Evaluación energética del edificio

El barrió Copiapó ubicado en Santiago centro, en la región metropolitana de Santiago, presenta una mixtura en tipologías constructivas, siendo la diversidad en el uso del material junto a las preexistencias del entorno una de las principales características del lugar a estudiar. El barrio, definido entre las calles Viel y San Ignacio; Santa Isabel y Avenida Mata sufre de cambios gracias a al gentrificación que ejerce el crecimiento inmobiliario, por lo que muchas construcciones antiguas fueron reemplazadas por construcciones que responden a esta problemática modificando as formas de habitar que existían en u principio por lo que nuestro criterio para la elección de nuestra vivienda se basaron netamente en el uso que se le da a la obra, dirección, y elementos constructivos que rompen con el esquema de la zona a estudiar.

En el siguiente artículo se abordara el caso de una vivienda colectiva ubicada en la calle Lord Cochrane con Coquimbo en donde se realizó una evaluación energética abordando ámbitos como el estudio bioclimático del recinto, su estructura y construcción, objetivos ideales de confort térmico, y una variable que no había sido considerada en el proceso de estudio: la manera de habitar del usuario, basado en los aspectos climáticos y su percepción de este.

Interpretación bioclimática

Temperatura Anual stgo.

Humedad relativa anual.

En base a los resultados descritos en la tabla podemos decir que nuestra estructura estudiada posee índices bajos en la zona de confort, por lo que podemos deducir que necesita nuestra vivienda radiación solar en todo el año, en zonas donde la incidencia de los rayos solares es indirecta (lado oriente de la edificación)

Temperatura superficial: Las fuerzas térmicas que actúan en el exterior de la fachada, son una combinación de los impactos por convección y radiación, y que bajo condiciones de calor la potencia calorífica predominará, provocando en la noche en aquellas superficies en las que se encuentran rodeadas a objetos de bajas temperaturas, su intercambio de calor va a trabajar de forma negativa, produciendo una pérdida de calor en la superficie expuesta

La primera capa del control del calor se encuentra en la superficie, cuyo material absorbe el calor exterior viajando hacia el interior de la estructura, por lo que, dependiendo de las capas que estas contengan, al saturarse el material, ésta la libera en forma de calor hacia el interior de la vivienda.

Humedad: Los materiales absorben la humedad según sus cualidades higroscópicas. La edificación al ser de hormigón, sus cualidades absorbentes son menores a las orgánicas por lo que la capacidad de transmisión de calor presenta un contenido alto de humedad, siendo éstas producidas por el efecto de condensación.

El aire con alto contenido de vapor de agua penetra a través de los materiales o de los espacios abiertos de la edificación hacia aquellas zonas con una presión de vapor baja, por lo que los sistemas de ventilación implantados en la edificación ( conexiones de los lados fríos con el aire exterior )ayudan a eliminar condensaciones en la edificación, esto explica que en nuestro caso estudiado los habitantes del lugar mantienen las ventanas abiertas gran parte del día, ya que la sensación térmica dentro del lugar es húmedo y caluroso.

FECHA: 27 DE OCTUBRE, 2016HORA: 16:30

MATERIAL HUMEDAD %

LADRILLO 29%

HORMIGÓN 29%

ACERO 29%

MADERA 29%

VIDRIO 29%

SUELO / CERAMICA 29%

Viento: Viento Sur Oeste que incide de forma indirecta a la fachada, creando en el entorno corrientes de aire Sur-Norte, pudiendo ventilar cada una de los conjuntos en su interior tras crearse el fenómeno de ventilaciones cruzadas

Tabla de direcciones de viento en Santiago.

Tabla de dirección de viento en la vivienda.

En base a las características de la vivienda en cuanto a emplazamiento y forma, podemos decir que el viento que viene desde el sur no tiene incidencia directa en la fachada, por lo que las ventilaciones frontales del edificio tienen que ser resueltas a través de conectores transversales a la dirección del viento, creando ventilaciones cruzadas dentro del edificio.

Radiación solar: Sol incidente en la fachada está presente en gran parte de la tarde

hasta el atardecer, en donde el material utilizado crea hermetismo entre la edificación y el entorno, por lo que la presencia de grandes vanos que se encuentran en la sobresaliente de la estructura, junto a las que se encuentran en la edificación en sí fueron diseñadas con el fin de iluminar cada una de la habitaciones que se encuentren cercanos a ésta, aprovechando la luz del día para esto. El ciclo interno es amortiguado por las características propias del material, ya que a mayor capacidad acumulativa, menor es la variación de temperatura propagada a través de ésta.

