aproximaciÓn a las condiciones de confort en los … · palabras clave: materialidad, envolvente,...

APROXIMACIÓN A LAS CONDICIONES DE CONFORT EN LOS PROYECTOS

MULTIFAMILIARES DE CIUDAD VERDE, SOACHA

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE DISEÑO

MAESTRÍA EN DISEÑO SOSTENIBLE

Presentado por:

CÉSAR AUGUSTO MONCADA PASTRÁN1

Trabajo de Grado para optar al título de

Magíster en Diseño Sostenible

Director

*PhD. CLAUDIO VARINI

BOGOTÁ D.C.

Agosto de 2017

1 [email protected]

Confort térmico en las viviendas VIS, a partir de la materialidad de sus muros exteriores 2


Agradecimientos

A mi familia presente en este próspero camino, a mi director de investigación,

PhD Arq. Claudio Varini y a la coordinadora de la Maestría en Diseño Sostenible,

Arq. Susana Mariño Rojas.


Resumen

La presente investigación, identifica los materiales con los que se construyen los

muros exteriores en las envolventes en las viviendas tipo VIS, para el proyecto

Ciudad Verde en Soacha y evalúa las condiciones de confort que éstos entregan,

tomando la temperatura operativa como valor de referencia, acogiendo las

recomendaciones de mejora en el Valor U de los muros exteriores contenida en la

Resolución 549 y sus anexos técnicos, visualizando los impactos generados.

Palabras clave: Materialidad, Envolvente, Confort, Temperatura Operativa, Cambio

Climático, Resolución 549.


Abstract

The present research identifies the materials with which the outer walls are built

in the envelopes in the VIS type houses for the Ciudad Verde project in Soacha

and evaluates the comfort conditions they provide, taking the operating

temperature as the reference value, Accepting the recommendations for

improvement in the U-value of the outer walls contained in Resolution 549 and

its technical annexes, visualizing the impacts generated.

Key words: Materiality, Enclosure, Comfort, Operating Temperature, Climate

Change, Resolution 549.


Contenido

Resumen ........................................................................................................................ 4

Abstract ......................................................................................................................... 5

Prólogo, Cambio Climático en Bogotá, implicaciones y acciones. ......................... 10

Problema de Investigación ........................................................................................... 12

Objetivo General ...................................................................................................... 12

Objetivos específicos ............................................................................................... 12

Justificación ............................................................................................................. 13

Hipótesis .................................................................................................................. 13

Hipótesis de diagnóstico. ..................................................................................... 13

Hipótesis de pronóstico. ....................................................................................... 14

Hipótesis de control. ............................................................................................ 14

Descripción Metodológica ....................................................................................... 14

Marco Teórico .............................................................................................................. 17

Estado del arte .......................................................................................................... 17

Ciudad Verde ............................................................................................................ 17

Condiciones Climáticas Soacha ............................................................................... 18

Temperatura de Confort - Diagrama Psicométrico .................................................. 18

Modelo Arquitectónico Base, concepción de las tipologías ........................................ 20

Generalidades ........................................................................................................... 20

Identificación de la materialidad del “Modelo Arquitectónico Base” e identificación

de materiales ........................................................................................................................ 20

Resumen de materiales, según DANE y CAMACOL ............................................. 23

Inventario de materiales, muestreo de proyectos. .................................................... 23

Caracterización de Materiales Modelo Arquitectónico Base. .................................. 25

Caracterización de Tipologías .................................................................................. 25

Valor U y Valor R de las Tipologías Propuestas. ..................................................... 27

Identificación de la forma ........................................................................................ 27

Aproximación a la Distribución Arquitectónica. ..................................................... 28

Caracterización de la Volumetría Encontrada .......................................................... 29

Distribución Arquitectónica Propuesta .................................................................... 29

Definición de Parámetros Software Design Builder. ................................................... 31

Generalidades. .......................................................................................................... 31

Resultados .................................................................................................................... 34

Temperatura Operativa Promedio Anual (T.O.P.A.) - Escenario Actual vs Escenario

Cambio Climático. ............................................................................................................... 34

Pérdidas y Ganancias de Energía Anuales por Tipología. ....................................... 35

Pérdidas por muros y acristalamientos. ................................................................... 36

Observaciones generales de resultados anuales por tipología. ................................ 37

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día cálido. .............................................. 38

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día más caluroso, por nivel de piso. ...... 39

Variación de Temperatura Promedio Operativa (TPO) por Apartamento y

Orientación. .......................................................................................................................... 41

Variación de Temperatura Promedio Operativa Horaria. Unidad Habitacional 304 43

Pérdidas de energía día cálido. ................................................................................. 44

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día frío. .................................................. 44


Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día frío, por nivel de piso. ...................... 46

Variación de Temperatura Promedio Operativa (TPO) por Apartamento y

Orientación. .......................................................................................................................... 47

Variación de Temperatura Promedio Operativa Horaria. Unidad Habitacional 304.

.............................................................................................................................................. 49

Perdidas de Energía Día más frío. ............................................................................ 50

Observaciones. ......................................................................................................... 50

Aplicación de Mejoras en el Valor U de los Muros. .................................................... 53

Alteraciones en el coeficiente U de los muros exteriores. ....................................... 53

Alteraciones en el coeficiente U de los muros exteriores. ....................................... 53

Resultados Propuesta de Mejora Tipología 1 - Día Cálido y Día Frio. ................... 55




Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 1 - Día Cálido ................... 59

Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 1 - Día Frío ....................... 59

Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 2 - Día Cálido ................... 60

Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 2 - Día Frio. ...................... 60

Conclusiones ................................................................................................................ 61

Bibliografía .................................................................................................................. 63

ANEXOS ..................................................................................................................... 65

ANEXO MATERIALIDAD CAMACOL ................................................................... 68

ANEXO 2 CONDUCTIVIDAD MATERIALES DE ARCILLA ................................ 69


Lista de tablas

Tabla 1. Parámetros del Modelo Arquitectónico Base ............................................................. 14

Tabla 2. Área iniciada por sistema constructivo ...................................................................... 21

Tabla 3. Materiales para fachadas con base en CAMACOL (2017). ....................................... 22

Tabla 4. Materiales para muros divisorios con base en CAMACOL (2017). .......................... 22

Tabla 5. Materiales para entrepisos con base en CAMACOL (2017)...................................... 23

Tabla 6. Resumen de materiales en la construcción de vivienda tipo VIS. ............................. 23

Tabla 7. Muestreo de proyectos, Ciudad Verde, Soacha. ......................................................... 24

Tabla 8. Caracterización de materiales Modelo Arquitectónico Base. .................................... 25

Tabla 9. Caracterización de tipologías. .................................................................................... 26

Tabla 10. Aumento % de Temperaturas entre las tipologías en los diferentes escenarios. ...... 35

Tabla 11. Pérdidas y Ganancias de energía anual. ................................................................... 36


Lista de figuras

Figura 1. Registro de la temperatura en Bogotá 6,7, y 8 de febrero de 2017 .......................... 10

Figura 2. Escenario de Cambio Climático en Bogotá .............................................................. 11

Figura 3. Localización Cambio Climático ............................................................................... 18

Figura 4. Diagrama Psicométrico - ASHRAE Estándar 55. Imagen generada en Software

Climate consultant. .................................................................................................................. 19

Figura 5. Valor R y Valor U, de los muros exteriores. ............................................................ 27

Figura 6. Forma del Modelo Arquitectónico Base. ................................................................. 28

Figura 7. Muestreo de Proyectos, identificación de la distribución arquitectónica. ................ 29

Figura 8. Planta arquitectónica Propuesta. ............................................................................... 30

Figura 9. Modelado del Proyecto. Software Design Builder. .................................................. 31

Figura 10. Parámetros de Ocupación. Software Design Builder. ............................................ 32

Figura 11. Parámetros de Ajuste. Software Design Builder. .................................................... 32

Figura 12. Aplicación de Materiales y generación de tipologías. Software Design Builder. .. 33

Figura 13. Temperatura Operativa, Escenario Actual y Escenario 2072 ................................. 34

Figura 14. Análisis de pérdidas por muros y acristalamientos ................................................. 37

Figura 15. Temperatura promedio operativa día cálido ........................................................... 38

Figura 16. Incremento % de la temperatura operativa sobre la temperatura de confort mínima

.................................................................................................................................................. 39

Figura 17. Temperatura Operativa de Acuerdo a Nivel de Piso ............................................... 40

