Experiencias cer uni jm

Expositor: JUAN O. MOLINA

Curso: CONFORT TÉRMICO ANDINO

CER – UNI

PROPUESTA TÉCNICA DE CONFORT TÉRMICO

PARA VIVIENDAS UBICADAS EN COMUNIDADES

ENTRE LOS 3000 Y 5000

M.S.N.M.

UBICACIÓN Al sur de Huamanga, distrito de Huambalpa, provincia

Vilcashuamán, region Ayacucho (3700 msnm). SUNI o JALCA.

Latitud sur 13° 45’ 40”

Longitud oeste: 73° 51’ 26”

Altitud 3,700 msnm

Clima frío, soleado parte

del año y lluvioso en verano

350 habitantes

51% hombres

49% mujeres

-Mejorar las condiciones térmicas de una vivienda con carácter de

modelo experimental, conservando las condiciones arquitectónicas y

estructurales existentes.

-Realizar estudios previos que permitan establecer las características

climatológicas del lugar.

-Diseñar y construir sistemas de calefacción pasiva que permitan

mejorar la temperatura interior de la vivienda.

-Construcción de una vivienda con las características de confort

térmico natural.

OBJETIVO

Estado inicial de la vivienda a mejorar

TECHO-Vista frontal

VISTA POSTERIOR

El techo es el medio por el cual se generan las mayores perdidas de calor en toda la casa.

Las puertas de madera contribuyen a la

disminución de las pérdidas de calor

desde el lado de la conducción. La puerta de metal produce pérdidas de calor de

gran magnitud para la cocina.

Tanto puertas y ventanas presentan en sus marcos pequeñas filtraciones de aire,

esto indica la falta de hermeticidad.

El marco de las puertas es de madera y el de las ventanas es de fierro, convirtiéndose este último

en un llamado “puente térmico”.

INSTRUMENTOS

Estaciones meteorológicas

Sensores de temperatura

MEDICIONES CLIMATOLÓGICOS

Julio 2008

-5.000

-3.000

-1.000

11.000

13.000

15.000

17.000

TEMPERATURA EXTERIOR REGISTRADA EN SAN FRANCISCO DE RAYMINA

Temperatura exterior promedio horaria

IRRADIACIÓN DIARIA EN SAN FRANCISCO DE RAYMINA-AYACUCHO

Irradiación diaria (kW-h/m2-día)

exterior

promedio

exterior

máxima

promedio

exterior

mínima

promedio

exterior

promedio

exterior

máxima

promedio

exterior

mínima

promedio

Irradiación

promedio

[kWh/(m²-

día)]

Rapidez

promedio

de viento

Junio 6.5 15.8 -1.7 60.7 84.5 32.1 5.2 1.1

Julio 5.8 15.7 -3.1 56.4 82.9 28.1 5.4 1.1

Agosto 7.3 17.3 -1.7 53.3 83.3 24.6 5.9 1.2

CONDICIONES CLIMÁTICAS MEDIAS MENSUALES

MEDICIONES REGISTRADAS AL INTERIOR DE LA

VIVIENDA-Julio 2008

0123456789

10111213141516

TEMPERATURAS REGISTRADAS EN EL DORMITORIO - SAN FRANCISCO DE RAYMINA

Temperatura Dormitorio 1 (°C)

1012141618202224

TEMPERATURAS REGISTRADAS EN LA COCINA - SAN FRANCISCO DE RAYMINA

Temperatura Cocina (°C)

QUE HACER PARA MEJORAR….

Ubicar dos invernaderos. Los invernaderos proveen calor para asegurar el mejor confort en el interior de

la vivienda.

Diseñar y construir un piso interior aislante térmico en los dormitorios

Cama de piedras de 10cm de altura

Durmientes de madera de 2”x2”

Entablado del piso con madera machimbrada

Vanos que no presenten filtraciones de aire

Inclusión de una cocina mejorada por ser una fuente de

energía calorífica

COMPARACIÓN DE TEMPERATURAS – DORMITORIO

Temperatura medida - Dormitorio 1 (°C) - 2009

Temperatura simulada - Dormitorio 1 (°C) - 2008

Temperatura medida - Dormitorio 1 (°C) - 2008

COMPARACIÓN DE TEMPERATURAS - COCINA

Temperatura medida - Cocina (°C) - 2009

Temperatura simulada - Cocina (°C) - 2008

Temperatura medida - Cocina (°C) - 2008

En resumen…

DISTRIBUCIÓN DE LOS AMBIENTES

VIVIENDA NUEVA-CONSTRUCCIÓN

ETAPAS DE LA CONSTRUCCIÓN

Apoyo y compromiso comunitario. Elaboración de adobes según norma técnica.

