Evaluación del comportamiento térmico del sistema de construcción liviano en seco - Proyecto de Investigación Interinstitucional Univalle (1)

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN INTERINSTITUCIONAL UNIVALLE - SENA

“ANÁLISIS Y EVALUACIÓN EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO TÉRMICO DEL SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN LIVIANO EN SECO EN EDIFICACIONES DE VIVIENDA”

CONTENIDO 1.

Pres Presen enttació ción

La situación situación energéca energéca actual del planeta planeta plantea una tendencia tendencia global de producci producción ón y consumo consumo de energía que se está tornando insostenible. A nivel mundial existen varios factores que nos indican su falta de sostenibilidad, debido principalmente la demanda, cada ve más exigente! de los recursos energécos para el desarrollo de las acvidades "umanas como propias de la edi#cación, e$erciendo una presión sobre los límites de absorción y regeneración de los ecosistemas, lo que conlleva a una desigualdad social en el acceso energéco y un aumento en el impacto medioambiental que produce! siendo las edi#caciones de todo po las responsables de los mayores consumos energécos y de las emisiones de grandes candades de agentes patógenos al planeta en general. %n &olombia, al igual que en otras partes del planeta! la producción y consumo energéco se está tornando insostenible debido principalmente al aumento en la demanda energéca para migar los problemas de confort térmico al interior de las edi#caciones, problema que se presenta en la mayoría de las edi#caciones del país independiente de su ubicación climáca! alterando no solo la calidad ambiental y espacial interior sino que contribuyen al deterioro en la salud del "ábitat natural aportando de igual manera agentes contaminantes contaminantes que agudian la problemáca ambiental a m'lples escalas. %l disconfort térmico que presentan las edi#caciones de vivienda se "ace evidente en las altas y ba$as tempera temperatur turas as al interior interior de las mismas, problema problema que puede puede estar estar asociado( asociado( en primer primer lugar, lugar, al desconocimiento de las dinámicas climácas del lugar! en segundo lugar, al desconocimiento de las propi propieda edades des )sicas )sicas y mecáni mecánicas cas de los materi materiale ales! s! y en terc tercer er lugar lugar,, al descon desconoci ocimie mient nto o del comportamiento térmico de los sistemas de construcción. *ara resolver este problema los usuarios se ven obligados a uliar equipos mecánicos de climaación para migar las altas y ba$as temperaturas tanto en el día como en la noc"e que presentan sus edi#caciones, demandando cada ve más recursos energécos. %s evidente, que la solución a éste problema no es por falta de recursos económicos o técnicos, se debe principalmente al poco compromiso del sector de la construcción para abordar los criterios de dise+o y construcción ambiental en sus proyectos, argumentando el alto costo que acarrea su implantación. Así  mismo, la falta de personal, arquitectos, ingenieros y profesionales del área con conocimiento previo sobre sobre el tema! como, como, la carencia carencia de estudios estudios e informaci información ón sobre los factores factores que interviene intervienen n en la climatolog climatología ía del lugar lugar que contribu contribuyen yen al empobreci empobrecimien miento to ambiental ambiental y espacial espacial de las edi#cacione edi#cacioness vivienda que se construyen "oy a nivel local y nacional. *or lo anterior, el proyecto expone la necesidad de analiar, comparar y evaluar el comportamiento térmi térmico co de las edi#ca edi#cacio ciones nes const construi ruidas das con siste sistemas mas livian livianos os de const construc rucció ción n en seco seco y de los elementos que lo componen. Así mismo, llenar los vacíos de información que permitan me$orar el desempe+o y la e#ciencia térmica de dic"os sistemas. %ste análisis de comparación y evaluación se desarrollará ba$o los modelos de valoración y simulación matemáca. *or esta raón, la metodología a uliar es de po descripva, transversal y prospecva, donde se combinan métodos cualitavos y cuantavos, y se establecen estrategias de concertación para el traba$o interdisciplinario. interdisciplinario. Los instrumentos de evaluación se establecerán establecerán y se dise+arán por los grupos, en ellos se recogerá información escrita y visual a parr de instrumentos de medición y fotogra)as de los protopos. Así mismo, se incorpora el modelo de evaluación paramétrico que se desarrollara con