Figura 18. Variación % temperatura promedio operativa por nivel de piso ............................ 41

Figura 19. Temperatura promedio operativa unidades habitacionales ..................................... 42

Figura 20. Temperatura promedio operativa unidad habitacional 304 .................................... 43

Figura 21. Pérdidas por muros y acristalamiento día cálido .................................................... 44

Figura 22. Temperatura promedio operativa día frío ............................................................... 45

Figura 23. Incremento % de la temperatura operativa sobre la temperatura de confort mínima

.................................................................................................................................................. 46

Figura 24. Temperatura promedio operativa por nivel de piso ................................................ 46

Figura 25. Variación % temperatura promedio operativa por nivel de piso ............................ 47

Figura 26. Temperatura promedio operativa unidades habitacionales ..................................... 48

Figura 27. Temperatura promedio operativa unidad habitacional 304 .................................... 49

Figura 28. Pérdidas por muros y acristalamiento en el día frío ............................................... 50

Figura 29. Propuesta de mejoras en el valor U de los muros exteriores .................................. 54

Figura 30. Aplicación de mejoras tipología 1 .......................................................................... 55




Figura 34. Comparativo entre tipologías mejora 1 día cálido .................................................. 59

Figura 35. Comparativo entre tipologías mejora 1 día frío ...................................................... 59




Prólogo, Cambio Climático en Bogotá, implicaciones y acciones.

La historia reciente muestra la vulnerabilidad de la población colombiana ante los

diferentes escenarios asociados al cambio climático, como inundaciones, avalanchas y

cambios en las temperaturas promedio, entre otros, asociándose este último fenómeno con el

confort térmico de las personas, y no es para menos, en Bogotá (Semana, 2017), el 8 de

febrero del presente año a las 14:00 horas se registró el máximo histórico en la temperatura

de la capital 25,1°C, después de haberse registrado bajas temperaturas en las horas de la

mañana, esta alta oscilación en la temperatura (21,1°C), supone un enorme impacto en la

envolvente de las edificaciones, entregándole una mayor responsabilidad en la mitigación de

los efectos negativos sobre el confort térmico de sus habitantes.

Figura 1. Registro de la temperatura en Bogotá 6,7, y 8 de febrero de 2017.Fuente: IDEAM (2017)

Sumado a lo anterior, las Naciones Unidas y el Instituto de Hidrología, Meteorología

y Estudios Ambientales (IDEAM), vaticinan un escenario de cambio climático para nuestro

país, pronosticando un aumento de 2,5°C en la temperatura media y un aumento cercano al

10% en las precipitaciones de algunas regiones del país, por ello cobra importancia evaluar el

comportamiento térmico actual de las Viviendas tipo VIS, así como evaluar su

comportamiento en un futuro escenario de cambio climático.


Figura 2. Escenario de Cambio Climático en Bogotá. Fuente: IDEAM (2017)

En Colombia, el gobierno nacional ha venido impulsando la construcción de vivienda

de interés social (VIS) y la vivienda de interés prioritario (VIP), con programas nacionales,

ofreciendo beneficios y subsidios especiales para su adquisición, sin embargo y como es bien

conocido, en el tratamiento que se le ha dado al déficit de vivienda en nuestro país prima lo

cuantitativo sobre lo cualitativo. En Bogotá y en su área metropolitana se han venido

desarrollando proyectos inmobiliarios, un ejemplo de ello es “Ciudad Verde” en el municipio

de Soacha.

Enfocado en algunos tópicos de la Maestría en Diseño Sostenible, se hace necesario

investigar las cualidades y las capacidades de la envolvente en las viviendas tipo VIS,

analizando las propiedades de su materialidad, cuestionando su participación y

desenvolvimiento en el confort térmico que ésta le entrega a la vivienda, para así entender su

impacto y proponer soluciones a través de la arquitectura y el diseño sostenible que

propendan en asegurar condiciones óptimas de confort.


Problema de Investigación

¿Qué implicaciones tiene sobre la Temperatura de Confort en un edificio

multifamiliar tipo VIS, en Ciudad Verde, Soacha, la implementación de una mejora en el

Valor U de sus muros exteriores, a partir de un reconocimiento de su comportamiento actual

y en función de los materiales utilizados en sus muros exteriores?

Objetivo General

Cuantificar el impacto que tiene sobre la Temperatura de Confort, la especificación de

los materiales en los muros exteriores, reconociendo la Temperatura Operativa de un edificio

multifamiliar tipo VIS, en Ciudad Verde, Soacha, en función de su orientación y de su altura

y de las implicaciones que tendría una mejora en el Valor U de sus muros exteriores, a través

de un documento técnico, que presente valores y análisis comparativos.

Objetivos específicos

• Compilar un inventario de los materiales más utilizados en la envolvente de la

vivienda tipo VIS, de los proyectos que se construyen en Bogotá y sus alrededores, así

como en Ciudad Verde, Soacha.

• Identificar las formas más utilizadas en los proyectos que se construyen en Ciudad

Verde, Soacha.

• Analizar el comportamiento térmico y los niveles de confort que actualmente ofrecen

las viviendas tipo VIS a sus habitantes, a través de la comparación de las envolventes

identificadas, así como su comportamiento en el escenario propuesto de cambio

climático.

• Identificar las pérdidas y ganancias, a través de los componentes de la envolvente y de

los muros interiores.


• Reconocer el impacto que tendría desempeño térmico de un edificio multifamiliar tipo

VIS, en Ciudad Verde, Soacha, una mejora en el Valor U de los muros exteriores

teniendo en cuenta el escenario actual y futuro de acuerdo al cambio climático.

Justificación

Las envolventes tienen implícita en su materialidad un impacto en las condiciones de

confort que tienen sus habitantes al interior de la vivienda, por esta razón el Anexo 1 de la

Resolución 549 (2015), destaca en su matriz de implementación, el potencial de ahorro de

energía, agua y confort una mejora en el Valor U de los muros de Vivienda VIS en clima frío.

Es importante para los entes gubernamentales, promotores de proyectos inmobiliarios

y profesionales interesados en proyectar desarrollos de vivienda social sostenible, contar un

documento que analice el comportamiento térmico que tienen los desarrollos de vivienda tipo

VIS entregados de acuerdo a la materialidad utilizada en la envolvente, ya que les permitiría

tomar acciones correctivas para mejorar el comportamiento de sus proyectos.

En los escenarios proyectados por los efectos del cambio climático, se espera que en

los próximos sesenta (60) años la temperatura de la ciudad de Bogotá y sus alrededores tenga

un incremento en su temperatura media de 2,2°C (págs. IDEAM - PENUD, Nuevos Escenarios

de Cambio Climatico para Colombia 2011-2100), así como un aumento en las precipitaciones

de un 8%, Cada grado más de temperatura implica adaptarnos a nuevas circunstancias

climáticas, en donde la forma actual de hacer uso de la tierra, de producir y de vivir cambiaría

drásticamente.

Hipótesis

Hipótesis de diagnóstico. La inexistencia de un documento técnico que presente un

diagnostico acerca del comportamiento térmico de las viviendas tipo VIS, de acuerdo a la

materialidad especificada en sus muros exteriores, que se construyen en la ciudad de Bogotá


y sus alrededores, desaprovecha la oportunidad de mejora en el confort térmico para este tipo

de proyectos.

Hipótesis de pronóstico. La generación de investigaciones acerca de los efectos de la

materialidad sobre el objeto construido, en este caso para la vivienda tipo VIS, facilitaría el

desarrollo y la propuesta de nuevas soluciones que permitan mejorar los estándares de confort

térmico de los habitantes.

Hipótesis de control. Solo a través de la generación de un documento técnico que

investigue las condiciones de confort térmico que ofrecen las viviendas tipo VIS, se podrá

reflexionar y entender su impacto.

Descripción Metodológica

1. Identificación de los materiales más empleados en la construcción de viviendas

tipo VIS en Bogotá, a través de fuentes oficiales y privadas de información, que

contengan índices y registros de los materiales utilizados en la construcción de

vivienda tipo VIS en la ciudad de Bogotá y Soacha, tales como, la Cámara

Colombiana de la Construcción -CAMACOL- y el Departamento Administrativo

Nacional de Estadística -DANE-.

2. Identificación de las formas más empleadas en la construcción de viviendas tipo

VIS en Ciudad Verde, Soacha, a través de un muestreo de diferentes proyectos

inmobiliarios que se comercializan en el sector.

