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Facultad de IngenieríaEscuela de Construcción Civil
“Evaluación del comportamiento térmico de viviendas sociales emplazadas en partes altas de Valparaíso frente al fenómeno
de la condensación interior”
Por
Marcelo Marin G
Prof. Guía: Claudio Carrasco A
Mayo, 2019
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[1]
ANTECEDENTES GENERALES
-
[2]
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
“La industria de la construcción a nivel mundial ha sido el sector con más energía consumida en todo el planeta, ya que es responsable de aproximadamente del 40% de la energía utilizada y el 50 % de las emisiones de Co2 a la atmósfera”
(Hernández & Meza, 2010).
Vivienda SocialNuevas
nocionesParámetros y
factores
• Calidad de la vivienda• Eficiencia Energética• Confort Habitacional• Entorno de los barrios.
• Objetivos iniciales.• Viviendas construidas
antes de la reglamentación térmica, según Nch.
-
[3]
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALDeterminar el comportamiento Térmico de las viviendas
sociales emplazadas en la parte alta del sector de Playa Ancha deValparaíso, para evaluar el fenómeno de la condensación interior
-
OBJETIVOS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
✓ Determinar el comportamiento térmico interior,exterior y ver su influencia en la condensación interioren las viviendas.
✓ Determinar la influencia que tiene la materialidad en la evaluación interior del comportamiento térmico en la vivienda.
✓ Determinar las variables más incidentes en la condensación de las viviendas.
[4]
-
[5]
ALCANCES
i. Se eligió como casos de estudios a 6 viviendas sociales, de pisos intermedios, de dos complejos habitacionalesemplazados en la parte alta de la ciudad de Valparaíso, ubicación correspondiente según la NCh 1079 Of. 2008,a la cuarta zona denominada Central Litoral (CL).
ii. Se limita, el año de construcción a las viviendas, a las que hayan sido construídas, antes de la reglamentación térmica del año 2007 y 2000 de la Nch.
iii. La toma de datos y mediciones correspondientes, se realizó durante mayo y junio del 2017.
iv. Se estudiaron viviendas sociales entregadas, por el Estado chileno, como solución habitacional en diferentes años.
-
[6]
ALCANCES
Anexo 1: Localización de los dos conjuntos.
Fuente: www.google.cl/maps (2017)
-
[7]
ALCANCES
Conjunto Habitacional La Explanada
Anexo 2: Conjunto Habitacionales
Conjunto Habitacional Viento Sur
Fuente: Elaboración Propia (2017)
-
[8]
MARCO TEORICO
-
[9]
ZONIFICACIÓN TERMICA
Mapa de la zonificación climática habitacional para Chile de la Nch1079-
2008
Fuente: Bustamante (2009)
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CONFORT HABITACIONAL
HUMEDAD
Fuente: Bustamante (2009)
Mas determinante para fijar condiciones de confort de un
ambiente.
-Parámetros físicos.-Parámetros Humanos.-Parámetros Externos
CONFORT TÉRMICO
i. T° Aire ambiente (°C)ii. T° Radiante (°C)iii. HR (%)iv. Velocidad del aire (m/s)
EFICIENCIA ENERGÉTICA
-
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CONDENSACIÓN
SUPERFICIAL
INTERSTICIAL
Fuente: Urquieta (2004)
HUMEDAD
i. Humedad lluviaii. Humedad accidentaliii. Humedad del sueloiv. Humedad construcción.v. Humedad
condensación.
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[12]
Humedad por condensación
CONDENSACION SUPERFICIAL
i. Temperatura del aire interiorii. Humedad Relativa.iii. Temperatura exterior.iv. Resistencia Térmica.v. Fuentes generadores de vapor.
Procedimientosi. Nch 1973 of.87ii. Nch 1973 of.2008iii. Nch 853 of.2007iv. Nch 1971 of.86
Verificación según Temperatura Superficial del elemento Verificación según Temperatura de Roció (Nch 1973 of2008)
Abaco Psicométrico
-
[13]
DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
-
[14]
Identificación de los casos estudiados
Conjunto Habitacional Ubicación Año de Construcción
Viento Sur Viento Sur y Calle la explanada S/N, Valparaíso 1987
La Explanada Calle La explanada S/N, Valparaíso década de los 60
Fuente: Elaboración propia (2017)
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[15]
Registro datos
Definido por
Mes de Mayo y Junio
Las Variables más
representativas
Horario
Horarios muéstrales
10:00 hrs
14:00 hrs
18:00 hrs
- Temperatura del ambiente interior.
