma de lecturas en el
exterior, adaptándose mediante platos de plástico que proporcionaran tanto
protección solar como contra la lluvia, y se colocaron en los patios de las casas 2 y 3.
Fig. # 8 Hobo adaptado para mediciones exteriores
Los sensores, ocho en total, fueron colocados en los siguientes lugares para
medir la temperatura, cada hora, durante 14 semanas (aproximadamente 100 días):
En la Casa número 1:
Al centro de la sala y de la recámara, a una altura de 1.85m.
En la Casa número 2:
Al centro de la sala y la recámara, a una altura de 1.85m. Además, en el patio
de servicio a una altura de 2.10 m.
En la Casa número 3:
Al centro de la sala y la recámara, a una altura de 1.85m. Además, en el patio de servicio a una altura de 2.10 m.
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Fig. # 9 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los espacios y el orden que guardan, entre ellas, correspondiendo a la de abajo, la casa 1, a la de en medio la 2, y la de arriba la 3, asimismo muestra la colocación de los instrumentos de medición.
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2.- Segunda fase Exploración y colocación de instru mentos Para estar en condiciones de comprobar lo que se describe en la hipótesis, se
establecieron los siguientes objetivos:
El objetivo general del presente trabajo fue realizar comparaciones a partir de
la información que arrojen las mediciones del clima interno en las viviendas de interés
social del INFONAVIT, considerando dos viviendas ocupadas y otra sin ocupar. Éstas
tendrán la misma orientación, tipología y materiales de construcción en su envolvente
y distribución arquitectónica de los espacios.
Como parte de este objetivo, se consideró detectar las mediciones térmicas
interiores que caracterizan las condiciones de las viviendas edificadas cuando se
encuentren ocupadas, así como comparar los resultados de las mediciones que se
generaron con el propósito de identificar y describir el desempeño térmico de las
viviendas, y validar o no la hipótesis de trabajo planteada.
En ésta parte del proyecto se pretende medir, en tres casas iguales, un ciclo
completo del valor de las dos variables básicas: temperatura y humedad relativa del
aire. No se consideran la radiación infrarroja ni las temperaturas de las paredes, así
como tampoco consideramos el efecto de la geometría y la orientación.
Dos de las casas se pretende que se encuentren ocupadas; esto se debe a que
el objetivo general del estudio fue encontrar el efecto que tiene la actividad humana al
interior de la envolvente.
Los sensores del tipo HOBO que se especifican a continuación, se colocaran
en las partes centrales de cada uno de los espacios y serán fijados mediante clavos a
las paredes.
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Fig. # 11 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los instrumentos de medición en la segunda fase de mediciones.
Casa 3
Sala 3
Rec 3
M.
Casa 2
Sala 2
Rec 2
M.
Casa 1
Sala 1
Rec 1
Fig. # 10 HOBO U12 Temp/RH Data Logger Part # U12-011 USB Temperatura / humedad relativa logger con sensor de alta capacidad interna, USB de interfase.
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Colocación de instrumentos de medición
En la Casa 1, se colocaron al centro de la sala y de la recámara, sobre el muro
norte, a una altura de 2.10m.
En las Casas 2 y 3 al centro de la sala y de la recámara, sobre el muro norte,
a una altura de 2.10m. Además, se colocarán los circuitos para registrar el posible
encendido de un ventilador.
3.- Tercera fase Definitivos y colocación de instru mentos para
registrar aperturas de puertas y ventanas
En ésta parte del proyecto se pretende obtener las mediciones especificadas
en la segunda fase, correspondientes a temperatura y humedad relativa del aire de
las tres casas, de las cuales, dos se pretenden que estén ocupadas; esto se debe,
como se ha escrito líneas arriba, a que el objetivo general del estudio fue conocer el
efecto que tiene la actividad humana al interior de la envolvente.
De manera complementaria a la información recopilada dentro de las viviendas,
y con el objeto de formalizar el concepto definido en el marco teórico correspondiente
a la actividad humana, se colocarán detectores diseñados específicamente para
registrar cuando se abren o cierran la ventana de la cocina, de la recámara, la puerta
principal de ingreso y la puerta del patio.
Para este fin se diseñó y se construyó un sistema de registro
computarizado que consiste en una computadora personal con multiplexor que
contiene 64 canales sensibles a los estados de abierto ó cerrado, el sensor
según el caso, para las ventanas se construye con 2 interruptores magnéticos y
con 5 en el caso de las puertas con giros hasta 180º como se muestra a
continuación en la figura 12, estos detectan el paso o la presencia de un imán
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mismos que se colocaran en las puertas y ventanas, para la recolección de la
información, se diseñó un programa que hace un barrido de los 64 canales
cada 100 milisegundos, que garantizó que detectar y registrar todo cambio de
posición. A continuación se muestran los interruptores magnéticos empleados,
asimismo las bases donde estos serán colocados, quedando a cada 30º de
separados, estos para que se sujeten en la herrería correspondiente.
Fig. # 12 Sensores fabricados para registrar la actividad humana, en relación a las aperturas de puertas y ventanas
Por otra parte, y con el objeto de identificar y describir el desempeño térmico de
las viviendas y relacionarlo con la conducta térmica del exterior, principalmente en el
aspecto de la temperatura del aire externo de tal manera que se podrán comparar los
resultados de las mediciones que se generaran. esto servirá para validar o no la
hipótesis de trabajo planteada.
Los sensores del tipo HOBO que se especificaron en la Fig. # 11 en la Pág. 39
de la descripción de la segunda fase de la investigación se colocarán en las partes
centrales de cada uno de los espacios y serán fijados a las paredes por medio de
clavos de las paredes. También se colocarán los instrumentos que registran qué tanto
fue abierta la ventana o la puerta y durante cuánto tiempo se mantuvo en esa
posición.
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Colocación de instrumentos de medición
En la Casa 1 no se colocaron los instrumentos para medir las aperturas de las
puertas y ventanas.
En la Casa 2 se colocaron los instrumentos, pero no se tiene la confianza
suficiente, porque, según los vecinos, las personas que deberían ocupar la vivienda
tienen meses sin ingresar a ella.