3. Identificación de los materiales y de las formas más empleadas en la construcción

de viviendas tipo VIS en Bogotá un Modelo Arquitectónico Base, que contemple:

Tabla 1. Parámetros del Modelo Arquitectónico Base. Fuente: Elaboración propia

Modelo Arquitectónico Base

Formal Material

Número de Pisos Cubierta

Distribución Arquitectónica Entrepisos

Ventanería


4. Definir a través de la identificación de los materiales más empleados en la

construcción de viviendas tipo VIS en Ciudad Verde, Soacha, cuatro (4) tipologías con

los materiales más utilizados en los muros exteriores.

5. Utilizar el software Design Builder, para la simulación térmica del Modelo

Arquitectónico Base con cada una de las tipologías determinadas y definir los

parámetros base de entrada para todas las tipologías.

6. Simular el Modelo Arquitectónico Base con tres (3) orientaciones (Norte-Sur,

Este-Oeste y 45°), extrayendo los valores anuales de Temperatura Operativa Promedio

Anual -TOPA-, Temperatura de Bulbo Seco Promedio Anual -TBSPA-, así como las

pérdidas y las ganancias por Muros Exteriores, Muros Interiores (Particiones),

Cubiertas y Techos, identificando un día cálido y un día frío.

7. Simular el Modelo Arquitectónico Base con tres (3) orientaciones (Norte-Sur,

Este-Oeste y 45°) en los Escenarios de Día Cálido y Día Frío, extrayendo los valores

anuales de Temperatura Operativa Promedio-TOP-, Temperatura de Bulbo Seco

Promedio -TBSP-, así como las pérdidas y las ganancias por Muros Exteriores, Muros

Interiores, así como su desagregación por apartamento (número de piso y ubicación).

8. Identificar una Unidad Habitacional, con condiciones críticas en cuanto a valores

de Temperatura Promedio Operativa (teniendo en cuenta su orientación), de acuerdo a

la temperatura de confort definida y simular en los escenarios definidos de Día Cálido

y Día Frío, extrayendo los valores Temperatura Operativa Promedio -TOP- hora a

hora.

9. Generar conclusiones sobre las condiciones de Confort que entrega cada tipología

analizada, así como hipótesis que permitan entender sus resultados.

10. Establecer mejoras en el valor U de los materiales de los muros exteriores

identificados en las tipologías y entender las implicaciones que se obtiene en los


valores de Temperatura Operativa Promedio, al interior de los edificios

multifamiliares y de las unidades habitacionales.


Marco Teórico

Estado del arte

La vivienda tipo VIS, es una tipología de construcción compleja, cuyo desarrollo está

condicionado desde su presupuesto, su espacialidad y su materialidad entre otras. En

Colombia se observa una creciente preocupación por la sostenibilidad en la construcción,

prueba de ello, es la expedición de la resolución 549 de 2015, la cual fija los parámetros y

lineamientos de construcción sostenible, promoviendo la reducción en el consumo de agua y

energía en las nuevas edificaciones, también entidades gubernamentales como el Ministerio

de Vivienda, Ciudad y Territorio de Colombia y el Ministerio Minas y Energía, establecieron

parámetros técnicos para el uso eficiente y racional de energía, para ser aplicados en el diseño

y la construcción de viviendas de interés social, subsidiadas por el estado, creando los

reglamentos de Instalaciones Eléctricas - RETIE y de Iluminación y Alumbrado Público -

RETILAP, así como Serie Guías de Asistencia Técnica para Vivienda de Interés Social

Capitulo 2, los materiales en la construcción.

Y más recientemente la Cámara Colombiana de la Construcción (CAMACOL) y la

Corporación Financiera Internacional (IFC), ponen en marcha el Programa EDGE -

Excellence in Design for Greater Efficiencies- en Colombia, el cual consta de un estándar, un

sistema de modelación y un proceso de certificación de diseño y construcción de nuevas

edificaciones destinadas a vivienda, oficinas, hospitales, comercio y hoteles.

Ciudad Verde

Ciudad Verde es un modelo de gestión urbana en Soacha, un municipio ubicado a las

afueras de Bogotá, que incluyó la negociación e incorporación de 328 hectáreas (una ciudad

en si misma) planificadas y la construcción de 49.500 viviendas de Interés Prioritario (VIP) y

de Interés Social (VIS) para más de 200 mil habitantes. Este modelo es la propuesta de los


promotores privados al enorme reto del urbanismo residencial planificado, y al déficit

cuantitativo y cualitativo de vivienda en Colombia.

Figura 3. Localización Cambio Climático. Fuente Ciudad Verde (2017).

Condiciones Climáticas Soacha

El clima presenta una temperatura promedio de 11.5ºC (temperatura máxima 23ºC y

mínima de 8ºC). Una precipitación media anual de 698 mm. Con una distribución de lluvias

en dos periodos definidos, abril-junio y octubre-diciembre. Se presenta una época con alto

riesgo de heladas a finales de diciembre y comienzos de enero (Alcaldía de Soacha, 2017).

Temperatura de Confort - Diagrama Psicométrico

A partir de los datos meteorológicos obtenidos de la ciudad de Soacha y apoyado en el

Software Climate Consultant, se obtiene un diagrama Psicométrico, en el modelo de confort

ASHRAE Standar 55, el cual sitúa la temperatura de Confort entre los 20 y 26.5°C, este

parámetro será utilizado para medir el confort en los edificios multifamiliares y en sus

unidades habitacionales.


Figura 4. Diagrama Psicométrico - ASHRAE Estándar 55. Fuente: Elaboración propia. Imagen generada en

Software Climate consultant.


Modelo Arquitectónico Base, concepción de las tipologías

Generalidades

Para el desarrollo del proyecto, se hace necesario definir la materialidad de los

componentes que conformaran el Modelo Arquitectónico Base (cubierta, entrepiso y

ventanas) al cual y después de identificar y aplicar los materiales más empleados en los

cerramientos opacos verticales (muros exteriores y muros interiores agrupados por

tipologías), se simulara con el objeto de determinar los efectos que éstos últimos pueden tener

sobre el comportamiento térmico de la unidad habitacional.

Identificación de la materialidad del “Modelo Arquitectónico Base” e identificación de

materiales

Para establecer los materiales que conformaran el Modelo Arquitectónico Base

(cubierta, entrepiso y ventanas) e identificar los materiales más empleados en los

cerramientos opacos verticales (muros exteriores y muros interiores agrupados por

tipologías), se consultan fuentes de información oficial y privada tales como el Departamento

Administrativo Nacional de Estadística -DANE- (2016) y la Cámara Colombiana de la

Construcción - CAMACOL, investigando las bases de datos relacionadas con la vivienda tipo

VIS, en Bogotá y sus alrededores, así como, la realización de un inventario de materiales,

obtenidos a través de un muestreo de los proyectos que se adelantan en Ciudad Verde,

Soacha.

De acuerdo a las estadísticas presentadas por el Departamento Administrativo

Nacional de Estadística -DANE-, para el noviembre de 2016, los metros cuadrados para la

construcción de vivienda tipo VIS en Bogotá llego a 508.872m2 (de acuerdo a las licencias

expedidas), esta cifra es casi la mitad de los m2 que se construirán para los demás segmentos

del mercado inmobiliario resaltando la importancia de la vivienda tipo VIS en sector de la

construcción.


Como puede observarse a continuación los sistemas constructivos más utilizados en la

construcción de vivienda VIS son: los sistemas industrializados, la mampostería confinada y

la mampostería estructural, sin embargo y de acuerdo a la información obtenida en el

muestreo de proyectos, la mampostería estructural y el sistema industrializado son los

sistemas constructivos más empleados en el Proyecto Ciudad Verde, Soacha.

Tabla 2. Área iniciada por sistema constructivo. Fuente CAMACOL (2016).

Año Trimestre Mampostería

Estructural

Mampostería

Confinada

Sistemas

Industrializados Otros

2.014 I 325.228 318.039 413.747 14.775

2.014 II 210.002 315.975 451.163 1.316

2.014 III 262.252 344.475 631.861 2.179

2.014 IV 154.081 311.533 303.192 6.563

2.015 I 245.628 291.613 597.633 9.960

2.015 II 334.868 364.629 413.667 41.848

2.015 III 195.603 304.556 373.635 20.906

2.015 IV 290.854 220.299 489.024 7.207

2.018.516 2.471.119 3.673.922 104.754

La Cámara Colombiana de la Construcción - CAMACOL-, a través del Centro de

Información Georreferenciada del Censo Nacional de Edificaciones, lleva un registro de los

proyectos de construcción proyectados y en desarrollo, en Bogotá y sus alrededores,

permitiendo conocer entre otros datos, los m2 de construcción en la vivienda tipo VIS lo que

permitió obtener una lista general de materiales clasificados de acuerdo a su sistema

constructivo.