- Humedad Relativa interior y exterior
- Velocidad del aire y dirección del viento.
- Temperatura aire exterior
- Temperatura de la superficie de los
elementos.
Base datos
- Cartilla de registro de
datos de terreno.
Instrumentos de medición
- Termo Higroanemómetro.
- Termómetro Infrarrojos.
- Brujula.
-
[16]
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Tabla 3.4 Cartilla de registros de
datos de terreno
TITULO: “Evaluación del comportamiento
térmico de viviendas sociales
emplazadas en partes altas de
Valparaíso frente al fenómeno de
la condensación interior”
Autor : Marcelo Marin Gomez
Croquis: Fecha :
Hora :
Conjunto Habitacional :
Block : Piso Depto
Item ObservacionT° interior o
exterior Humedad % T° elemento Materialidad Orientacion
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[17]
Imagen 3.4 Zonas de medición, La Explanada
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboración Propia, (2017)
Tabla 3.5 Ubicación de puntos de mediciones (Sistema
de Coordenadas UTM), La Explanada.
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboración Propia (2017)
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[18]
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboración Propia, (2017)
Imagen 3.5 Zonas de medición, Viento Sur.
Tabla 3.6 Ubicación de puntos mediciones (Sistema
de Coordenadas UTM), Viento Sur.
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboración Propia, (2017)
-
[19]
Figura 3.8 Distribución de zona de medición en
interior de departamento( La Explanada).
Fuente: Elaboración propia (2017)
Figura 3.9 Distribución de zona de medición en
departamento( Viento Sur).
Fuente: Elaboración propia (2017)
MEDICIONES INTERIORES VIVIENDAS
Descripcion
Identificación de vivienda V1 V2 V3 V4 V5 V6
Ubicación (pisos) 3 4 3 2 1 1
Nº habitantes 3 2 2 2 1 3
Complejo Habitacional La Explanada Complejo Habitacional Viento Sur
Tabla 4.11 Identificación de viviendas estudiadas.
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[20]
ANÁLISIS DE RESULTADOS
-
[21]
Sector 10:00 14:00 18:00 Oscilación diaria
1 13,23 19,80 15,97 6,6
2 13,12 18,98 15,01 5,9
3 12,74 19,34 15,45 6,6
4 12,72 17,56 14,93 4,8
5 13,17 18,33 17,02 5,2
6 12,9 19,12 17,23 6,2
7 12,72 19,23 17,33 6,5
8 12,43 19,78 17,61 7,4
9 12,62 18,68 17,23 6,1
10 12,91 20,23 17,98 7,3
11 12,78 19,67 17,43 6,9
12 12,48 18,57 16,49 6,1
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Gráfico 4.1 Comportamiento de la T° exterior del Conjunto Habitacional La Explanada
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Tabla 4.1 Temperatura exterior, Conjunto habitacional la Explanada.
ÁREA EXTERIOR DE LAS VIVIENDAS
✓ TEMPERATURA AMBIENTE EXTERIOR (°C)
-
[22]
Sector 10:00 14:00 18:00 Oscilación diaria
1a 13,56 18,89 16,32 5,33
2a 13,20 19,18 17,10 5,98
3a 13,34 19,76 17,43 6,42
4a 12,30 19,46 17,46 7,16
5a 12,85 18,78 16,12 5,93
6a 12,25 19,12 16,32 6,87
Tabla 4.2 Temperatura exterior del Conjunto Viento Sur.
Gráfico 4.2 Comportamiento Temperatura exterior del Conjunto Viento Sur.
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Fuente: Elaboración Propia (2017)
✓ TEMPERATURA AMBIENTE EXTERIOR (°C)
-
[23]
“REPRESENTACIÓN ISOTERMAS DE LA T° DE LOS DOS COMPLEJOS”
Imagen 4.1 Isotermas de los dos complejos habitacional, Temperatura media.
Fuente: Programa ArcGis 10.3. Elaboración Propia (2017)
Tabla 4.3 Registro de Temperaturas en software Argis.