Finalmente, en la Casa 3, se colocaron los instrumentos para medir las aperturas de
las puertas y ventanas, como se muestra en la Fig. # 13, obteniendo un registro por
cada cambio generado por la actividad de los individuos que habitan la vivienda.
Fig. # 13 Planta de acomodo de los instrumentos de medición de la actividad humana, definida por el manejo de las ventanas y puertas.
Casa 3
Sala 3
Rec 3
M.
M.
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RESULTADOS
a.- Resultados de primera fase
Una vez obtenidos los resultados, se dieron varios tratamientos
buscando una interpretación sencilla y clara, que nos manifestara cómo fue el
comportamiento térmico de las edificaciones. A continuación se muestran las
familias de curvas de temperatura que representan cada una de las semanas
de registros que fueron levantados en las recámaras de las tres casas. En la
lámina siguiente se hacen algunas observaciones de interés.
Gráfica. # 3 Muestra familia de datos de oscilaciones térmicas para recámaras y salas
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A continuación se muestra la gráfica que modela el comportamiento de
las temperaturas del aire de las recámaras de las tres casas, con los aparatos
de medición colocados a una altura de 1.85 m.
MINIMOSMENOR REC2 REC1 REC2MEDIO REC3 REC2 REC3MAYOR REC1 REC3 REC1
0- 8 - 9 17 - 18REC1 28.31 24.95 30.78REC2 27.52 25.06 28.71REC3 28.03 25.12 30.43
REC1 MAYOR MENOR MAYORREC2 MENOR MEDIO MENORREC3 MEDIO MAYOR MEDIO
MAXIMOSMENOR REC2 REC3 REC2MEDIO REC3 REC2 REC3MAYOR REC1 REC1 REC1
0- 8 - 9 17 - 18REC1 32.34 29.33 36.26REC2 31.35 28.71 34.09REC3 31.76 28.37 35.77
REC1 MAYOR MAYOR MAYORREC2 MENOR MEDIO MENORREC3 MEDIO MENOR MEDIO
TEMPERATURAS MINIMAS EN RECAMARAS
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
32.00
34.00
0- 8 - 9 17 - 18
TIEMPO ( PERIODO )
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
REC1
REC2
REC3
TEMPERATURAS MAXIMAS EN RECAMARAS
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
0- 8 - 9 17 - 18
TIEMPO ( PERIODO )
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
REC1
REC2
REC3
Grafica. # 4 Temperaturas máximas y mínimas de las recámaras de las tres casas
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De la misma manera que se presentaron las familias de curvas para las
recámaras, se realizaron idénticos estudios para las salas de las tres casas,
que fue lo que se muestra a continuación.
MINIMOSMENOR SALA2 SALA2 SALA1MEDIO SALA1 SALA1 SALA2MAYOR SALA3 SALA3 SALA3
0 8 - 15 - 16SALA1 28.03 25.12 30.08SALA2 27.64 24.35 32.08SALA3 28.65 25.45 33.70
SALA1 MEDIO MEDIO MENORSALA2 MENOR MENOR MEDIOSALA3 MAYOR MAYOR MAYOR
MAXIMOSMENOR SALA2 SALA2 SALA1MEDIO SALA1 SALA1 SALA2MAYOR SALA3 SALA3 SALA3
0 8 - 15 - 16SALA1 31.76 28.70 35.77SALA2 31.29 28.20 37.38SALA3 32.40 29.04 39.36
SALA1 MEDIO MEDIO MENORSALA2 MENOR MENOR MEDIOSALA3 MAYOR MAYOR MAYOR
TEMPERATURAS MINIMAS EN SALAS
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
32.00
34.00
0 8 - 15 - 16
TIEMPO ( PERIODO )
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
SALA1
SALA2
SALA3
TEMPERATURAS MINIMAS EN SALAS
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
0 8 - 15 - 16
TIEMPO ( PERIODO )
TE
MP
ER
AT
UR
AS
oC
SALA1
SALA2
SALA3
Grafica. # 5 Temperaturas máximas y mínimas de las salas de las tres casas
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En lo que se refiere a las recámaras, ver gráfica # 6 se puede observar
que las temperaturas mínimas, la más baja corresponden a la casa 3, mientras
que la más alta, de las mismas, corresponden a la casa 1. Asimismo, respecto
a las máximas temperaturas, encontramos que la máxima, mas baja
corresponde a la casa 2 y las máximas mas alta corresponden a la casa 1,
quedando la casa 3 en las medias, principalmente en las máximas.
Grafica. # 6 Temperaturas promedio horario semanal de las recámaras
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En el caso de las salas de las tres casas, se puede observar en la gráfica
# 7, a continuación, el siguiente comportamiento: en el caso del mínimo más
baja se presenta en la casa 2 y la mínima, más alta se presenta en la casa 3.
En el caso de las máximas se comportan de la misma manera que las mínimas;
esto es, que la máxima más baja se presenta en la casa 2 y la máxima más
alta en la casa 3.
Grafica. # 7 Temperaturas promedio horario semanal de las salas
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Para los datos del medio ambiente, tanto en la casa 1 como en la casa 3,
se tomaron los mismos datos. Por tal motivo, sólo se considerarán los
mencionados como AMB2 y AMB3.
b.- Resultado de la segunda fase
En segundo lugar, se presentan las viviendas en condiciones ocupadas.
Esta fase corresponde a la segunda parte de la experimentación, donde se
midieron las tres viviendas (dos de ellas ocupadas) con objeto de apreciar las
diferencias térmicas y de humedades relativas provocadas por las actividades
humanas desarrolladas en las viviendas del experimento, ubicadas en
Tecomán.
En las gráficas siguientes se muestran las variaciones de temperatura
promedio mensual tomadas cada media hora. El valor inicial de tiempo
corresponde a la medición efectuada a las 0:0 horas del primero de junio de
2006, y se continúa con los valores de tiempo cada media hora hasta las 23
horas del 31 de junio de 2006, correspondiente a un mes completo de
mediciones.
Las diferentes líneas en la gráfica # 8 representan los valores (tomados
cada media hora) de temperatura horaria mensual correspondientes a las
recámaras de las viviendas, respectivamente. Al comparar los valores de las
curvas a la misma hora, observamos que las variaciones de temperatura
horaria mensual varían considerablemente entre ellas.