Materiales fachada. Como puede observarse a continuación el ladrillo visto es el

material predominante en la construcción de muros exteriores en las viviendas tipo -VIS- en

todos los sistemas constructivos y se destaca su alta participación porcentual en la

mampostería estructural, puesto que el mampuesto de arcilla es su material base. Se observa

también, que en los sistemas industrializados el pañete y la pintura tienen una alta

participación (la cual está relacionada con la aplicación de revoques sobre los muros de


concretos prefabricados) y que el ladrillo a la vista reduce su participación en más de un 50%

con relación a la mampostería estructural.

Tabla 3. Materiales para fachadas. Fuente: Elaboración propia con base en CAMACOL (2017).

Sistema Constructivo Suma de Área

Total [m2]

Participación dentro del

Sistema Constructivo [%]

Mampostería Estructural 511.054

Ladrillo a la Vista 416.172 81%

Concreto a/vista o pintado 46.512 9%

Otros 30.174 6%

Pañete 9.715 2%

Bloque cemento 6.202 1%

Pañete, estuco, pintura 2.279 0%

Industrializado 324.526

Ladrillo a la Vista 126.653 39%

Pañete, estuco, pintura 90.914 28%

Otros 54.660 17%

Concreto a/vista o pintado 31.266 10%

Caraplast 19.823 6%

CATALAN 1.210 0%

Total 1.775.500 100%

Materiales muros divisorios. El material predominante para los muros interiores en

la mampostería estructural, es el bloque de arcilla y en los sistemas industrializados es el

concreto, como puede observarse a continuación.

Tabla 4. Materiales para muros divisorios. Fuente: Elaboración propia con base en CAMACOL (2017).


Total [m2]


Sistema Constructivo. [%]


Bloque 229.870 45%

Concreto 116.732 23%

Mampostería 67.957 13%

Otros 50.083 10%

Ladrillo 46.411 9%


Concreto 171.257 53%

Bloque 132.889 41%

Mampostería 20.380 6%

Total 1.775.500 100%


Materiales de entrepiso. El material predominante para la construcción de

entrepisos, es el concreto, utilizado en los sistemas de entrepiso aligerado y en los sistemas de

entrepiso de losa maciza, como se observa a continuación.

Tabla 5. Materiales para entrepisos. Fuente: Elaboración propia con base en CAMACOL (2017).


Total [m2]

[%]


Sistema Constructivo.


Maciza 306.102 60%

Aligerada 93.432 18%

Otros 55.705 11%

Losa fundida en sitio 55.814 11%


Aligerada 214.385 66%

Maciza 44.429 14%

Concreto 65.712 20%

Otros 17.546 5%

Total 1.775.500 100%

Resumen de materiales, según DANE y CAMACOL

Se identificaron los tres materiales más utilizados en la construcción de muros para

fachadas, muros divisorios y sistemas de entrepiso en la vivienda tipo VIS.

Tabla 6. Resumen de materiales en la construcción de vivienda tipo VIS. Fuente: Elaboración propia.

Fachadas [%] Divisorios [%] Entrepisos [%]

Mampostería

Estructural

Ladrillo a la Vista 81,4% Bloque 45,0% Maciza 59,9%

Concreto a/vista o

pintado 9,1% Concreto 22,8% Aligerada 18,3%

Otros 5,9% Mampostería 13,3% Otros 10,9%

Sistema

Industrializa

do

Ladrillo a la Vista 39,0% Concreto 52,8% Aligerada 66,1%

Pañete, estuco,

pintura 28,0% Bloque 40,9% Maciza 13,7%

Otros 16,8% mampostería 6,3% Concreto 20,2%

Inventario de materiales, muestreo de proyectos.

Las cifras anteriores permitieron conocer de forma general los materiales utilizados en

la construcción de viviendas tipo VIS, sin embargo, es necesario precisar sus propiedades a

través un muestreo de proyectos que se construyen en Ciudad Verde, Soacha.


Los ladrillos se utilizan en la totalidad de los sistemas constructivos evaluados

identificándose hasta tres tipos diferentes, los cuales cambian en sus dimensiones, peso y en

su densidad siendo este último parámetro de gran importancia en el desempeño térmico del

material.

Tabla 7. Muestreo de proyectos, Ciudad Verde, Soacha. Fuente: Elaboración propia.

Sistema

Constructivo

Envolvente Exterior Interiores

Muros Ventanas Cubiertas Particiones Entrepisos

Ciudad Verde

Álamo

Mampostería

Estructural

Ladrillo

Estructural

Perforación

Vertical

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Bloques

divisorios en

arcilla

Placa de

Concreto

Manzanilla Sistema

Industrializado

Ladrillo

Prensado

Liviano y

Muros de

Concreto

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores.

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores

[Zona Sala]

Placa de

Concreto

Cala Sistema

Industrializado

Ladrillo

Prensado

Liviano y

Muros de

Concreto

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores.

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores

[Zona Sala]

Placa de

Concreto

Bambú Mampostería

Estructural

Ladrillo

Estructural

Perforación

Vertical

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Cubierta a

dos Aguas

Bloques

divisorios en

arcilla

Placa de

Concreto

Capuchina Mampostería

Estructural

Ladrillo de

Perforación

Vertical y

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Bloques

divisorios en

arcilla

Placa de

Concreto

También se observó:


• Los sistemas industrializados combinan los muros de arcilla y placas de concreto

con un acabado en pintura acrílica exterior en sus fachadas

• Los muros divisorios en la mampostería estructural se construyen en su gran

mayoría con ladrillos estructurales de arcilla.

• Los muros divisorios en los sistemas industrializados se construyen en su gran

mayoría con las placas de concreto armadas.

• Los muros interiores entregados carecen de revoque y de pintura.

• La carpintería de las ventanas es en aluminio color gris, usando sistemas livianos

(por su bajo coste) y vidrio crudo de 5mm.

• Los entrepisos de concreto, en los sistemas industrializados y de los sistemas con

mampostería estructural se construyen con las placas de concreto armadas.

Caracterización de Materiales Modelo Arquitectónico Base.

De acuerdo a lo consultado y al inventario realizado en sitio, a continuación, se

establecen los materiales que conformaran el Modelo Arquitectónico Base (cubierta,

entrepiso y ventanas).

Tabla 8. Caracterización de materiales Modelo Arquitectónico Base. Fuente: Elaboración propia.

Sistema

Constructivo


Muros Ventanas Cubiertas Particiones Entrepisos

Modelo

Arquitectónico

Base

De acuerdo

a tipología

De

acuerdo a

tipología

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Impermeabilizada

De

acuerdo a

tipología

Placa de

Concreto

Caracterización de Tipologías

De acuerdo a lo consultado y al inventario realizado en sitio, a continuación, se

establecen las tipologías que se aplicaran sobre el Modelo Arquitectónico Base, las cuales se

diferencian por su materialidad en sus muros exteriores e interiores.


Tipología 1: -Sistema Industrializado- Muros de Concreto de 3000 PSI + Revoque y

Pintura Acrílica Exterior en el 50% del área de fachada y Ladrillo de Perforación Vertical

Aligerados en el 50% de su fachada y Muros interiores de Concreto de 3000 PSI.

Tipología 2: -Sistema Industrializado- Muros de Concreto de 3000 PSI + Revoque y

Pintura Acrílica Exterior en el 25% del área de fachada y Ladrillo de Perforación Vertical

Aligerados en el 75% de su fachada y Muros interiores de Concreto de 3000 PSI.

Tipología 3: -Mampostería Estructural- Ladrillo de Perforación Vertical Aligerados en el

100% de su fachada y Muros interiores con bloques de arcilla de Perforación Horizontal.

Tipología 4: -Mampostería Estructural- Ladrillo de Perforación Vertical Macizos en el

100% de su fachada y Muros interiores con bloques de arcilla de Perforación Horizontal.

Tabla 9. Caracterización de tipologías. Fuente: Elaboración propia.