-
[24]
Sector 10:00 14:00 18:00
1 82,8 74,5 78,8
2 80,3 67,7 77,9
3 81,1 65,3 76,4
4 87,1 65,4 80,2
5 88,9 67,4 77,9
6 88,8 67,28 75,6
7 89,8 66,16 78,2
8 89,5 65,03 78,7
9 86,5 65,86 77,1
10 81,3 68,97 79,1
11 83,2 67,9 77,8
12 86,2 71,14 79,8
Tabla 4.5 Humedad Relativa exterior, Conjunto Habitacional la
Explanada.
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Gráfico 4.3 Comportamiento de la Humedad Relativa exterior del Conjunto Habitacional La Explanada.
✓ HUMEDAD RELATIVA EXTERIOR (%)
-
[25]
Sector 10:00 14:00 18:00
1a 86,8 66,42 78,5
2a 87,4 65,87 77,3
3a 87,7 64,9 77,1
4a 89,9 68,1 78,1
5a 85,9 65,9 79,9
6a 87,1 66,3 80,1
Tabla 4.6 Humedad relativa del Conjunto Viento Sur.
Fuente: Elaboración Propia (2017)
Gráfico 4.4 Comportamiento de la Humedad Relativa exterior del Conjunto
Habitacional Viento Sur.
Fuente: Elaboración Propia (2017)
✓ HUMEDAD RELATIVA EXTERIOR (%)
-
[26]
Tabla 4.7 Registro de Humedad Relativa (%) en software Argis.
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboración Propia (2017)
Imagen 4.2 Isotermas de los dos complejos habitacional, Humedad Relativa.
Fuente: Programa ArcGis 10.3.
Elaboracion Propia (2017)
“REPRESENTACIÓN ISOTERMAS DE LA HR (%) DE LOS DOS
COMPLEJOS”
-
[27]
Sector 10:00 14:00 18:00
1 0,89 1,36 1,86
2 0,86 1,51 1,33
3 1,33 1,83 1,42
4 0,97 1,01 1,33
5 1,17 1,28 1,58
6 1,89 1,64 2,00
7 1,50 1,18 2,17
8 1,72 1,84 2,19
9 1,19 0,96 1,31
10 1,58 1,45 1,72
11 1,61 1,77 1,81
12 1,33 0,90 1,56
Tabla 4.9 Velocidad aire exterior (m/s), Conjunto
Habitacional la Explanada
Fuente: Elaboración propia (2017)
Gráfico 4.5 Comportamiento Velocidad del aire exterior del Conjunto Habitacional La
Explanada.
Fuente: Elaboración propia (2017)
✓ VELOCIDAD DEL AIRE EXTERIOR (m/s)
-
[28]
Sector 10:00 14:00 18:00
1 1,50 1,84 2,19
2 1,19 1,15 1,36
3 1,48 1,63 1,92
4 1,73 1,88 2,10
5 1,03 1,36 1,50
6 1,66 1,70 1,94
Tabla 4.10 Velocidad aire exterior (m/s), Conjunto
Habitacional viento Sur
Fuente: Elaboración propia (2017)
Gráfico 4.6 Comportamiento de la velocidad del aire exterior Del Conjunto Habitacional Viento Sur.
Fuente: Elaboración propia (2017)
✓ VELOCIDAD DEL AIRE EXTERIOR (m/s)
-
[29]
COMPORTAMIENTO INTERIOR DE LAS VIVIENDAS
Gráfico 4.7 Temperaturas ambiente interior (10:00 Hrs)
Gráfico 4.8 Temperaturas ambiente interior (14:00 Hrs)
Gráfico 4.9 Temperaturas ambiente interior (18:00 Hrs)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Fuente: Elaboración propia (2017)
✓ TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR (°C)
-
[30]
Vivienda 1 Vivienda 2 Vivienda 3 Vivienda 4 Vivienda 5 Vivienda 6 Temperatura aire
10:00 Hrs 15,71 15,45 15,57 15,13 15,31 15,32 T° aire interior (C°)
12,72 12,48 12,72 13,56 13,2 13,2 T° aire exterior (C°)
14:00 Hrs 17,85 17,01 17,05 16,52 16,88 16,84 T° aire interior (C°)
17,56 18,57 17,56 18,89 19,18 19,18 T° aire exterior (C°)
18:00 Hrs 16,94 16,25 16,22 15,96 16,45 16,99 T° aire interior (C°)
14,93 16,49 14,93 16,32 17,1 17,1 T° aire exterior (C°)
Tabla 4.15 Temperaturas ambiente interior vs Temperaturas ambiente.