Viga collar con madera aserrada.

Amarres de la viga collar. Plástico como alternativa económica de confort y

hermeticidad.

Sellado del encuentro entre tejas para evitar infiltración. Vista del exterior revocado con barro.

Encamado de piedras. Piso de madera machihembrada.

VIVIENDA AUTOSUSTENTABLE CON ENERGÍA SOLAR

Terma solar de 70 litros. Panel fotovoltaico de 65W.

CONCLUSIONES

1. LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS EXTERIORES EN SAN FRANCISCO DE RAYMINA EN LOS MESES DE INVIERNO (JUNIO,

JULIO Y AGOSTO) SE CARACTERIZAN POR TENER TEMPERATURAS PROMEDIO DE 6°C Y TEMPERATURAS MÍNIMAS DE -

3°C. LA IRRADIACIÓN DIARIA PROMEDIO DURANTE ESTOS MESES ES DE 6 kW-h/m2-día.

2. ANTES DE LA MODIFICACIÓN: LOS MÍNIMOS DE TEMPERATURA DEL AIRE EN LOS AMBIENTES DE LA VIVIENDA

(DORMITORIOS, SALA, COCINA) SON EN PROMEDIO DE 3°C. ESTO EVIDENCIA QUE DURANTE LAS HORAS EN QUE LA

GENTE DUERME, 9 p.m. A 6 a.m., LAS TEMPERATURAS EN LOS AMBIENTES OSCILAN ENTRE 6°C Y 3°C RESPECTIVAMENTE.

3. DESPUÉS DE LA MODIFICACIÓN: LOS MÍNIMOS DE TEMPERATURA DEL AIRE EN EL DORMITORIO 1 Y EN LA COCINA SON,

EN PROMEDIO, 9°C Y 11°C RESPECTIVAMENTE; ESTO IMPLICA UNA ELEVACIÓN DE LAS TEMPERATURAS MÍNIMAS

(RESPECTO AL 2008) DE 6°C (PARA EL DORMITORIO 1) Y 8°C (PARA LA COCINA).

4. LAS TEMPERATURAS DE AIRE REGISTRADAS EN EL DORMITORIO 1 Y EN LA COCINA NO COINCIDEN CON LAS

TEMPERATURAS SIMULADAS DEBIDO A LAS SIGUIENTES RAZONES: AL MOMENTO DE HACER LAS MEDICIONES, EN EL

DORMITORIO 1 AÚN NO SE HABÍA COLOCADO LOS DUCTOS QUE PERMITEN EL INTERCAMBIO DE AIRE ENTRE EL

INVERNADERO Y LOS DORMITORIOS, ES POR ELLO QUE LOS PICOS Y LOS MÍNIMOS DE TEMPERATURA REGISTRADOS

ESTÁN POR DEBAJO DE LOS SIMULADOS. EN EL MODELO DE SIMULACIÓN, PARA LA COCINA NO SE SIMULÓ EL EFECTO

DEL FOGÓN MEJORADO (ENERGÍA RADIANTE), ES POR ELLO QUE LOS PICOS DE TEMPERATURA REGISTRADO SUPERAN

A LOS PICOS DE TEMPERATURA SIMULADOS.

5. SE CONCLUYE QUE ES POSIBLE ELEVAR LA TEMPERATURA DEL AIRE INTERIOR DE LAS VIVIENDAS RURALES

ALTOANDINAS DESDE CONDICIONES CRITICAS (MÍNIMOS DE 3°C) HASTA CONDICIONES ADECUADAS PARA EL MEDIO

(MÍNIMOS DE 11°C); USANDO PARA ELLO ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS ADECUADOS Y LA ENERGÍA SOLAR COMO

FUENTE DE CALENTAMIENTO.