Sistema

Const.


Muros

Ventanas Cubiertas

Particiones

Entrepisos Descripción

Dens.

[kg/m3]

Descripció

n

Dens.

[kg/m3]

T-1

Sistema

Industriali

zado

Ladrillo

[50%]

Concreto

[50%]

Ladrillo de

Perforación

Vertical [50%]

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm. Pintura

para exteriores

[50%]

2.250

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Impermeabi

lizada

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores

[100%]

2.250 Placa de

Concreto

T-2

Sistema

Industriali

zado

Ladrillo

[72%]

Concreto

[25%]

Ladrillo de

Perforación

Vertical [75%]

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm. Pintura

para exteriores

[25%]

2.250

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Impermeabi

lizada

Muros de

Concreto de

3000PSI

e=8cm.

Pintura para

exteriores

[100%]

2.250 Placa de

Concreto

T-3

Mamposte

ría

Estructural

Ladrillo

Liviano

Ladrillo de

Perforación

Vertical

[100%]

1.000

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Impermeabi

lizada

Bloque de

Arcilla de

Perforación

Horizontal

1.000 Placa de

Concreto

T-4

Mamposte

ría

Estructural

Ladrillo

Macizo

Ladrillo de

Perforación

Vertical

[100%]

1.920

Carpintería

en

Aluminio +

Vidrio

Crudo mm

Placa de

Concreto

Impermeabi

lizada

Bloque de

Arcilla de

Perforación

Horizontal

1.920 Placa de

Concreto


Valor U y Valor R de las Tipologías Propuestas.

Las propiedades de la materialidad propuesta para cada tipología presentan diferentes

coeficientes en el Valor U y en el Valor R. Los muros de arcilla aligerados cuentan con

perforaciones verticales en su interior lo que supone una cámara de aire, por lo tanto, oponen

una mayor resistencia al flujo de calor lo que los hace menos conductivos, mientras que los

muros en Concreto oponen una menor resistencia al flujo de calor, por lo tanto, son más

conductivos.

Por lo anterior se esperaría que la Tipología 3, presente una menor Temperatura

Operativa en su interior y que la Tipología 1 presenta la mayor.

Figura 5. Valor R y Valor U, de los muros exteriores. Fuente: Elaboración propia.

Identificación de la forma

Los proyectos de vivienda tipo VIS, desarrollados en Ciudad Verde, presentan

similitudes en su forma, su arquitectura y su volumetría.


Aproximación a la Distribución Arquitectónica.

El muestreo realizado evidenció que, en su distribución espacial, los proyectos en

Ciudad Verde, ubican las zonas habitables contra la envolvente, mientras que cocinas, baños

y circulaciones se localizan hacia el interior y que tienen seis pisos de altura, también se

observaron retrocesos en los planos de la fachada, dados generalmente en la alcoba principal

y la sala.

Figura 6. Forma del Modelo Arquitectónico Base. Fuente: Elaboración propia.


Figura 7. Muestreo de Proyectos, identificación de la distribución arquitectónica. Fuente: Elaboración propia.

Caracterización de la Volumetría Encontrada

Para el caso de estudio se generó un modelo arquitectónico base, con cuatro unidades

habitacionales por piso, adosadas lateralmente en la zona del comedor, la torre de 6 pisos, se

encuentra conformada por 24 unidades habitacionales, el modelo base tomará cada una de las

tipologías de cerramiento propuestas.

Distribución Arquitectónica Propuesta

El apartamento propuesto es de 48m2 y se comportara como una unidad básica y

repetitiva, está conformado por una alcoba principal con baño, dos alcobas secundarias, un

baño social, cocina y zona social.


Figura 8. Planta arquitectónica Propuesta. Fuente: Elaboración propia.


Definición de Parámetros Software Design Builder.

Generalidades.

A partir de la definición de la forma y de la distribución arquitectónica definida en el

anterior capítulo, se procede con su modelado del piso tipo en el Software Design Builder, el

cual es copiado para el tercer y sexto nivel.

Los niveles dos, cuatro y cinco se modelan con el bloque de componente adiabático,

el cual se adosa en los bloques de edificio, permitiendo simular con condiciones térmicas

muy similares.

Figura 9. Modelado del Proyecto. Fuente: Elaboración propia. Software Design Builder.

Se selecciona la Plantilla Domestic Dining Room, sus características y su densidad

permiten garantizar una ocupación para el estudio propuesto.


Figura 10. Parámetros de Ocupación. Fuente: Elaboración propia. Software Design Builder.

Se desactivan las opciones de calefacción, ventilación mecánica, energía auxiliar y

refrigeración y se activa la opción de Ventilación Natural.

Figura 11. Parámetros de Ajuste. Fuente: Elaboración propia. Software Design Builder.


Figura 12. Aplicación de Materiales y generación de tipologías. Fuente: Elaboración propia. Software Design

Builder.

Se seleccionan los materiales asignados para cada tipología y se aplican sobre el

modelo base, generando las tipologías propuestas.


Resultados

Temperatura Operativa Promedio Anual (T.O.P.A.) - Escenario Actual vs Escenario

Cambio Climático.

Con el propósito de comprender las implicaciones que tendrá un aumento en la

temperatura por el cambio climático, en la temperatura de confort de los edificios

multifamiliares, se realiza una simulación anual por tipología y por orientación, en el

escenario actual y futuro, y se observa:

Figura 13. Temperatura Operativa, Escenario Actual y Escenario 2072. Fuente: Elaboración propia

• Un incremento promedio de 1.2°C en la Temperatura Promedio Operativa Anual

en todas las tipologías en el escenario de cambio climático.

• La tipología 3 presenta la Temperatura Promedio Operativa Anual más alta y la

tipología 2 presenta la más baja.

• Las tipologías con orientación N-S, presentan la Temperatura Promedio Operativa

Anual más baja y las tipologías con orientación E-W, presentan la más alta.

16,00

16,50

17,00

17,50

18,00

18,50

19,00

19,50

20,00

N-S 45° E-W N-S 45° E-W N-S 45° E-W N-S 45° E-W

Tip 1 Tip 2 Tip 3 Tip 4

Temperatura Operativa, Escenario Actual, Escenario 2072

Temperatura Operativa 2002 °C °C Temperatura Operativa 2072 °C


• La tipología 1 y 4 presentan valores similares en su Temperatura Promedio

Operativa Anual y la tipología 2 presenta menores variaciones en su Temperatura

Promedio Operativa Anual por su orientación.

Se observa que, en el escenario de cambio climático, los edificios multifamiliares

tendrán una Temperatura Promedio Operativa Anual más alta y éste incremento será

porcentualmente mayor en la tipología 2 y menor en la tipología 3, como se observa a

continuación:

Tabla 10. Aumento % de Temperaturas entre las tipologías en los diferentes escenarios. Fuente: Elaboración

propia.

NS [%] 45 [%] EW [%]

Sistemas

Industrializados

Tip. 1 [50/50] 5,7% 5,6% 5,6%

Tip. 2 [75/25] 5,9% 5,9% 5,8%

Mampostería Estructural Tip. 3 [50/50] 5,2% 5,2% 5,2%

Tip. 4 [75/25] 5,6% 5,6% 5,6%

Observaciones Temperatura Operativa Promedio Anual (TOPA), por tipología.

Se observó una relación directa entre los valores Temperatura Promedio Operativa

Anual y la orientación de cada tipología, siendo menor la Temperatura Operativa Promedio

Anual en las orientaciones N-S y mayor en las orientaciones E-W, manteniéndose esta

tendencia en el escenario de cambio climático.

Existe una relación directa entre los valores Temperatura Operativa Promedio Anual y

su tipología, sugiriendo el impacto que cada material tiene sobre el modelo arquitectónico

base.

Se observó que la tipología 3 la cual tiene un menor valor U, presenta la mayor

Temperatura Operativa Promedio Anual.

Pérdidas y Ganancias de Energía Anuales por Tipología.

Para entender los anteriores resultados, se obtienen y analizan los datos relacionados

con las pérdidas y las ganancias de los componentes (Muros, Acristalamiento, Particiones y

Techos) por cada tipología y de acuerdo a su orientación; y se observa que:


• Los componentes tienen mayores pérdidas en las orientaciones E-W y menores en

la N-S, lo que sugiere que, a una mayor temperatura, se tienen mayores pérdidas.

• La mayor pérdida por Acristalamiento se da en la tipología 3 y la menor en la 2.