Fuente: Elaboración propia (2018)
Fuente: Elaboración propia (2018)
Fuente: Elaboración propia (2018)
✓ TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR VS EXTERIOR (°C)
-
[31]
✓ HUMEDAD RELATIVA AMBIENTE INTERIOR (%)
Gráfico 4.13 Humedades relativas ambiente interior
(10:00hrs)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Fuente: Elaboración propia (2017)
Gráfico 4.14 Humedades relativas ambiente
interior (14:00hrs)
Gráfico 4.15 Humedades relativas ambiente interior
(18:00hrs)
-
[32]
RESULTADOS GENERALES
Determinar la resistencia térmica
total mínima del elemento, para que no
se produzca condensación.
-Temperatura ambiente interior /
Humedad Relativa / Temperatura
exterior.
Abaco Psicométrico (T° Rocío)- Nch 1973
- Nch 853
Grafico 4.18 Resistencia Térmica Total Mínima
requerida de los dos complejos habitacionales.
Fuente: Elaboración propia (2017)
Rt = (Qi - Qe)*Rsi / (Q1 - Qr)
Formula:
-
[33]
RESULTADOS GENERALES
• Temperatura superficial interior(°C)• Transmitancia térmica (W/m2°C)• Resistencia térmica (m2°C/W))• Temperatura rocío (°C)• Humedad relativa interior (%)
• Temperatura ambiente interior
Qsi > Qrocio→ No hay riesgo de condensación.
Qsi < Qrocio→ Hay riesgo de condensación
-Nch 1973
-Nch 853
Rt = Rsi + ΣR + Rse (2°C/W)
U= 1/Rt (W/m2°C)
Qsi (°C) = Qi - U x Rsi (Qi-Qe)
Formula:
-
[34]
Vivienda Sector Detalle Qi (°C) Hr %Rtmin
(m2°C/W)
Rt
(m2°C/W)
U
(W/m2°
C)
Temperatura
Superficial
Interior Qsi
(°C)
Temperatura
Rocio Qr (°C)
Qsi > Qrocio (No hay riesgo de condensación)
Qsi < Qrocio (Hay riesgo de condensación)
Estar-Comedor Muro 17,13 75,80 0,28 0,315 3,17 13,32 12,90 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 17,40 75,80 0,28 0,315 3,17 13,48 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Cocina Muro 16,46 77,97 0,30 0,32 3,17 12,93 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Muro 16,34 78,53 0,31 0,32 3,17 12,86 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 17,13 75,80 0,22 0,29 3,47 13,93 12,90 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 17,40 75,80 0,22 0,29 3,47 14,10 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Cocina Cielo 16,46 77,97 0,23 0,29 3,47 13,49 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Cielo 16,34 78,53 0,24 0,29 3,47 13,41 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Muro 16,49 77,30 0,30 0,32 3,17 12,95 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 16,58 79,67 0,32 0,32 3,17 13,00 13,10 Existe riesgo de condensación superficial
Cocina Muro 15,96 82,70 0,35 0,32 3,17 12,63 13,00 Existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Muro 15,91 80,53 0,35 0,32 3,17 12,60 12,90 Existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 16,49 77,30 0,23 0,29 3,47 13,51 12,80 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 16,58 79,67 0,25 0,29 3,47 13,57 13,10 No existe riesgo de condensación superficial
Cocina Cielo 15,96 82,70 0,27 0,29 3,47 13,16 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Cielo 15,91 80,53 0,27 0,29 3,47 13,13 12,90 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Muro 16,74 76,65 0,28 0,32 3,17 13,09 12,70 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 16,60 79,10 0,32 0,32 3,17 13,01 13,05 Existe riesgo de condensación superficial
Cocina Muro 15,83 80,86 0,36 0,32 3,17 12,56 12,95 Existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Muro 16,06 80,76 0,35 0,32 3,17 12,70 13,00 Existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 16,74 76,65 0,22 0,29 3,47 13,67 12,70 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 16,60 79,10 0,25 0,29 3,47 13,58 13,05 No existe riesgo de condensación superficial
Cocina Cielo 15,83 80,86 0,28 0,29 3,47 13,08 12,95 No existe riesgo de condensación superficial