Podemos deducir que el ángulo de azimud es de 284 y el angulo solar es de 53° al momento de la visita a terreno el dia 5 de noviembre.

Objetivos ideales de confort térmico

Temperatura superficial

FECHA: 27 DE OCTUBRE, 2016 VIVIENDA COLECTIVA CALLE: LORD COCHRANE 884 4 NIVELESHORA: 16:30 FACHADA PONIENTE

MATERIAL T° AMBIENTE T° SUPERFICIAL AL SOL T° SUPERFICIAL A LA SOMBRA HUMEDAD % VIENTO M/SHORMIGÓN 31,4° 44,5° 30,6° 32% - 29% 0 m/sACERO 31,4° 46° 30,1° 32% - 29% 0 m/sSUELO PELDAÑO 31,4° 44° 17° 32% - 29% 0 m/sASFALTO 31,4° 42° 25° 32% - 29% 0 m/s

MADERA 31,4° 57° 26,8° 32% - 29% 0 m/sVIDRIO 31,4° 31.3° 23,5° 32% - 29% 0 m/s

Análisis de viento, dirección y recorrido: Viento Sur Este que

viaja en forma de corrientes de aire por la estructura, no viéndose afectada la fachada. EL viento Noreste es bifurcado por el paño continuo de sus fachadas por lo que se generan dos corrientes en el espacio, la corriente inicial y otra que viaja de forma horizontal rodeando la estructura por competo permitiendo ventilaciones cruzadas dentro de ésta.

Radiación solar, incidencia directa: El sol incide de forma directa en

las mañanas a los distintos patios interiores del conjunto, para luego en la tarde iluminar de forma directa a las fachadas todas las estructuras, siendo la principal la más afectada ya que no existen elementos que obstruyan la radiación localizada. Esto se ve reflejado en las mediciones de absorción de calor en donde los materiales presentaron altos niveles de temperatura (además de la poca ventilación directa del viento), por lo que el material al verse expuesto, en mayor parte del día al sol, no existe una mayor oscilación térmica.

HORMIGÓNACER

O

SUELO

PELDAÑO

ASFALTO

MADERA

VIDRIO0

10

20

30

40

50

60

T° AMBIENTE

T° SUPERFICIAL AL SOL

T° SUPERFICIAL A LA SOMBRA

HUMEDAD %

Respuesta de los distintos materiales predominantes de la obra a la radiación.

Los materiales al verse expuestos al sol gran parte del día, presentaron altos índices de calor absorbido, esto explica que los recintos dentro de la estructura se mantengan con temperaturas moderadamente altas, provocando en el habitante mantener las ventanas abiertas para así ventilar toda la casa y mantener un confort térmico en el lugar .

Análisis técnico del edifico I: criterios arquitectónicos.

1.1 tipología de edificación: Conjunto habitacional de 4 pisos, continua en su

fachada, edificada con un sistema de hormigón en su totalidad, por lo que no existe una relación estrecha entre la casa y la naturaleza.

1.2 disposición general en el entorno: Las condiciones térmicas

requieren del aprovechamiento de la radiación, del efecto de los vientos y de la protección contra ellos (Olgyay, 2010)

Como se puede ver en la imagen anterior, el recorrido del sol tiene distintos tipos de incidencia en el edificio según la hora y la ubicación en la que se encuentre, provocando en la estructura mínimas proyecciones de sombra donde el sol tiene una incidencia directa, por lo que la sombra no tiene gran influencia en el comportamiento térmico del edifico.

Planta y distribución de espacios: Según Olgyay los edificios deberán

tener aberturas hacia el Sur, Sur Este, permanecer cerrados hacia el lado oeste y los dormitorios deberán situarse en el lado este. Esto al compararse con la planta de nuestro edificio estudiado nos damos cuenta de que solo cumple con uno de los datos entregados, ya que los espacios situados en el lado Oeste son de área común (comedor y área central) siendo las aberturas de los vanos parte de la fachada del conjunto. Toda la vivienda es dividida por un pasillo central que deja las piezas principales y la red húmeda en dirección al Este por lo que creemos que la distribución de los espacios dentro de la vivienda están en relación a la incidencia directa de los rayos solares, determinando que las áreas frías (lado Este) presenten las redes húmedas y las habitaciones principales, mientras que la área cálida (Lado Oeste) se presenten los espacios de uso común.