• La menor pérdida por Muros se da en la tipología 3 y la mayor en la 2.

Tabla 11. Pérdidas y Ganancias de energía anual. Fuente: Elaboración propia.

Tipología Orient. Acristalamiento Muros Techos Particiones Cubiertas

kWh kWh kWh kWh kWh

Tip 1 [50/50]

Ind.

N-S -17.169,4 -37.041,9 12,3 11,8 2.235,9

45° -17.648,5 -39.568,3 6,7 5,2 1.391,6

E-W -18.173,0 -42.680,3 12,0 11,1 333,1

Tip 2 [75/25]

Ind.

N-S -16.482,7 -39.634,5 9,9 8,8 3.458,7

45° -16.727,9 -42.780,2 6,0 4,1 2.800,1

E-W -16.940,3 -46.711,7 9,4 7,9 1.997,5

Tip 3 Mamp-

Densa

N-S -19.585,9 -29.484,8 13,9 7,5 -576,6

45° -20.199,8 -31.749,8 8,1 3,6 -1.426,1

E-W -20.878,5 -34.577,4 13,9 7,3 -2.484,6

Tip 4

Mamp+Densa

N-S -17.266,1 -36.424,1 11,2 5,6 2.283,5

45° -17.673,4 -39.134,7 6,3 2,2 1.522,6

E-W -18.105,2 -42.496,3 11,3 5,4 578,2

• La menor ganancia por Particiones se da en la tipología 4 y la mayor en la 1.

• Solo se presentan perdidas por Techos en la tipología 3.

Pérdidas por muros y acristalamientos.

Al compararse las pérdidas de energía por muros y acristalamientos se observa que

los muros de la tipología tipo 3 pierden menos energía y que sus acristalamientos pierden más

energía, sin embargo, tiene el menor acumulado (total) de perdida de energía.


Figura 14. Análisis de pérdidas por muros y acristalamientos. Fuente: Elaboración propia

Observaciones generales de resultados anuales por tipología.

Se observo que los valores de Temperatura Promedio Operativa Anual son diferentes

para cada tipología en la misma orientación, lo que demuestra el impacto que tiene la

materialidad de sus muros exteriores en el confort de sus habitantes.

Se observo que en el escenario de cambio climático se incrementaran los valores

Temperatura Promedio Operativa Anual. en el interior de los edificios multifamiliares tipo

VIS y sus unidades habitacionales, siendo porcentualmente más alto este incremento en las

tipologías que presentan una menor Temperatura Promedio Operativa Anual.

Se observo que los edificios multifamiliares tipo VIS con orientación E-W tienen una

mayor Temperatura Promedio Operativa Anual.

Se observo que la tipología con una mayor Temperatura Promedio Operativa Anual

tiene una menor perdida de energía en sus muros y una mayor pérdida de energía por sus

acristalamientos.

Para entender el comportamiento diario que puede tener un edificio multifamiliar tipo

VIS y sus unidades habitaciones contenidas, es necesario revisar los valores horarios, por lo


anterior se selecciona un día cálido y un día frío, con el propósito de establecer parámetros

críticos para una mayor compresión, analizando el impacto de su materialidad y la incidencia

de su orientación y altura respecto al nivel de piso.

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día cálido.

Se selecciona un día caluroso del año (10 de enero de 2002), con una Temperatura

Promedio Exterior de Bulbo Seco de 13.45°C y una Rad. Solar Directa Horizontal 3.94

kWh2, se observa:

Figura 15. Temperatura promedio operativa día cálido. Fuente: Elaboración propia

• Se observa la menor Temperatura Promedio Operativa en la tipología 2 y la mayor

en la tipología 3.

• Todas las tipologías presentan la menor Temperatura Promedio Operativa en la

orientación 45°.

• La tipología 1 presenta la menor variación en su Temperatura Promedio Operativa

de acuerdo a su orientación y las tipologías 3 y 4 la mayor.

2 Datos contenidos en el Software Design Builder.

Tip 1 [50/50] Ind. Tip 2 [75/25] Ind. Tip 3 Mamp-Densa Tip 4 Mamp+Densa

TPO Día más Caluroso X Tipología

Orientacion

N-S 21,08 20,90 21,89 21,17

45° 21,11 20,72 21,64 20,95

E-W 21,19 20,98 22,01 21,29

20,50

20,75

21,00

21,25

21,50

21,75

22,00

22,25

TP

O C

0°

TPO Día mas Cálido


Si observamos el incremento por porcentajes, tomando la temperatura mínima de

confort como línea base (20°C), se observa que la tipología 3 se encuentra en promedio un

9.2% por encima de la temperatura mínima de confort, mientras que la tipología 2 solo lo está

a un 4.3%. Se observa que las tipologías 1 y 4 tienen un incremento de del 5.6% y 5.7%

respectivamente en estos valores. Por lo anterior se espera un mejor desempeño térmico

horario en la tipología 3.

Figura 16. Incremento % de la temperatura operativa sobre la temperatura de confort mínima. Fuente:

Elaboración propia

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día más caluroso, por nivel de piso.

Para entender si existen variaciones en la Temperatura Operativa Promedio entre las

unidades habitacionales, deben desagregarse los resultados por nivel de piso y analizar sus

resultados con relación a su ubicación en altura y se observó que:

• La mayor Temperatura Operativa Promedio se presenta en los pisos superiores

Nivel de Piso 6, en todas las tipologías.

• La Temperatura Operativa Promedio del Nivel de Piso 1 y 3, presenta valores

similares, en todas las tipologías.

• En la tipología 3 se presentan valores Temperatura Operativa Promedio iguales

para el Nivel de Piso 1 y 3.


Figura 17. Temperatura Operativa de Acuerdo a Nivel de Piso. Fuente: Elaboración propia

• La orientación 45° presenta la menor Temperatura Operativa Promedio en todas las

tipologías.

• La tendencia observada en la Temperatura Operativa Promedio del día más caluroso

se mantiene en la observación de nivel de Piso.

Si observamos el incremento por porcentajes, tomando la temperatura promedio

mínima del primer piso como línea base, se observa, que en promedio los pisos superiores

son un 14.5% calientes, en los días cálidos que los primeros pisos y los pisos intermedio son

más fríos un 0.7% que los pisos inferiores.


Figura 18. Variación % temperatura promedio operativa por nivel de piso. Fuente: Elaboración propia

Variación de Temperatura Promedio Operativa (TPO) por Apartamento y Orientación.

Se desagregan los resultados de la Temperatura Operativa Promedio del día cálido por

cada unidad habitacional de acuerdo a su localización dentro del modelo, orientación y

tipología y se observa:

• Se observa que las Unidades Habitacionales -04- (ubicaciones SE) tienen en

promedio valores de temperatura altos, y siempre su línea se ubica en la parte superior.

• Se observa que las Unidades Habitacionales -03- presentan las temperaturas más

bajas en el Nivel de Piso 3.

• Se observa que las Unidades Habitacionales -02- presentan las temperaturas más

bajas en el Nivel de Piso 1.

• En el Nivel de Piso 6, se observa una menor oscilación en la Temperatura Operativa

Promedio de las Unidades Habitacionales, este piso también presenta las mayores

temperaturas.

En los días cálidos, las unidades habitacionales del último nivel presentan la mayor

temperatura, así como, las unidades con ubicación SE.

14,5%

-0,7%

0,0%

23,3C°

20,2C°

20,3C°

Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1

Nivel de Piso 6


Figura 19. Temperatura promedio operativa unidades habitacionales. Fuente: Elaboración propia


Variación de Temperatura Promedio Operativa Horaria. Unidad Habitacional 304

Por lo anterior se observó que, las unidades habitacionales ubicadas en el S-E,

presentan la temperatura más alta, por lo que se desagregan los valores horarios de la Unidad

habitacional 04 ubicada en el tercer nivel, se elige este nivel por los menores impactos que se

tendría por la materialidad de la cubierta y se observa:

Figura 20. Temperatura promedio operativa unidad habitacional 304. Fuente: Elaboración propia

• La Unidad Habitacional no supera el límite máximo de la Temperatura de Confort

con ninguna tipología

• La Unidad Habitacional de la tipología 3 se encuentra el 100% del día en la

temperatura de confort.

• La Unidad Habitacional de la tipología 4 presenta la mayor oscilación de

temperaturas, lo que provoca un descenso por debajo del límite inferior de la

Temperatura de Confort, el 37.5% de las horas del día.

