Experiencias cer uni jm
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Expositor: JUAN O. MOLINA Curso: CONFORT TÉRMICO ANDINO CER – UNI
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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
1.000
3.000
5.000
7.000
9.000
11.000
13.000
15.000
17.000
01
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/08
01
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TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TEMPERATURA EXTERIOR REGISTRADA EN SAN FRANCISCO DE RAYMINA
Temperatura exterior promedio horaria
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
30
/06
/08
01
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02
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11
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30
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31
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/08
01
/08
/08
Irra
dia
ció
n (
kW-h
/m2
-día
)
IRRADIACIÓN DIARIA EN SAN FRANCISCO DE RAYMINA-AYACUCHO
Irradiación diaria (kW-h/m2-día)
Mes
Temp.
exterior
promedio
[°C]
Temp.
exterior
máxima
promedio
[°C]
Temp.
exterior
mínima
promedio
[°C]
H.R.
exterior
promedio
[°C]
H.R.
exterior
máxima
promedio
[°C]
H.R.
exterior
mínima
promedio
[°C]
Irradiación
solar
promedio
[kWh/(m²-
día)]
Rapidez
promedio
de viento
[m/s]
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
01
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/08
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TEMPERATURAS REGISTRADAS EN EL DORMITORIO - SAN FRANCISCO DE RAYMINA
Temperatura Dormitorio 1 (°C)
02468
1012141618202224
01
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01
/07
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02
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02
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03
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04
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05
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06
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/08
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
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
1
3
5
7
9
11
13
15
1701
/07
01
/07
02
/07
02
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04
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05
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06
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/07
08
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TE
MP
ER
AT
UR
A (
°C
)
COMPARACIÓN DE TEMPERATURAS – DORMITORIO
Temperatura medida - Dormitorio 1 (°C) - 2009
Temperatura simulada - Dormitorio 1 (°C) - 2008
Temperatura medida - Dormitorio 1 (°C) - 2008
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
250
1/0
7
01
/07
02
/07
02
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/07
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/07
06
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07
/07
07
/07
08
/07
TEM
PER
ATU
RA
( °
C )
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
PUNO
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
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
muro.
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.
VIVIENDA 2: Características iniciales de la vivienda.
La calamina como alternativa de construcción y adaptabilidad a diversos usos.
Hacinamiento por el modelo de vivienda.
VIVIENDA 3: Características iniciales de la vivienda.
Soluciones inadecuadas para mejorar la vivienda.
MEDICIONES AMBIENTALES
Periodo
T. exterior
máxima
promedio
[°C]
T. mínima
promedio
[°C]
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
[°C]
T. mínima
promedio
[°C]
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
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
100%
100%
10%
SERVICIOS BÁSICOS Electricidad Agua Desagüe
100% 100% 100%
PROTECCIÓN PARA ÉPOCAS DE HELADA
Falso Techo Plástico en Paredes
21% 0%
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
PARED
Tapial Bareque Adobe Ladrillo
0% 0% 100% 0%
PISO
Tierra Madera Cemento Ladrillo
70% 0% 30% 0%
TECHO
Paja Calamina
metálica
Teja
Fibrocemento
0% 80% 20% 0%
Características de las viviendas según encuesta realizada en Santa Rosa
de Tambo
VIVIENDA A
VIVIENDA B
MEDICIONES AMBIENTALES
Mes
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
Mes
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
calefacción pasiva.
VIVIENDA A: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones + Sistema de
calefacción pasiva.
VIVIENDA B: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones
VIVIENDA B: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones
VIVIENDA B: Reducción de Puentes térmicos e infiltraciones
VIVIENDA NUEVA
VIVIENDA NUEVA
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.: [email protected]
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