En la actualidad: albergue para turistas

VILCALLAMAS-PIZACOMA-CHUCUITO 4500msnm

TÉCNICA DEL TUMBAO

Apisonado del barro para después dejarlo

dormir por 24 horas.

Preparado de un colchón de ichu sobre el

piso limpio.

ESTUDIO PILOTO DE ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO

PARA EDIFICACIONES RURALES ALTO ANDINAS

CER – UNI

El estudio piloto propone el uso de las energías

renovables y las técnicas de diseño bioclimático en

viviendas y edificios del ámbito rural del Perú con el fin

de asegurar mejores condiciones de vida a sus usuarios.

OBJETIVOS

• Proponer recomendaciones constructivas, sustentadas de manera técnica y reforzada con

mediciones ambientales, que solucionen arquitectónicamente el problema térmico de las

edificaciones existentes que sufren bajas temperaturas con el propósito que las familias

habiten sus viviendas en situación de confort. Para dos centros poblados ubicadas ente

3000 y 5000 msnm.

• Elaborar dos expedientes técnicos (uno por cada centro poblado), que representan la

mejor alternativa, con el fin de reproducir este tipo de vivienda rural.

PROPUESTA TÉCNICA

REDUCCIÓN DE PUENTES TÉRMICOS:

1. Aislamiento hidro-térmico de pisos.

2. Aislamiento térmico de techos, empleando ichu material aislante.

REDUCCIÓN DE PUENTES TÉRMICOS

3. Emplear puertas de madera

4. Instalar Coberturas de madera en Ventanas y

Claraboya

REDUCCIÓN DE INFILTRACIONES

1. Sellado de grietas presentes entre el techo y

2. Sellado de grietas presentes entre el muro y en

el marco de las puertas y ventanas.

1. Invernadero adosado a las paredes de

los dormitorios. 2. Claraboyas en los techos

UTILIZAR SISTEMAS DE CALEFACCIÓN PASIVA

Distrito de Pilpichaca,

Provincia de Huaytara.

Región Huancavelica (4480 msnm)

ALTO ANDINA O PUNA

AMBIENTES Más de 1 1

75% 25%

USO DE LOS AMBIENTE Cocina Cuarto Sala

75% 75% 62.50%

SERVICIOS BÁSICOS Electricidad Agua Desagüe

0% 100% 0%

PROTECCIÓN PARA ÉPOCAS DE

HELADA

Falso Techo Plástico en Paredes

12.50% 12.50%

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

PARED Tapial Bareque Adobe Ladrillo

100% 0% 0% 0%

PISO Tierra Madera Cemento Ladrillo

87.50% 0% 12.50% 0%

TECHO Paja

Calamina

metálica Teja Eternit*

0% 87.50% 0% 12.50%

CARACTERÍSTICAS DE LAS VIVIENDAS SEGÚN ENCUESTA

REALIZADA

* Las viviendas que tienen techo de Eternit son las construidas por CARE

VIVIENDA 1: Características iniciales de la vivienda.

Poca pendiente del techo y aleros cortos. Puerta de calamina y vanos sin sellar.

Encuentro techo-pared sin sellar. Mala orientación de la vivienda.

La calamina como alternativa de construcción y adaptabilidad a diversos usos.

Hacinamiento por el modelo de vivienda.

Soluciones inadecuadas para mejorar la vivienda.

MEDICIONES AMBIENTALES

Periodo

T. exterior

máxima

promedio

T. mínima

promedio

Irradiación solar

promedio

[kWh/(m²- día)]

21/03/12-06/05/12 9.7 2 844

MEDICIONES AL INTERIOR DE LAS VIVIENDAS

VIVIENDA 1 VIVIENDA 2

ELECCIÓN DE LAS MEJORAS TÉRMICAS EN CADA VIVIENDA

Composición de materiales para componentes aislados

VIVIENDA 1: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de calefacción pasiva.

Techo calamina-fibrocemento e ichu como aislante. Ductos para intercambio de calor dormitorio-inv.

Puerta de madera contraplacada. Invernadero adosado a la vivienda.