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Sin embargo, lo que se pudo apreciar fue una conducta aleatoria, ya que
no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores,
mostrados en la primer fase, siendo la recámara de la casa 1, sin ocupar, el
espacio más caliente, compartiendo con los espacios habitados que
corresponde a la recámara de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más
calientes y otras más frías, rompiendo el ciclo típico observado con
anterioridad.
Asimismo, las líneas en la gráfica # 9 representan los valores de
temperatura horaria mensual (tomados cada media hora) correspondientes a
las salas de las viviendas estudiadas, manteniendo un comportamiento
aleatorio similar al de las recámaras mostrado en la gráfica # 8.
Grafica. # 8 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las recámaras
POMEDIO HORARIO MENSUAL
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3
PROMEDIO SEMIHORARIO
MENSUAL
TIEMPO ½ HR.
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Las líneas en las gráficas que se presentan a continuación, representan
los valores de temperatura diarias tomadas a cada media hora, la gráfica # 10
correspondientes a las recámaras y la # 11 a las salas de las viviendas
respectivamente, y a dos ciclos de días completos. Al comparar los valores de
las curvas a la misma hora observamos cómo cambian azarosamente las
variaciones de temperatura horaria diaria, reflejando una conducta con gran
aleatoriedad contraria a la típica observada en las casas sin ocupar.
Igualmente se aprecia que en ambos casos, tanto para recámaras en la
gráfica # 10, como para las salas, en la gráfica # 11, se pierde el orden
detectado en forma parcial y en las casas con habitantes, ya que en forma
general se mantiene el parámetro medido en la casa 1, siendo la recámara la
más caliente y la sala la más fría, respectivamente.
Grafica. # 9 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las salas
POMEDIO HORARIO MENSUAL
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
38.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
SALA1 SALA2 SALA3
+
PROMEDIO SEMIHORARIO
MENSUAL
TIEMPO ½ HR.
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Gráfica. # 10 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos
DATOS HORARIOS DIARIO
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3
TIEMPO ½ HR.
TEMPERATURAS SEMIHORARIAS
DIARIAS
Grafica. # 11 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos
DATOS HORARIOS DIARIO
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
SALA1 SALA2 SALA3
TIEMPO ½ HR.
TEMPERATURAS SEMIHORARIAS
DIARIAS
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Sin embargo, se observan variaciones y anomalías importantes que pueden
describir comportamientos rutinarios, como el caso de la recámara tres.
c.- Resultados de la tercera fase
Esta fase corresponde a la tercera parte de la investigación, en donde se
midieron las temperaturas y humedades relativas de las tres viviendas (dos de
ellas ocupadas) con objeto de apreciar las diferencias provocadas por las
actividades humanas en términos de cuando abren las puertas y cuando las
cierran dentro de las casa ocupadas, asimismo cuando abren y cierran las
ventanas.
A continuación se muestran dos ejemplos de las tablas que dieron
resultados del sistema del levantamiento sistemático de información referente a
la actividad de los ocupantes, en éstas tablas, en su parte izquierda se
localizan las columnas correspondientes al tiempo expresado en horas,
minutos y segundos, registrándose en cada una de las posiciones que le
corresponde el hecho de que fue abierta y / o cerrado
La fecha de hoy es: 20061115.txt
TIEMPO ELEMENTOS
HS. MIN SEG. PUERTATA DE INGRESO PRINCIPAL
PUERTATA PATIO VENTANA DE LA COCINA
VENTENTANA DE LA REAMARA..
1 41 23 CERRADO CERRADO CERRADO SEMIABIERTO 3 29 40 CERRADO CERRADO CERRADO ABIERTO 6 9 15 CERRADO SEMIABIERTO CERRADO ABIERTO 6 28 4 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO 6 28 7 CERRADO ABIERTO CERRADO CERRADO 7 16 1 ABIERTO ABIERTO CERRADO CERRADO 7 55 58 ABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 7 55 59 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO
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7 56 56 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 7 56 57 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 7 57 4 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 10 10 53 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 10 10 56 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 13 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 13 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 15 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 16 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 11 55 21 CERRADO CERRADO ABIERTO CERRADO 11 57 44 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 11 58 37 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 11 58 37 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 4 23 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 32 10 ABIERTO SEMIABIERTO ABIERTO ABIERTO 12 32 10 ABIERTO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 34 27 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 12 34 28 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 12 34 30 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 20 35 39 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 20 35 40 ABIERTO SEMIABIERTO CERRADO ABIERTO 21 46 59 ABIERTO ABIERTO CERRADO ABIERTO 21 46 59 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO 21 47 0 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO
Este cuadro muestra un día en el que se distingue la actividad de los
usuarios, ya que en diferentes ocasiones y a diferentes horas abren y cierran
las ventanas y las puertas, reflejándose estas acciones en los sistemas de
registros de la actividad humana
La fecha de hoy es: 20061217.txt
TIEMPO ELEMENTOS
HS. MIN SEG. PUERTATA DE INGRESO PRINCIPAL
PUERTATA PATIO VENTANA DE LA COCINA
VENTENTANA DE LA REAMARA..
12 28 51 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 12 32 5 SEMIABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 12 34 5 SEMIABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 12 34 6 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 12 34 17 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO
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Asimismo podemos apreciar cuando no existe actividad humana o fue
mínima, como en este caso, que tal parece que solo se entra en la casa, al
patio y posteriormente se sale dejando la casa cerrada.
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DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS a.- Análisis de resultados primera fase
Este análisis corresponde a la fase, en donde se midieron las tres viviendas
sin ocupar, con el objeto de no atribuir las diferencias térmicas y de humedades
relativas, que de manera natural se tienen en las casas escogidas, al comportamiento
humano.
Las variaciones de temperatura promedio mensual, a una misma hora, se
muestran en las gráficas siguientes. El valor inicial de tiempo corresponde a la
medición efectuada a las 0:0 horas del primero de diciembre de 2004, y se continúa
con los valores de tiempo cada hora, hasta las 23 horas del 31 de enero de 2005,
última medición considerada.
