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