base en la climatología del lugar, donde la invesgación se estructurará de la siguiente manera( *rimero, con la determinación de un periodo representavo de calor de#niendo el día respecvo de este periodo! donde las variables a analiar serán la temperatura del aire al exterior y al interior de la edi#cación, la temperatura super#cial de la envolvente al exterior e interior y la "umedad relava al exterior e interior del recinto respecvamente. egundo, se determinaran las variables tecno-construcvas que permieran medir, evaluar el comportamiento térmico de los sistemas y desarrollar alternavas y soluciones para me$orar construcvamente y tecnológicamente las condiciones de confort térmico al interior de las edi#caciones logrando a"orros energécos signi#cavos. %l presente proyecto es inscribe en una invesgación de caso por medio de la cua l a parr del análisis y evaluación del desempe+o térmico del sistema de construcción liviano en seco/ se iden#caran, caracteriaran, clasi#caran y se relacionaran los factores ambiental y los desempe+os térmicos que permirán establecer los lineamientos generales para me$orar no solo el desempe+o ambiental y energéco de los edi#cios sino minimiar el consumo de los recursos naturales y la emisión de agentes contaminantes nocivos para la salud del "ábitat! no solo como lo plantea las 0aciones 1nidas en sus programas 23lobal &ompat, 4b$evos del 5ilenio6, las directrices y normavas internacionales y nacionales7 sobre la explotación y consumo de la energía y de los recursos naturales, sino como se sustenta en el decreto 789: del 78 de $unio del 8;7: 8 del 5inisterio de uente( Agencia ?nternacional de %nergía

a.

En la b"s#ueda del $roblema

La presente invesgación, plantea como problema central el de#ciente desempe+o y e#ciencia térmica del sistema de construcción liviano en seco en las edi#caciones de vivienda de interés social en la ciudad de anago de &ali, debido a que se adolece de un contexto de referencia que aporte datos fe"acientes sobre el desempe+o energéco y térmico de las envolventes arquitectónicas de las edi#caciones colombianas en operación que involucre además la incidencia en los costos #nales de operación, los bene#cios por el uso e#ciente de los materiales, de las técnicas construcvas y su impacto en la reducción de emisiones 3%?.

%l cuadro 7. iagnósco del comportamiento térmico en la vivienda de interés social pone de mani#esto cuales son los síntomas de deterioro tanto al interior como al exterior de la edi#cación, plantea cuales son las causas del problema, pronosca los escenarios posibles a futuro de seguir con la tendencia y prevé una serie de correcciones que permitan migar el pronósco efectuado. Así mismo, el cuadro de diagnósco establece las directrices y los posibles enfoques que el proyecto debe acometer para minimiar no solo el problema a escala local sino contribuir a migarlo a escala global. &omo se puede apreciar en el árbol de problemas 2>igura 0o. 76 se evidencia un problema latente de carácter técnico construcvo en el sistema de construcción liviano en seco que regula el intercambio térmico entre el interior y exterior del edi#cio, debido principalmente al desconocimiento técnico de

sistemas construcvos, de los factores ambientales que inciden sobre el sistema y de los efectos urbanos y arquitectónicos que ocasiona una decisión de dise+o o un tratamiento técnico inadecuado.

>igura 7( Trbol de problemas >uente( elaboración y dise+o propio b.