DATOS HORARIOS DIARIO
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
38.00
39.00
40.00
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3
Gráfica. # 12 Temperaturas diarias horarias en tres ciclos
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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Tal como lo vimos en la serie de las gráficas anteriores, de la fase primera,
aquí, en la gráfica # 12 se aprecia que siempre se mantiene el orden de
comportamiento, siendo el espacio más caliente el que corresponde a la recámara de
la casa 1, siguiendo la recámara 3 y finalmente la recámara de la casa 2.
En el caso de las salas, el espacio más caliente en ésta ocasión fue el que
corresponde a la casa 3, siguiendo en el mismo orden el de la sala 2, y finalmente el
espacio más frío fue el que corresponde a la sala de la casa 1. Ver gráfica # 13
POMEDIO HORARIO MENSUAL
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
38.00
39.00
40.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
SALA1 SALA2 SALA3
Gráfica. # 13 Temperaturas promedio horario mensual en dos ciclos
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Si comparamos los datos de las gráficas anteriores, vemos cómo las
recámaras de las casas, con la misma orientación y condiciones constructivas,
presentan temperaturas interiores máximas diferentes, con solamente un rango de 1.5
a 2.5 ° C, siendo mayor la de la recámara de la cas a 1, seguida de la casa 3.
Finalmente la casa 2, con respecto a las temperaturas mínimas interiores, presenta un
rango de 0 a 0.5 ° C de diferencia, siendo la mas baja en este sentido la
correspondiente a la recámara de la casa 3. También podemos observar amplitudes
interiores en la casa 1, de 6.5 °C. La amplitud men or corresponde a la casa 2, que fue
de 4.0 ° C.
En la misma gráfica se puede observar que la variación en las medidas
tomadas para las salas de las tres casas fue muy alta, casi de 4.0 ° C y
aparentemente sin desfase. Además, la temperatura más baja se da en la sala de la
casa 1, y en la recámara de esa misma casa se da la temperatura más alta. Al
contrario, en la temperatura más alta de la sala casa 3, la recámara de la misma casa
fue la que presenta un comportamiento medio, siendo la más baja la registrada en la
recámara de la casa
De momento no se tienen explicaciones probadas de lo observado,
simplemente se están haciendo las relaciones de los espacios y de lo que sucede
entre ellos con relación a las posibles afectaciones, que se pueden encontrar en el
momento que se realice la experimentación definitiva, como por ejemplo:
-La sala de las casas 2 y 3 resulta ser la más caliente y la más fría.
-Las recámaras de la casa 2 y 1 resultaron ser las más calientes.
No se observó ningún comportamiento semejante en los diferentes espacios
analizados. Las variaciones en las temperaturas máximas principalmente son altas, y
los desfases no son congruentes, al menos en lo que se refiere a las salas.
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b.- Análisis de resultados segunda fase
En segundo lugar se presenta el análisis de las viviendas en condiciones
ocupadas. ésta fase corresponde a la segunda parte de la experimentación, donde se
midieron las tres viviendas, dos de ellas ocupadas, con el objeto de apreciar las
diferencias térmicas y de humedades relativas provocadas por las actividades que se
desarrollan en las viviendas.
Las variaciones de temperatura promedio mensual, tomadas cada media hora,
se muestran en las gráficas siguientes. El valor inicial de tiempo corresponde a la
medición efectuada a las 0:0 horas del primero de junio de 2006 y se continúa con los
valores de tiempo cada media hora hasta las 23 horas del 31 de junio de 2006,
correspondiente a un mes completo de mediciones.
POMEDIO HORARIO MENSUAL
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3
Gráfica # 14 Temperaturas promedio semi-horarias mensual
PROMEDIO SEMIHORARIO MENSUAL
TIEMPO ½ HR.
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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Las diferentes líneas en la gráfica representan las temperaturas horarias
mensuales correspondientes a las recámaras de las viviendas, respectivamente. Al
comparar los valores de las curvas a la misma hora, observamos que las variaciones
de temperatura horaria mensual se modifican considerablemente entre ellas.
Si comparamos los datos de las gráficas anteriores, vemos cómo las
recámaras de las casas, con la misma orientación y condiciones constructivas,
presentan temperaturas interiores máximas diferentes, con solamente un rango de 1.5
a 2.5 ° C, siendo mayor la de la recámara de la cas a 1, manifestando una serie de
anomalías en el comportamiento de las temperaturas mínimas interiores, presenta un
rango de 0 a 0.5 ° C de diferencia, rompiendo tota lmente con el comportamiento
ordenado y uniforme que se presento en los resultados de la fase primera.
POMEDIO HORARIO MENSUAL
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
38.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
SALA1 SALA2 SALA3
+
PROMEDIO SEMIHORARIO MENSUAL
TIEMPO ½ HR.
Gráfica. # 15 Temperaturas promedio semi-horarias mensual
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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Al comparar los valores de las curvas a la misma hora, observamos que las
variaciones de temperatura horaria mensual presentan una conducta aleatoria; esto
es, no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo
más frío el que corresponde a la sala de la casa 1 (sin ocupar) el espacio mas
caliente, compartiendo, entre los espacios habitados que corresponde a la recámara
de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más calientes y otras más frías,
rompiendo el ciclo típico observado con anterioridad.
Al comparar los valores de las curvas a la misma hora observamos que las
variaciones de temperatura horaria mensual presentan una conducta aleatoria, ya que
no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo
más frío el espacio que corresponde a la sala de la casa 1, sin ocupar, el espacio mas
caliente, y compartiendo entre los espacios habitados que corresponde a la recámara
de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más calientes y otras más frías,
rompiendo el ciclo típico observado con anterioridad.
Las líneas en la gráfica representan los valores de temperatura diarias tomadas
cada media hora, correspondientes a las recámaras y salas de las viviendas,
respectivamente, y a dos ciclos de días completos. Al comparar los valores de las
curvas a la misma hora observamos cómo cambian radicalmente las variaciones de
temperatura horaria diaria, reflejando una conducta con gran aleatoriedad contraria a
la típica observada en las casas sin ocupar.
Igualmente se aprecia que en ambos casos, tanto para las recámaras como
para las salas se pierde el orden detectado en forma parcial y en las casas con
habitantes. En forma general se mantiene el parámetro medido en la casa 1, siendo la
recámara la más caliente y la sala la más fría, respectivamente. Sin embargo, se
observan variaciones o anomalías importantes, que pueden describir
comportamientos rutinarios, como el caso de la recámara tres.