1.3

Forma y volumen: Según Olgyay ,las alas de las edificaciones que se alargan en

sentido N-S, reciben menor impacto que en otras zonas. Por lo tanto, en esta región es posible diseñar edificios cuya planta tenga forma de cruz, no obstante, las extensiones según el eje E-O, son las más favorables. Por lo que podemos decir que nuestro conjunto estudiado mantiene una forma de paralelepípedo compacto y una disposición de fachada poniente, que permite ventilaciones sur oeste y un sol incidente de forma directa durante casi todo el día, por lo que no posee una distribución de espacios favorable en su totalidad pero tampoco provoca en el habitante desagrado.

1.4 Orientación, Sol, aire: Conjunto ubicado en Lord Cochrane 884,

esquina Coquino, con orientación poniente de una de sus fachadas principales, por lo que el sol incidente predomina en la tarde mayoritariamente, la masa verde existente en la zona ayuda a mitigar la incidencia solar directa en la estructura creando sombra y evitando que la estructura absorba demasiada energía que luego no puede ser liberada. Por la ubicación espacial de los volúmenes es que se crean corrientes de aire entre éstas y fuera del conjunto.

1.5 Análisis del interior: Es necesario prever una ventilación cruzada adecuada.

Aquellas áreas donde se produce humedad deberán separarse del resto de la edificación. La penetración de los rayos solares es beneficiosa, por lo tanto las profundidades interiores no deberán se excesivas (Olgyay 2010).

La casa se distribuye en base a un eje central que divide las zonas húmedas de las áreas comunes, en donde la cocina, la lavandería y el baño se encuentran ubicados al oriente, mientras que el comedor central, y las piezas se encuentran en dirección al oriente , pudiendo así aprovechar la luz sola incidente por las mañanas. En base a la distribución de espacios, es que el pasillo tiene el rol de airear todo el conjunto, ya que permite ventilaciones cruzadas de sur a norte. Por la absorción

que tiene el material predominante en el conjunto, es que la sensación térmica dentro de ésta es calurosa y húmeda por lo que es necesario mantener las ventanas abierta mayor parte del día para ventilar toda la casa.

1.6 Color de fachadas: Según Olgyay, los colores medios son los más adecuados;

los oscuros se utilizarán solamente en espacios protegidos del impacto solar; la superficie exterior de la cubierta deberá ser de color claro.

En nuestro caso estudiado el primer piso la fachada se encuentra pintada de color blanco mientras que en los que lo siguen mantienen el color del material, ésta al ser de carácter inorgánico y de textura lisa absorbe más calor de forma constante tomando en cuenta que al ser de color opaco, ésta posee un menor nivel de reflexión de la radiación solar ayudando a que las temperaturas de los espacios interiores se mantengan en una temperatura alta.

Absorción de calor según color -primer piso de color blanco que absorbe menor energía que la zona que mantiene el color natural del material -

Análisis técnico edificio II1.7 Aberturas puertas y ventanas: Las puertas y ventanas se

encuentran en relación al pasillo central, permitiendo la creación de ventilaciones cruzadas. La puerta principal de acceso es más grande que las que se encuentran dentro de ésta y las ventanas al ser de vidrio monolítico presentan una proporción adecuada respecto a la fachada principal, por lo que permite una óptima iluminación y ventilación dentro de la vivienda.

Corte transversal

1.8 Muros

Fachada: La fachada es de hormigón y presenta variaciones de temperatura según la

altura en la que estemos midiendo, puesto que la parte más alta de la estructura presentó niveles altos de absorción de calor que la parte baja de la estructura, esto se debe a que el material al ser poroso y opaco, los rayos solares (junto con el viento) inciden de forma directa a la superficie, traspasando las capas del elemento, saturando el material de forma más rápida.

FECHA: 27 DE OCTUBRE, 2016 VIVIENDA COLECTIVA CALLE: LORD COCHRANE 884HORA: 16:30 FACHADA PONIENTE

MATERIAL T° AMBIENTE T° SUPERFICIAL AL SOL T° SUPERFICIAL A LA SOMBRAHORMIGÓN 31,4° 44,5° 30,6°ACERO 31,4° 46° 30,1°SUELO PELDAÑO 31,4° 44° 17°ASFALTO 31,4° 42° 25°MADERA 31,4° 57° 26,8°VIDRIO 31,4° 31.3° 23,5°

En la tabla podemos ver los resultados que arrojaron las mediciones de los distintos materiales expuestos en la fachada al sol.