%us&cación

La presente invesgación encuentra su sustento en el aporte cuantavo de las variables climácas y su incidencia sobre las envolventes arquitectónicas locales, especialmente en los sistemas de construcción liviano en seco! debido principalmente a que se adolece de estudios y valoraciones cuantavas sobre el comportamiento y la e#ciencia térmica del sistema en las edi#caciones de vivienda de interés social en climas cálidos tropicales como es el caso de la ciudad de anago de &ali. Así mismo se adolece de información cuantava sobre el comportamiento y valoración de las propiedades )sicas y mecánicas de los materiales con que se construyen en climas cálidos tropicales, raón por la cual se traba$a con ponderados de otras latudes, cuyos resultados distorsionan la consecución de condiciones mínimas reales de confort térmico local. %l me$oramiento de las condiciones ambientales y de confort térmico al interior de las viviendas de interés social, asociado al comportamiento de las propiedades )sicas de resistencia, conducvidad y radiación térmica de los materiales que componen el sistema de construcción liviano en seco y al buen uso de las tecnologías con que se construyen! ene implícito un posivo impacto ambiental, económico y social, al minimiar las emisión es de gases de efecto invernadero, las islas de calor y los agentes de contaminación! sin aumentar la inversión y el costo #nal de la construcción incrementando la calidad de vida de los usuarios respecvamente. *or ésta raón, se $us#ca la invesgación sobre la evaluación del comportamiento y e#ciencia térmica del sistema de construcción liviano en seco, la valoración e iden#cación de los materiales, y la incidencia en las caracteríscas construcvas y de dise+o actual y potencial el sistema en función del desempe+o termo-energéco de las edi#caciones de vivienda de interés social. Además, la invesgación busca establecer el escenario actual para la incorporación de materiales que me$oren el desempe+o y e#ciencia termo-energéca de las edi#caciones de vivienda de interés social en la ciudad de anago de &ali construidas con el sistema de construcción liviano en seco y al mismo empo minimiar los impactos ambientales que contribuyen al deterioro y empobrecimiento del "ábitat y de la salud. Así mismo, la

invesgación pretende aportar conocimiento técnico referente al desempe+o y la e#ciencia térmica del sistema en la vivienda de interés social mediante la cuan#cación de las variables de confort térmico.

c.

Ob'evos Ob'evo (eneral)

Analiar y evaluar las condiciones termo"igrométricas construidas con el sistema liviano en seco

de las edi#caciones de vivienda

Ob'evos es$ec*&cos)

 ?den#car el *er#l de desempe+o termo"igrométrico actual de las edi#caciones de vivienda construidas con el sistema de construcción liviana en seco.  eterminar las caracteríscas térmicas y de construcción en los sistemas de construcción liviano en seco que permitan sasfacer las necesidades de confort.  %valuar térmicamente los disntos elementos que componen el sistema de construcción liviana en seco.  eterminar las posibles soluciones y combinaciones del sistema que permitan me$orar las condiciones de confort térmico en sistemas de construcción liviana en seco.  esarrollar el marco conceptual para el dise+o y la construcción de edi#caciones de viviendas que ulicen el sistema de construcción liviana en seco que propendan por soluciones que me$oren la calidad de vida de sus ocupantes d. Acotamiento del *royecto %l área de conocimiento que comprende el comportamiento térmico de los edi#cios, sus envolventes y las caracteríscas de confort al interior de los mismos es sumamente extensa y todo traba$o cienC#co riguroso sobre el tema en si debe acotar su campo para alcanar las metas posibles respecto a los planteamientos iniciales. 1na de las metas del presente proyecto es aportar al sector colombiano de la construcción y sus áreas a#nes, en especial al sector empresarial de anago de &ali! un conocimiento técnico sobre el comportamiento térmico con el sistema de construcción liviano en seco en condiciones ambientales reales que de#nen el espacio en las viviendas de interés social y que "an de sintearse en el desarrollo de sistemas y técnicas construcvas en armonía con su entorno, cote$adas a través de un modelo matemáco y paramétrico, no sólo de los procesos de transmisión de calor, sino también para determinar los datos de parda, de las condiciones ambientales y de las envolventes arquitectónicas construidas con el sistema de construcción liviano en seco.

F.

+arco teórico  estado del arte

a. b. c. d. e.

f.

&onfort "umano y estrés térmico &onfort y sustentabilidad Antecedentes del confort térmico de la vivienda en &olombia y &ali Antecedentes del confort térmico en el sistema de construcción liviana en seco *arámetros técnicos i. =emperatura ii. Mumedad iii. Gadiación iv.