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DATOS HORARIOS DIARIO
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
SALA1 SALA2 SALA3
DATOS HORARIOS DIARIO
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101
TIEMPO EN H
TE
MP
. EN
oC
RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3
Gráfica. # 17 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos
DATOS SEMIHORARIOS DIARIOS
TIEMPO ½ HR.
DATOS SEMIHORARIO DIARIOS
TIEMPO ½ HR.
Gráfica. # 16 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos
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Sin embargo, lo que se pudo apreciar fue una conducta aleatoria, ya que no se
mantuvo el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo la
recámara de la casa 1, sin ocupar, el espacio mas caliente, compartiendo con los
espacios habitados que corresponde a la recámara de la casa 2 y la recámara 3,
series de horas más calientes y otras mas frías; rompiendo el ciclo típico observado
con anterioridad.
Asimismo, las líneas en la gráfica representan los valores de temperatura
horaria mensual (tomados cada media hora) correspondientes a las salas de las
viviendas estudiadas.
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- 73 -
c.- Análisis de resultados tercera fase
En tercer lugar se presenta el análisis de las viviendas en condiciones
ocupadas. Ésta fase corresponde a la ultima parte de la experimentación, donde se
midieron las tres viviendas, dos de ellas ocupadas, y dadas las características y
comportamiento observados en la segunda etapa de los habitantes de la casa 2, en la
que solamente usaban la casa ocasionalmente y que en ésta fase abandonaron
totalmente la vivienda, pudimos percatarnos que la información obtenida era igual a la
de la primera fase en donde las casa se consideraron sin ocupar.
Para el análisis se han considerado solamente las casas 1 y la 3, mismas que a
partir de este párrafo se les denominara “Casa testigo” y “Casa ocupada”
respectivamente; para ésta etapa de estudio en relación a los datos de temperaturas y
humedades relativas de las casa y el medio ambiente, se cuenta con una base de
datos desde el mes de Septiembre del 2006, asimismo se cuenta con las tablas de la
“actividad humana” desde el 14 de Noviembre del 2006 al 5 de Enero del 2007.
GRAFICA DE ESTADO DEL DIA 15 DE NOV DE 2006
9
12
15
18
21
24
TIEMPO Hrs.
ES
TAD
O
PUERTA PRINCIPAL
PUERTA DE PATIO
VENTANA COCINA
VENTANA RECAMARA
TIEMPO MEDIA HR.
Gráfica. # 18 Estados generados por la actividad humana sobre las puertas y ventanas de la casa habitada, (abajo esta cerrado arriba esta abierto).
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A continuación en los gráficos # 19 y 20, se muestran una serie de dos días
continuos en donde se puede apreciar que existe actividad humana en la casa
ocupada y que será comparada con la casa testigo, asimismo se muestran en esos
gráficos el efecto causado por la influencia del medio ambiente, mismo que fue el
motor o uno de los factores mas importantes que generan el comportamiento térmico
de las envolventes.
DIA 14 DE NOV 2006
10
15
20
25
30
35
40
0 .001 .00
2 .003.00
4.005.00
6 .007 .00
8 .009 .00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
TIEMPO HORAS
ES
TA
DO
S Y
T
EM
PE
RA
TU
RA
S o
C
REC.TESTIGO
REC. HABITADA
MED. AMB.
PTA. PRINC.
PTA. PATIO
VENT. COC.
VENT REC.
Gráfica. # 19 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada. (Serie 1er día)
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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Otra forma de poder analizar los resultados fue con la ayuda de gráficos que se han
establecido en este trabajo con la idea de facilitar el análisis comparativo del
comportamiento de las temperaturas de las casas a comparar, representándolas en
una gráfica de dispersión con datos de temperaturas normalizadas, esto fue que se
reducen de manera proporcional y se inserta en un rango de la unidad, se realiza
DIA 15 DE NOV 2006
10
15
20
25
30
35
40
0 .001 .00
2 .003 .00
4 .005 .00
6 .007 .00
8 .009 .00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
TIEMPO HORAS
ES
TA
DO
S
Y
TE
MP
ER
AT
UR
AS
o
C
REC.TESTIGO
REC. HABITADA
MED. AMB.
PTA. PRINC.
PTA. PATIO
VENT. COC.
VENT REC.
Gráfica. # 20 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada. (Serie 2do. día)
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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tanto para las temperaturas de la casa tipo como para la casa ocupada de tal manera
que, cuando las temperaturas de los espacios tiendan a ser iguales se posarán y
tenderán a seguir la línea inclinada de 45º como se muestra a continuación en la
gráfica # 21, si se dibujan los puntos por debajo de ella se considera que el espacio
del testigo fue mas caliente que el espacio habitado y si aparecen los puntos por la
parte superior a la línea, éso quiere decir que el espacio habitado fue mas caliente
que el testigo.
A continuación se muestran algunas de ellas;
SISTEMA HORARIO PROMEDIO SIN HABITAR
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
R EC A M A R A 1
RECAMARA 3
Gráfica. # 21 Temperaturas normalizadas de la recámara 1 con la recámara 3 sin habitar
1
5
10
20 14
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En ésta gráfica (# 22) observamos, como fue que la serie de puntos se carga
hacia la parte baja de la línea recta con pendiente del 100 %, indicándonos en este
caso, que la recámara testigo, siempre se encuentra mas caliente comparativamente
con la recámara ocupada.
14 DE NOV DE 2006
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
RECAMARA TESTIGO
RE
CA
MA
RA
HA
BIT
AD
A
0.7193357290.6892298730.6642711470.6368845290.6095950280.5849276490.560163154
Gráfica # 22 Temperaturas normalizadas de la recámara testigo con la recámara habitada
1
6
14
24
17
12
20
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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En este gráfico (# 23) se muestran los comportamientos que se dan entre las
temperaturas del medio ambiente y las de cada recámara observando las diferencias
que existen entre ellas, asimismo, que la mayor densidad de puntos de las gráficas
están por arriba de la línea de referencia, destacando que en el caso de la recámara
testigo los puntos están mas alejados de la línea de referencia que, los que,
corresponden a la recámara ocupada
14 DE NOV DE 2006
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
MEDIO AMBIENTE
RECAMARAS
MED AMB. &
REC TES.