Muros interiores: Por otro lado, los muros interiores presentan una baja diferencia de

temperatura en comparación a los muros exteriores, lo que quiere decir que la vivienda (muros exteriores mas específicamente) presenta una mala ventilación y aislación térmica , ya que absorben la energía y la transmiten a través de su superficie, pero no es retenida por lo la ganancia de calor en el material y el entorno es mayor.

1.9 Cubierta y entresuelo

1.10 Elementos de protección solar: La vivienda al ubicarse en

dirección al poniente, recibe luz directa la mayor parte del día , por lo que los rayos solares incidentes penetran la estructura siempre, por lo que creemos que no existen elementos arquitectónicos o estructurales (retranqueos en ventanas) de protección solar que eviten este fenómeno, si no mas bien se tienen que emplear elementos internos a la estructura para evitar la entrada directa de la luz solar (cortinas) .

Análisis de uso- usuario

uso espacio día y noche:

Día: El lugar más usado por los habitantes de la vivienda es la área central, ya que es el único espacio donde todos pueden estar juntos, evitamos mencionar la cocina ya que por proporciones espaciales no es un lugar óptimo para que todos se reúnan.

Noche: El área central sigue manteniéndose como lugar que prima en uso, siendo este lugar el punto de encuentro de la familia, las habitaciones (por necesidad biológica) le siguen en importancia, ya que luego de estar reunidos en el comedor todos se van a dormir a sus respectivas habitaciones. Los lugares como la cocina, el baño etc, no tienen tanta importancia dentro de la forma de habitar de esta familia, ya que priorizan la vida en comunidad y los espacios de reunión.

Percepción sobre zonas frías o cálidas:Zonas frías: Podemos deducir que la área que se encuentra al Oriente de la vivienda (donde se encuentran las zonas húmedas y las habitaciones) son las que presentan la sensación más fría, ya que presentan mayor humedad, esto se ve reflejado porque el sol incidente no llega de forma directa a esta zona, y las ventanas que se encuentran en cada una de las habitaciones ayudando a ventilar mucho más esa zona, por lo que la percepción de ser una zona fría es casi obvia.

Zonas Cálidas: En el caso de la zona Poniente de la casa, podemos decir que nos encontramos con un espacio más cálido, puesto que el sol incidente en esa zona es durante gran parte del día, y esto, acompañado con la materialidad de la estructura ayuda a aumentar más la sensación térmica de esa zona.

Mecanismos de calefacción o refrigeración y costo energético:

Calefont Cocina Refrigerador

Bajo consumo energético

Bajo consumo energético 26,6 kilowatts

Podemos deducir que el gasto energético es bajo, ya que todos los elementos utilizados funcionan a gas, por lo que existe peligro que bajo en circunstancia extremas (terremotos ) ocurran fugas de gas, por lo que la familia nos informó que ellos constantemente mantienen y reparan los elementos para evitar un evento desafortunado.

Conclusiones:

Con todo esto podemos decir que este edificio intenta adecuarse de una forma correcta con respecto a su entorno, pensando en los índices climáticos encontrados de la zona de Santiago, su implantación como como elemento volumétrico en razón a todo el conjunto habitacional, pensando en la distancia entre estos tres elemento habitacionales del predio total, es requerida por la necesidad de recibir sol durante todo el día. También cabe decir que la elección del material pareciera ser un tanto adecuada, por las características que este presenta al momento de absorber humedad, siendo estas de menor envergadura, además de su comportamiento respecto a las temperaturas donde la oscilación térmica no varía en demasía. Ahora viendo esto de forma más adecuada los edificio no generan sombras sobre los demás del conjunto, solo proporcionan sombra

a los patios interiores del predio, siendo así, que el sol incide directamente durante casi todo el día, provocando que las temperaturas se mantengan elevadas dentro de la edificación. No considerando la abertura de los vanos, si estos se mantienen de forma cerrada se ayuda a el mantenimiento y aumento de las temperaturas, sin embargo si se mantienen puertas y ventanas abiertas ayudaría a bajar las temperaturas respecto al exterior, esto se da por la proporción y ubicación de los vanos en el conjunto, provocando ventilaciones cruzadas, cabe precisar además que el pasillo central de las viviendas ayuda a esta organización y disposición en el conjunto. También decir que la organización de los espacios interiores de las viviendas esta en base a este orden donde el pasillo organiza y distribuye los espacios, permitiendo no solo esta organización espacial sino también una condición de ambiente donde los elementos como vanos y llenos se adecuan respecto a esta apreciación.