• Las Unidades Habitacionales de las tipologías 1 y 2 presentan comportamientos

similares durante el día, lo que supone el bajo impacto que tiene la alteración en su

Tem

per

atu

ra C

on

fort


porcentaje de fachada la inclusión de piezas de arcilla, se observa un descenso por

debajo del límite inferior de la Temperatura de Confort, el 22.5% de las horas del día.

Pérdidas de energía día cálido.

• La mayor pérdida de energía por Acristalamiento, se presenta en la tipología 3 y la

menor en la 2, los valores en las perdidas de energía en las tipologías 1 y 4, son muy

similares.

• La mayor pérdida de energía por Acristalamiento y Muros, se presenta en la

orientación E-W, en todas las tipologías.

• La mayor pérdida de energía por Muros se da en la tipología 2 y la menor en la 3.

Figura 21. Pérdidas por muros y acristalamiento día cálido. Fuente: Elaboración propia

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día frío.

Se selecciona un día frío del año (10 de marzo de 2002), con una Temperatura

Promedio Exterior de Bulbo Seco de 12.47°C y con una Rad. Solar Directa Horizontal 112



Acristalamiento kWh -18,27 -18,28 -18,37 -17,48 -17,54 -17,55 -20,33 -20,27 -20,42 -18,26 -18,25 -18,39

Muros kWh -46,21 -45,88 -46,64 -50,03 -49,54 -50,82 -35,51 -35,19 -35,90 -45,37 -44,99 -45,83

Total kWh -64,49 -64,16 -65,01 -67,51 -67,08 -68,38 -55,84 -55,45 -56,32 -63,63 -63,24 -64,22

-80,00

-70,00

-60,00

-50,00

-40,00

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

kW

h

Perdidas de Energía por Acristalamientos y Muros


kWh3, se observa:

Figura 22. Temperatura promedio operativa día frío. Fuente: Elaboración propia

• Se observa la menor Temperatura Operativa Promedio en la tipología 2 y la mayor

en la tipología 3.

• Se observa una baja variación en la Temperatura Operativa Promedio por tipología,

de acuerdo a su orientación.

• Las tipologías 1 y 4 presentan una Temperatura Operativa Promedio similar.

Si observamos el descenso por porcentajes, tomando la temperatura mínima de

confort como línea base (20°C) se observa que la tipología 3 se encuentra en promedio un

21.1% por debajo de la temperatura mínima de confort, mientras que la tipología está a un

24.9%, lo que sugiere el bajo confort que ofrecen las viviendas en los días fríos.

3 Datos contenidos en el Software Design Builder

Temperatura

Base

N-S 15,19 -24,0% 14,99 -25,0% 15,74 -21,3% 15,17 -24,1%

45° 15,23 -23,8% 15,02 -24,9% 15,79 -21,1% 15,21 -23,9%

E-W 15,27 -23,6% 15,05 -24,7% 15,83 -20,9% 15,25 -23,8%

Tip 2 [75/25] Ind. Tip 3 Mamp-Densa Tip 4 Mamp+Densa

20,0C° -23,8% -24,9% -21,1% -23,9%

Tip 1 [50/50] Ind.

Tip 1 [50/50] Ind. Tip 2 [75/25] Ind. Tip 3 Mamp-Densa Tip 4 Mamp+Densa

TPO Día más Caluroso X Tipología

Orientacion

N-S 15,19 14,99 15,74 15,17

45° 15,23 15,02 15,79 15,21

E-W 15,27 15,05 15,83 15,25

14,80

15,00

15,20

15,40

15,60

15,80

16,00

TP

O C

0°

TPO Día mas Frio


Figura 23. Incremento % de la temperatura operativa sobre la temperatura de confort mínima. Fuente:

Elaboración propia

Temperatura Operativa Promedio (TOP) Día frío, por nivel de piso.

Figura 24. Temperatura promedio operativa por nivel de piso. Fuente: Elaboración propia

• La mayor Temperatura Operativa Promedio se presenta en los pisos inferiores Nivel

de Piso 1, por debajo del límite de la zona de confort, en todas las tipologías.

• La menor Temperatura Operativa Promedio se presenta en los pisos superiores Nivel

de Piso 6, en todas las tipologías.

• Los valores Temperatura Operativa Promedio en los pisos intermedios Nivel de Piso

3 son más altos que los presentados en el Nivel de Piso 6 y más bajos que el Nivel de

Piso 1.

• Los valores Temperatura Operativa Promedio en la tipología 3, son los más altos y

más bajos tipología 2.

N-S 45 E-W

Tip. 3Nivel de Piso 6

Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1


Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1

Tip. 1


Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1

Nivel de Piso 6

Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1

14,6C° 14,6C° 14,6C°

15,8C°

15,3C°

14,7C° 14,7C° 14,7C°

15,0C°14,9C°

15,4C° 15,5C° 15,5C°

15,6C° 15,6C° 15,7C°

16,4C° 16,5C° 16,6C°

14,7C° 14,7C° 14,7C°

15,3C° 15,4C°

15,2C°15,2C°

16,0C°16,0C°15,9C°

15,0C°

TPO X Tipología -Alzado-

De acuerdo a Nivel de Piso y

14,9C° 14,9C° 14,9C°

15,7C° 15,8C°

15,2C°


Si observamos por porcentajes y tomando la temperatura promedio mínima del primer

piso como línea base, se observa, que en promedio los pisos superiores son un 6.9% más

fríos, en los días fríos que los primeros pisos y los pisos intermedios son más fríos un 3.0%

que los pisos inferiores.

Figura 25. Variación % temperatura promedio operativa por nivel de piso. Fuente: Elaboración propia

Variación de Temperatura Promedio Operativa (TPO) por Apartamento y Orientación.

Se desagregan los resultados de la TPO del día cálido por la unidad habitacional de

acuerdo a su localización dentro del modelo, Orientación y Tipología.

• Se observa una mínima variación en la Temperatura Operativa de las Unidades

Habitacionales en relación a su tipología y su orientación.

• Se observa una menor oscilación en la Temperatura Operativa de las Unidades

Habitacionales del Nivel de Piso 6, lo que sugiere el alto impacto de la cubierta en los

días fríos.

• Se observa un mínimo impacto que tiene la orientación en los días fríos, en los valores

de Temperatura Operativa de todas las tipologías observadas.

• Se destaca la mayor temperatura que presentan la Unidades Habitacionales de la

topología 3.

-3,0%

15,8C° 0,0%

Nivel de Piso 6

Nivel de Piso 3

Nivel de Piso 1

14,7C° -6,9%

15,4C°


Figura 26. Temperatura promedio operativa unidades habitacionales. Fuente: Elaboración propia


Los anteriores valores evidencian que las unidades habitacionales de todas las

tipologías observadas, se encuentran muy por debajo de valor mínimo de la temperatura de

confort y que, en los días fríos, las unidades habitacionales del ultimo nivel presentan los

valores más bajos.

Variación de Temperatura Promedio Operativa Horaria. Unidad Habitacional 304.

Figura 27. Temperatura promedio operativa unidad habitacional 304. Fuente: Elaboración propia

• Ninguna tipología alcanza el límite mínimo de la Temperatura de Confort.

• La tipología 3 presenta entrega los valores de Temperatura Operativa más altos en la

Unidad Habitacional.

• La temperatura en la Unidad Habitacional de la Tipología 3 es 1°C más alta que en

la tipología 2.

• La tipología 4 presenta la mayor oscilación de temperaturas, lo que provoca un

descenso por debajo del límite inferior de la Temperatura de Confort, el 37.5% de las

horas del día.

7,00

8,00

9,00

10,00

11,00

12,00

13,00

14,00

15,00

16,00

17,00

18,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

Tem

per

atura

Op

erat

iva

°C

Comportamiento Horario Unidad Habitacional -304-

T. Op. °C Tip 1 T. Op. °C Tip 2 T. Op. °C Tip 3

T. Op. °C Tip 4 TBS


Perdidas de Energía Día más frío.

• La mayor pérdida de energía por Acristalamiento, se presenta en la tipología 3 y la

menor en la 2.

• Los valores en las perdidas de energía por Acristalamiento en las tipologías 1 y 4,

son muy similares.

• La mayor pérdida de energía por Acristalamiento, se presenta en la orientación E-

W, en todas las tipologías.

• La mayor pérdida de energía por Muros se da en la tipología 2 y la menor pérdida

en la 3.