MED AMB. &
REC HAB.
1
11
15 24
11
24 8
1
8
15
Gráfica # 23 Temperaturas normalizadas del medio con las recámaras, tanto con la testigo como con la habitada.
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
- 79 -
d.- Diferencias
A continuación, se muestran los gráficos donde se observan las
diferencias, mismas que se han ido observando poco a poco en el transcurso
de los dos últimos capítulos, principalmente son:
1. En la primera fase se demostró que existía una diferencia en las
temperaturas de las recámaras, siendo la mas caliente la de la casa 1
que ahora denominamos “Casa testigo”, y una semejanza entre la casa 2
y la casa 3 ahora denominada “Casa ocupada”, repitiéndose ese
comportamiento en las salas de las tres casas.
2. En la segunda fase de mediciones, se observó que a pesar que las casa 2 y 3
se encantaban ocupadas, existían diferencias significativas, entre el
comportamiento de los usuarios de la casa 3 con respecto a la casa 2, ya que
en ésta última, las personas no asistían a la casa, generando un conjunto de
datos similares a la “Casa testigo” y estos a su vez, con los obtenidos en la
fase primera de la investigación.
3. Las diferencia mas significativas, se pueden observar con los datos de la
tercera fase de la investigación, como lo podemos ver en la gráfica anterior,
pues se observa como la actividad humana hace que en un momento dado, se
logre obtener las temperaturas del exterior entre las horas de la noche y el
amanecer, conservando durante el resto del día las temperaturas mas bajas
que la de la casa testigo.
4. Las discrepancias observadas entre la “Casa testigo” y la “Casa ocupada”,
corresponden en la mayoría de los casos a diferencias de -5º C casi igual, a la
del medio ambiente, registrados al inicio del día entre las 0:00 y 1:00 hrs. del
día siguiendo paralelo al comportamiento del exterior y teniendo diferencias
hasta de - 3º C en la parte mas caliente con relación a la “Casa testigo”.
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
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e.- Correspondencia entre diferencias y actividades
En relación a la diferencia No 1, observamos que se repite el
comportamiento de las temperaturas visto en la fase 1 de la investigación,
cuando no existe actividad en la casa ocupada, tiende a semejarse con la
temperatura de la “Casa testigo”, como lo muestra la gráfica # 24, a
continuación.
DIA 16 DE DIC 2006
10
15
20
25
30
35
0 .001 .00
2 .003 .00
4 .005 .00
6 .007 .00
8 .009 .00
10 .0011 .00
12 .0013 .00
14 .0015 .00
16 .0017 .00
18 .0019 .00
20 .0021 .00
22 .0023 .00
TIEMPO HORAS
TE
MP
ER
AT
UR
AS
o C
REC.1
REC. 3
MED. AMB.
PTA. PRINC.
PTA. PATIO
VENT. COC.
VENT REC.
ES
TA
DO
S Y
TE
MP
ER
AT
UR
AS
o C
Grafica. # 24 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada, cuando no existe actividad humana.
Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07
- 81 -
Con respecto a las diferencias 3 y 4 reflejadas anteriormente, podemos tratar
de relacionar con la combinación que se dá cuando se abre la puerta principal y la
ventana de la recámara de las 11:00 a las 21:00 hrs, pero se puede observar con
mayor influencia en el comportamiento térmico, cuando se dá la combinación de
tener abierta o semiabierta la puerta del patio con la ventana de la recámara, (como
se muestra en la gráfica # 25) combinación que se da de las 21:00 a la 9:00 hrs. del
siguiente día, haciendo la observación de que la ventana de la recámara estaba
abierta.
DIA 14 DE NOV 2006
10
15
20
25
30
35
40
0 .001 .00
2 .003.00
4.005.00
6 .007 .00
8 .009 .00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
TIEMPO HORAS
ES
TA
DO
S Y
T
EM
PE
RA
TU
RA
S o
C
REC.TESTIGO
REC. HABITADA
MED. AMB.
PTA. PRINC.
PTA. PATIO
VENT. COC.
VENT REC.
Grafica. # 25 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada.
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En la gráfica # 26 apreciamos que la serie de puntos correspondientes a la
recámara testigo con relación a la recámara no ocupada, medidas en la primer fase
de la investigación, tiende a situarse al lado inferior de la línea de referencia
anteriormente descrita, interpretando que la recámara testigo fue poco mas caliente
que la recámara 3 (no ocupada), en esa misma gráfica, se muestra, como, cuando
existe actividad humana se desplaza de manera importante la serie de puntos hacia la
esquina inferior derecha significando que comparativamente la recámara testigo fue
mucho mas caliente que la recámara ocupada.
14 DE NOV DE 2006
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
RECAMARA TESTIGO
RE
CA
MA
RA
HA
BIT
AD
A
REC TESTIGO &REC HABITADA
REC TESTIGO &REC NO HAB F.1
1
15
6
24
18
11
21
1
6
14
24
16
12
20
Grafica. # 26 Temperaturas normalizadas de las recámaras, la testigo con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada con actividad fase 3 respectivamente.
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Asimismo en la gráfica # 27 se muestra como la recámara testigo, fue poco
más caliente que la recámara 3 (no ocupada), en esa misma gráfica, se muestra,
cuando esta ocupada la casa, pero no existe actividad humana, se mantiene al lado
inferior derecha la serie de puntos de forma paralela, significando que se mantiene el
comportamiento observado originalmente, y que en efecto la actividad de los usuarios
modifican significativamente el desempeño térmico de la envolvente.
16 DE DIC DE 2006
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
RECAMARA TESTIGO
RE
CA
MA
RA
HA
BIT
AD
A
REC TESTIGO &REC HABITADA
REC TESTIGO &REC NO HAB F.1
1
15
6
24
18
11
21
1
18
5
24
16
21
Gráfica # 27 Temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada sin actividad fase 3 respectivamente.
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Para probar el grado de afectación en el desempeño térmico de los usuarios
se generó un análisis aplicado a través de los resultados obtenidos por el proceso de
investigación, para una muestra de mas de 100,000.00 datos horarios, desglosados
en sus tres etapas, y que fue comprobado mediante el cálculo de correlaciones,
resaltando principalmente los siguientes puntos.