RESULTADO FINAL DEL ACONDICIONAMIENTO DE

LA VIVIENDA 1

VIVIENDA 1: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de calefacción pasiva.

VIVIENDA 1

VIVIENDA 2: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones

Techo calamina-calamina e ichu como aislante. Puertas contraplacadas.

Estado inicial de la vivienda. Vista de la vivienda acondicionada.

Mediciones Exteriores del 16 de setiembre al 11 de octubre

Periodo

T. exterior

máxima

promedio

T. mínima

promedio

Irradiación solar

promedio

[kWh/(m²- día)]

16/09/12-10/10/12 13 -1 900

VIVIENDA 2: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones

VIVIENDA 2

Vivienda Prototipo

El diseño del prototipo de nueva vivienda térmicamente confortable se realizó usando el software de

simulación térmica en edificios EnergyPlus.

Plano de planta de la vivienda piloto

VIVIENDA NUEVA

Muros levantados con la técnica del tapial. Viga collar para reforzar los muros.

Tela para aislar el techo. Ichu entre la tela y plástico.

Encamado de piedras y entablado para evitar el ascenso de la

humedad.

Puertas de madera contraplacada.

Ventanas con doble vidrio y cobertura de madera. Claraboyas con cobertura de madera.

Vista final de la vivienda piloto construida. Otra vista de la vivienda

Ductos para intercambio de calor.

En la actualidad la vivienda es usada por los profesores.

Distrito de Tambo, Provincia

de Huaytará.

Región Huancavelica (3200

msnm) QUECHUA

AMBIENTES

Más de 1 1

100% 0%

USO DE LOS AMBIENTE

Cocina Cuarto Sala

SERVICIOS BÁSICOS Electricidad Agua Desagüe

100% 100% 100%

PROTECCIÓN PARA ÉPOCAS DE HELADA

Falso Techo Plástico en Paredes

21% 0%

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Tapial Bareque Adobe Ladrillo

0% 0% 100% 0%

Tierra Madera Cemento Ladrillo

70% 0% 30% 0%

Paja Calamina

metálica

Fibrocemento

0% 80% 20% 0%

Características de las viviendas según encuesta realizada en Santa Rosa

de Tambo

VIVIENDA A

VIVIENDA B

MEDICIONES AMBIENTALES

T. exterior

máxima

promedio [°C]

T, exterior

mínima

promedio [°C]

Irradiación solar

promedio

[kWh/(m²- día)]

21/03/-06/05/12 13.9 8.4 590

MEDICIONES AL INTERIOR DE LAS VIVIENDAS

VIVIENDA A:

VIVIENDA B:

Composición de materiales para componentes aislados

Mediciones Exteriores del 16 de setiembre al 11 de octubre

T. exterior

máxima

promedio [°C]

T, exterior

mínima

promedio [°C]

Irradiación solar

promedio

[kWh/(m²- día)]

16/09/12-10/10/12 17 9 700

VIVIENDA A: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de

calefacción pasiva.

Mediciones Interiores VIVIENDA A: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de

VIVIENDA A: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de

VIVIENDA B: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones

VIVIENDA NUEVA

CONCLUSIONES

Las infiltraciones de aire son los aspectos mínimos a solucionar para mantener la

temperatura al interior de la vivienda por encima de la exterior.

La temperatura de los ambientes interiores aumentará a medida que empiecen a vivir en ella.

Asimismo, cuando las familias cuya vivienda lleva calefacción pasiva se familiaricen con el

manejo de abrir y cerrar las coberturas de las claraboyas y ductos en los invernaderos.

Haciendo uso de materiales locales como rollizos, adobe, barro mejorado, e ichu,

complementado con materiales industriales como planchas de fibrocemento y calamina

transparente, se ha logrado aumentar mínimos interiores hasta 8°C respecto a mínimos

exteriores de -1°C.

Centro de Energías Renovables y Uso Racional de la Energía

Av. Túpac Amaru 210 Rímac. Pabellón Central. Oficina B1-260. Tel.: 382 - 1058; 481 – 1070 anexo 591

Página Web.: http://cer.uni.edu.pe E-mail.: cer@uni.edu.pe

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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