Dormitorio Cielo 16,06 80,76 0,27 0,29 3,47 13,23 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Muro 15,71 80,59 0,37 0,39 2,37 13,30 12,95 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 15,94 80,67 0,36 0,39 2,37 13,47 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Muro 15,96 82,62 0,38 0,39 2,37 13,48 13,20 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 15,71 80,59 0,28 0,28 3,55 12,94 12,95 Existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 15,94 80,67 0,27 0,28 3,55 13,09 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Cielo 15,96 82,62 0,29 0,28 3,55 13,10 13,20 Existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Muro 16,28 80,37 0,39 0,39 2,37 13,70 13,50 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 16,49 79,50 0,32 0,39 2,37 13,85 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Muro 15,87 80,67 0,35 0,39 2,37 13,42 12,90 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 16,28 80,37 0,30 0,28 3,55 13,31 13,50 Existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 16,49 79,50 0,25 0,28 3,55 13,44 13,00 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Cielo 15,87 80,67 0,27 0,28 3,55 13,04 12,90 No existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Muro 16,55 82,03 0,31 0,39 2,37 13,89 13,80 No existe riesgo de condensación superficial
Baño Muro 16,55 80,92 0,35 0,39 2,37 13,88 13,30 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Muro 15,80 84,60 0,45 0,39 2,37 13,37 13,50 Existe riesgo de condensación superficial
Estar-Comedor Cielo 16,55 82,03 0,31 0,28 3,55 13,48 13,80 Existe riesgo de condensación superficial
Baño Cielo 16,55 80,92 0,27 0,28 3,55 13,48 13,30 No existe riesgo de condensación superficial
Dorm Cielo 15,80 84,60 0,34 0,28 3,55 12,99 13,50 Existe riesgo de condensación superficial
Vivienda 5
Vivienda 6
Resumen
Vivienda 1
Vivienda 2
Vivienda 3
Vivienda 4
Tabla 4.19. Resumen de Cálculos
-
[35]
Conclusiones
-
[36]
Complejo Habitacional La Explanada
Complejo Habitacional Viento Sur
En algunas viviendas, se observo:
- Temperaturas superficiales bajas en comparación a la T Rocio.
- Humedad Relativa por sobre los rangos de confort.
- Baja resistencia Térmica.
- Alta Transmitancia Térmica .
- Falta de Aislación Térmica.
- Baja renovación de aire fresco.
- Condiciones más desfavorables se presentan en viviendas
cercanas a la quebrada del borde costero.
Riesgo de Presencia de CondensaciónNota: En gran parte de las viviendas, no hay mas de 1°C de diferencia entre la Qsi y QR
-
[37]
Fuente: Elaboración propia (2018)
Grafico 4.20 Resumen Condensaciones Losa-cielos
-
[38]
Grafico 4.19 Resumen Condensaciones muros.
Fuente: Elaboración propia (2018)
-
[39]
OBJETIVOS ESPECIFICOS COMENTARIO
1.- Determinar el comportamiento térmico
interior, exterior y ver su influencia en la
condensación interior en las viviendas.
Se logró mediante la recolección de datos recogidos en terreno,
procesados y analizados mediantes gráficos y Nch, demostrando la
implicancias de la variables en el comportamiento de la vivienda.
2.-Determinar la influencia que tiene la
materialidad en la evaluación interior del
comportamiento térmico en la vivienda
Se determino que la materialidad de los elementos de la envolvente
de los dos complejos, la resistencia térmica total del elemento fue
inferior a la mínima resistencia térmica requerida en algunos casos, por
lo que se fue demostrando según NCH, la relación y la influencia que
tiene la materialidad en el comportamiento interior de la vivienda y sus
consecuencias.
3.-Determinar las variables más incidentes en
la condensación de las viviendas.
Las variables mas incidentes en la viviendas, fueron dando
resultados de presencia de riesgo de condensación, en sectores
cercanos a la orientación suroeste y cercanos al borde costero, esto se
suma también a la falta de aislación térmica de la envolvente existente
en las viviendas.
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Facultad de IngenieríaEscuela de Construcción Civil
“Evaluación del comportamiento térmico de viviendas sociales emplazadas en partes altas de Valparaíso frente al fenómeno
de la condensación interior”
Por
Marcelo Marin G
Prof. Guía: Claudio Carrasco A
Mayo, 2019