• La correlación mas alta ( 98% ) correspondió a la relación que se dio
entre los valores de temperaturas de la recámara 1 y la recámara 3,
correspondiente a la primer fase de la investigación, teniendo un
comportamiento muy uniforme, desde el valor de 0.0 hasta 0.85, manteniendo
constante la pendiente del 85% con valores normalizados.
Grafica. # 28 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la misma ocupada sin actividad fase 3 respectivamente.
16 DE DIC DE 2006y = 0.8599x
R2 = 0.9869
y = 0.7818x
R2 = 0.9621
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
RECAMARA TESTIGO
RE
CA
MA
RA
HA
BIT
AD
A
REC TESTIGO & RECHABITADA
REC TESTIGO & REC NOHAB F.1
Lineal (REC TESTIGO &REC NO HAB F.1)
Lineal (REC TESTIGO &REC HABITADA)
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• Le siguió ( con 96% ) la correlación entre los valores normalizados de
la recámara testigo o recámara 1, en relación a los valores normalizados de
la recámara 3 o recámara ocupada, pero que no tiene actividad humana,
asumiendo un comportamiento más uniforme desde el valor de 0.0 hasta 0.78
manteniendo constante la pendiente del 78% .
• A continuación, ( con 73% ) entre los valores normalizados de la
recámara testigo o recámara 1, en relación a los valores normalizados de la
recámara 3 o recámara ocupada, pero que no tiene actividad humana,
asumiendo un comportamiento uniforme desde el valor de 0.0 hasta 0.66
manteniendo constante la pendiente del 66% y mostrando una mayor
dispersión de datos hacia la esquina inferior derecha
.
14 DE NOV DE 2006y = 0.8599x
R2 = 0.9869y = 0.6674x
R2 = 0.7311
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
RECAMARA TESTIGO
RE
CA
MA
RA
HA
BIT
AD
A
REC TESTIGO &REC HABITADA
REC TESTIGO &REC NO HAB F.1
Lineal (RECTESTIGO & RECNO HAB F.1)Lineal (RECTESTIGO & RECHABITADA)
Grafica. # 29 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la misma ocupada con actividad fase 3 respectivamente.
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f.- Factor de ocupación Con el propósito de encontrar y proponer un “factor de ocupación” o “coeficiente de
alteración por ocupación”, fue necesario evaluar el grado de relación, entre los
diferentes espacios en la casa testigo. Teniendo los datos, en la casa ocupada, una
vez ocupados los espacios, volver a calcular ésta relación con el coeficiente de
correlación, que se generaron y se presentan a continuación
CORRELACION DE LA CASA 3 Y LA TESTIGO (FASE 1 SIN OCUPAR)
y = 0.8599x R2SO = 0.986
CORRELACION DE LA CASA 3 OCUPADA SIN ACTIVIDAD Y LA TESTIGO
y = 0.7818x R2OSA = 0.9621
CORRELACION DE LA CASA 3 CON ACTIVIDAD Y LA TESTIGO
y = 0.6674x R2OCA = 0.7311
En el caso de no tener actividad en la casa se propone un FACTOR DE
CERTIDUMBRE PARA SIMULADORES TÉRMICOS DE EDIFICIOS.
EL RANGO DE AJUSTE A SIMULADORES TERMICOS (RAST)
Y QUE DEFINIMOS DE LA SIGUIENTE MANERA:
RAST = (R2SO - R2OSA) / 2(R2SO) = 0.0125
±1.25 % variación con respecto al comportamiento t ípico
(Análisis válido si no se usan acondicionamientos activos)
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En el caso de tener actividad en la vivienda, se calcula y propone un factor que
caracterice el GRADO DE ALTERACIÓN POR OCUPACIÓN , para encontrar el factor
se consideran los coeficientes de correlación presentados anteriormente.
EL FACTOR DE OCUPACION (FO)
LO DEFINIMOS DE LA SIGUIENTE MANERA:
FO = (R2SO - R2OCA) / (R2SO) = 0.2591955
Representa un 26% de variación con respecto al co mportamiento térmico
típico de la edificación
La alteración por ocupantes se considera significat iva siempre que:
El porcentaje de la alteración de la casa ocupada con respecto a la testigo sea
igual o mayor al 10 %.
si RAST = 0.0125 y FO = 0.2591
ENTONCES FO / RAST = 20.72% MAYOR AL 1 0%
(Análisis válido si no se usan acondicionamientos activos)
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CONCLUSIONES
En esta ultima parte del documento se presentan las observaciones
generales y conclusiones, esperando que este documento sirva a todas aquellas
personas interesadas en el estudio del medio ambiente y su relación con la vivienda
de interés social, que deseen aplicar en forma practica los resultados de este análisis
o continuar con ésta línea de investigación que apenas se ha iniciado, así como el
compartir la experiencia vertida en este trabajo.
a.- Observaciones previas
Se ha observado a lo largo del desarrollo de este trabajo el comportamiento
térmico de las viviendas sin ocupar, mismo que refleja un orden típico regular, tanto
en el análisis horario mensual, como en el análisis horario diario, permaneciendo
constantes; siendo las recámaras 1 más calientes, y las recámaras 3 y las recámaras
2 como las más frías, asimismo en el caso de las salas, las No 3 son más calientes,
despues las salas 2 y finalmente las salas 1
Por el contrario las viviendas ocupadas, reflejan un orden menos regular,
permaneciendo tanto en el análisis horario mensual, como en el análisis horario diario,
las recámaras 1 como más calientes y la salas 1 como las más frías, compartiendo
series de horas más calientes y otras más frías, entre los espacios habitados que
corresponde a la recámara y salas de la casa 2 y las recámara y sala 3, rompiendo el
ciclo típico, observando variaciones o anomalías importantes, que pueden describir
comportamientos térmicos que son causados por la participación de los usuarios
b.- En relación a los objetivos planteados
Para hacer una evaluación de los logros realizados en este trabajo de tesis, fue
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- 89 -
necesario mencionar el objetivo general planteado y que a la letra dice:
El objetivo General fue el analizar los cambios en el comportamiento térmico de
una casa habitación provocado por la actividad en su interior de sus ocupantes.
Se cumplió satisfactoriamente con los objetivos del trabajo, ya que con la
información obtenida en las diferentes etapas de la investigación, fue posible
analizar los cambios en el comportamiento térmico d e las casas habitación,
provocados por la actividad de los ocupantes en su interior.
Los objetivos particulares que a la letra dicen:
• Registrar parámetros del desempeño térmico en dos casas habitaciones
similares, pero una de ellas ocupada y la otra desocupada.
• Registrar algunas de las actividades de los ocupantes, consideradas
relevantes para el desempeño térmico.
• Comparar registros de desempeño térmico de las dos casas y
correlacionar las diferencias con los registros de actividades.
• Explicar las correlaciones o comparaciones entre las diferencias de
desempeño térmico y la actividad de los usuarios al manejar los
dispositivos de abrir y cerrar puertas y ventanas, en términos de la teoría
de la jerarquía de necesidades de Maslow.
Se cumplieron con los objetivos particulares, ya qu e se registraron los
parámetros del desempeño térmico en dos casas habit ación, y las actividades
consideradas relevantes como abrir y cerrar puertas y ventanas.
Se compararon los registros y explicaron las correl aciones de desempeño
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térmico de las dos casas y las diferencias generada s por la actividad humana.
Por último y como respuesta al cuarto objetivo particular, mencionaré que
Abraham Maslow fue considerado como el padre de la motivación, instaura que las
necesidades del hombre se establecen en forma jerárquica, de tal manera que las
necesidades físicas son la base y conforme se satisfagan aparecerán posteriormente
necesidades de tipo social y psicológicas
El tipo de usuarios de éstas viviendas se encuentran con relación a la
clasificación de Maslow entre el primer nivel que fue el aspecto fisiológico (
fisiológicas, alimentarse, aliviar el dolor, cubrirse..etc.) y el segundo nivel y
corresponde a la de la seguridad (protección del exterior, defensas del medio
ambiente, o elementos amenazadores) de tal manera que la forma de cómo abren y
cierran las puertas, está en función de éstas necesidades, por tal motivo observamos
que se abre la puerta del patio, más tiempo que la del ingreso y la de la recámara,
puesto que ésta se encuentra en la parte externa, pero a mayor distancia de la
banqueta.
El nivel de necesidades que sigue según Maslow corresponde a la
pertenencia, afiliación o identificación con un grupo, posteriormente la Estima que
los demás lo identifiquen, lo estimen, lo quieran y por ultimo la Autorrealización
aspectos de preparación académica, competencias y de realización.
c.- En relación a las hipótesis planteadas
La Hipótesis en su carácter General que a la letra dice: La actividad de los
usuarios de una casa habitación modifica el desempeño térmico de la envolvente
arquitectónica; ésta modificación es un factor significativo de su desempeño.
Fueron validadas las apreciaciones, Ya que se pudo validar que la actividad de
los usuarios de una casa habitación modifica el desempeño térmico de la envolvente
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arquitectónica, y fue un factor significativo de su desempeño, como se observa a
través de los resultados obtenidos por el modelo de análisis propuesto, y que se
presentan en la gráfica # 26 para lograr un mayor entendimiento de los mismos.
Con base en la Hipótesis especifica, planteada en este trabajo que se
describe a continuación: La manipulación de puertas y ventanas realizada por los
usuarios de una casa habitación, modifica el desempeño térmico de la envolvente.
Fue validada la Hipótesis en su carácter especifica Ya que se comprobó que
la manipulación de puertas y ventanas de una casa habitación, modifica el
desempeño térmico de la envolvente , como se muestra a través de los resultados
obtenidos por el modelo de análisis y que se muestran en las gráficas # 27, 28, y 29.
d.- En relación al Factor de Ocupación
Además se ha propuesto un método para evaluar el gr ado de intervención
de los ocupantes en el desempeño térmico típico de una edificación, a partir de
definir un “FACTOR DE OCUPACIÓN” que toma valores e n un rango de cero a
uno.
a.- Cuando tiende a cero indica que no hay activida d humana a pesar de que la
vivienda este ocupada.
b.- Cuando tiende a uno, indicaría la máxima desvi ación posible generada por
la actividad humana en el desempeño de la casa, cua ndo ésta ocupada, en
ambos casos respecto a la casa tipo o desocupada.
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e.- Conclusiones finales.
Al concluir un trabajo de investigación de las características que se presenta en
ésta ocasión, hace necesario describir los pasos que se siguieron para llevar a cabo
las conclusiones globales del desempeño térmico en viviendas de interés social, la
afectación por el medio ambiente en su comportamiento térmico y la actividad
generada por los mismos usuarios. Se deberá considerar que fue necesario buscar la
manera de correlacionar más adecuadamente la información de la actividad humana
con los cambios de temperaturas, involucrar más variables en la ecuación como el
tamaño de las puertas y ventanas, las orientaciones de las mismas, la ventilación.
Otros aspectos que se deberán estudiar son la dimensión socio psicológica para que
se entienda la actividad del habitante, el porque decide abrir o cerrar un espacio
aunque no se obtengan beneficios climáticos en su interior, y tratar de contestar las
siguientes preguntas:
• ¿Hay patrones de conducta ambiental de los habitantes?
Con la información que se obtuvo y analizó, se puede percibir que si existen
conductas en los habitantes que tienen que ver con el ambiente, una de ellas, por
ejemplo, fue que abren la puerta del patio y la ventana de la recámara y éstas
acciones influyen de alguna manera para cambiar la temperatura de la recámara
ocupada
• ¿Las conductas que presentan son reactivas a las condiciones climáticas?
Si son reactivas, creo que definitivamente son y tienen que ver con las condiciones
climáticas de la vivienda, al principio son de tipo reacción intuitiva, más bien
experimentales y que después de conocer los resultados se adoptan y adaptan al uso
de puertas y ventanas.
• ¿Las conductas que presentan son aprendizajes en relación a las condiciones
climáticas?
Con la información obtenida y que se analizó, se percibe que las conductas que se
dan, son conductas aprendidas posteriormente, que fueron experimentadas y que se
adoptaron por los usuarios, dando patrones de conducta similares, en condiciones de
desempeño térmico similares en las viviendas estudiadas.
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ANEXOS
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