• La mayor pérdida de energía por Muros, se presenta en la orientación E-W, en todas

las tipologías.

Figura 28. Pérdidas por muros y acristalamiento en el día frío. Fuente: Elaboración propia

Observaciones.

La orientación E-W, presenta la mayor Temperatura Promedio Operativa,

favorable en climas fríos y no sobrepasa los límites de confort en los días cálidos.



Acristalamiento kWh -10,68 -10,82 -10,95 -10,15 -10,25 -10,36 -11,89 -12,06 -12,22 -10,50 -10,63 -10,76

Muros kWh -29,21 -30,03 -30,79 -30,77 -31,71 -32,58 -24,70 -25,40 -26,06 -28,75 -29,59 -30,37

Total kWh -39,89 -40,84 -41,73 -40,91 -41,96 -42,94 -36,60 -37,46 -38,28 -39,24 -40,22 -41,13

-50,00

-45,00

-40,00

-35,00

-30,00

-25,00

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

kW

h

Perdidas de Energía por Acristalamientos y Muros


La materialidad de los muros exteriores de la tipología 3, otorga una completa

condición de confort en los días cálidos y presenta los mejores resultados en los días

fríos.

Las tipologías 1, 2 y 4 presentan Temperaturas Operativas por debajo del límite

inferior de confort en los días cálidos, a partir de las 01:30 hasta las 9:30 casi un 33%

del día.

En los días fríos, todas las tipologías se encuentran por debajo del límite

inferior de confort.

Las Unidades Habitacionales ubicadas al sur, presentan las mayores

Temperaturas Operativas Promedio, destacándose las que tienen ubicación S-E.

En los días cálidos se presentan mayores oscilaciones en la Temperatura

Operativa entre las Unidades Habitacionales, en relación a su materialidad,

orientación y ubicación en altura.

En los días fríos se presentan menores oscilaciones en la Temperatura Operativa

entre las Unidades Habitacionales, en relación a su materialidad, orientación y

ubicación en altura.

Los pisos superiores presentan condiciones de Temperatura Operativa Extrema

sugiriendo el impacto que tiene la materialidad de la cubierta.

En los días cálidos los pisos intermedios presentan la menor Temperatura

Promedio Operativa.

En los días cálidos los pisos superiores presentan la mayor Temperatura

Promedio Operativa.

En los días fríos los primeros pisos presentan la mayor Temperatura Promedio

Operativa.


En los días fríos los pisos superiores presentan la menor Temperatura Promedio

Operativa.

La tipología 4 presenta la mayor variación en su Temperatura Promedio

Operativa.

Las tipologías 1 y 2 presentan la menor variación en su Temperatura Promedio

Operativa.

En los días fríos, todas las tipologías tienen una menor variación en su

Temperatura Operativa.


Aplicación de Mejoras en el Valor U de los Muros.

Alteraciones en el coeficiente U de los muros exteriores.

En el capítulo anterior se observó el comportamiento térmico que presenta un Edificio

Multifamiliar de acuerdo a su tipología y la variación de la temperatura de las Unidades

Habitacionales que el contiene, de acuerdo a variables como su orientación, posición y nivel

con relación al piso, permitiendo evidenciar que en días fríos las Unidades Habitacionales no

alcanzan la temperatura de Confort y en días cálidos estas se encuentran su límite superior e

incluso por fuera de él.

Por lo anterior, el presente capitulo acoge las recomendaciones presentadas en el

anexo técnico de la resolución 549 de 2015, en cuanto a la mejora del coeficiente U de los

muros, entendiendo y asumiendo que esta mejora se refiere a la aplicación de revoques

(ausentes en los proyectos de vivienda investigados) y/o aislantes complementarios que

aumenten la resistividad de sus muros.

Alteraciones en el coeficiente U de los muros exteriores.

En relación a las tipologías propuestas en la presente investigación (las cuales se

refieren a la materialidad de los muros exteriores) y que se aplican sobre un modelo base, con

el fin de conocer las alteraciones que en su Temperatura Operativa ofrece cada una.

A continuación se presentan dos posibilidades de mejora en el Valor = U,

completamente opuestas, siendo la primera la aplicación de un revoque en el interior del

muro, el cual supone una mejora (entendiéndose mejora como disminución del Valor = U) del

Valor = U entre el 5.7% y el 9.4% de acuerdo a la tipología y la segunda (más radical),

consiste en la colocación de un poliestireno de 1” entre el revoque interior y el muro exterior,

lo cual supone una mejora del Valor = U entre el 53.17% y el 72.1% de acuerdo a la tipología,

como se puede observar a continuación:


Figura 29.

Figura 29. Propuesta de mejoras en el valor U de los muros exteriores. Fuente: Elaboración propia

Des

crip

ció

n

Den

sid

ad

[kg

/m2

]

Va

lor

R

(m2

-K/W

)

Va

lor

U

W

/(m

2-

K)

Pro

pu

esta

de

Mej

ora

1

Va

lor

R

(m2

-K/W

)

Va

lor

U

W

/(m

2-

K)

% M

ejo

ra

V=

U R

esp

ecto

a T

ip.

Ori

gin

al

Pro

pu

esta

de

Mej

ora

2

Va

lor

R

(m2

-K/W

)

Va

lor

U

W

/(m

2-K

)

% M

ejo

ra V

=U

Res

pec

to a

Tip

.

Ori

gin

al

La

dri

llo

Liv

ian

o

Ven

tila

do

[50

%]

Lad

rill

o de

Per

fora

ción

Ver

tica

l

1.0

00

0,5

71

,75

0,6

11

,65

5,7

%1

,21

0,8

25

3,1

%

Co

ncr

eto

[50

%]

Mur

os d

e

Con

cret

o de

3000

PS

I

e=8c

m.

Pin

tura

par

a

2.2

50

0,2

53

,91

0,2

73

,65

6,6

%0

,91

1,0

97

2,1

%

La

dri

llo

Liv

ian

o

Ven

tila

do

[25

%]

Lad

rill

o de

Per

fora

ción

Ver

tica

l

1.0

00

0,5

71

,75

0,6

11

,65

5,7

%1

,21

0,8

25

3,1

%

Co

ncr

eto

[75

%]

Mur

os d

e

Con

cret

o de

3000

PS

I

e=8c

m.

Pin

tura

par

a

2.2

50

0,2

53

,91

0,2

73

,65

6,6

%0

,91

1,0

97

2,1

%

53

,1%

53

,1%

Mej

ora

s en

el

Va

lor

U d

e lo

s M

uro

s E

xte

rio

res

0,3

72

,69

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm +

Po

lies

tire

no

1"

0,9

81

,03

9,4

%T

ipo

log

ía 4

La

dri

llo

Ma

cizo

Lad

rill

o de

Per

fora

ción

Ver

tica

l

[100

%]

1.9

20

0,3

32

,97

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm

1,7

5

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm

0,6

11

,65

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm +

Po

lies

tire

no

1"

1,2

10

,82

5,7

%T

ipo

log

ía 3

Ma

mp

ost

ería

Est

ruct

ur

al

La

dri

llo

Liv

ian

o

Ven

tila

do

Lad

rill

o de

Per

fora

ción

Ver

tica

l

[100

%]

1.0

00

0,5

7

Tip

olo

gía

2

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm +

Po

lies

tire

no

1"

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm +

Po

lies

tire

no

1"

Tip

olo

gía

1

Sis

tem

a

Ind

ust

ria

l

iza

do

Pa

ñet

e

Inte

rio

r

2,5

cm

Sis

tem

a

Co

nst

ruct

ivo

Mu

ros

Ex

teri

ore

s

m3


Resultados Propuesta de Mejora Tipología 1 - Día Cálido y Día Frio.

Figura 30. Aplicación de mejoras tipología 1. Fuente: Elaboración propia

• En el día cálido, la aplicación de la Mejora 1 genera un mínimo aumento en la

Temperatura Operativa aumentando el 4.17% las horas dentro de la Temperatura de

Confort, mientras que la aplicación de la Mejora 2 genera un aumento significativo en

la Temperatura Operativa (2.1°C promedio) con relación a la temperatura base,

permitiendo un 100% de las horas diarias dentro de la Temperatura de Confort.

• En el día frío, la aplicación de la Mejora 1 tiene mínimos impactos en la Temperatura

Operativa, la aplicación de la Mejora 2 genera un aumento en la Temperatura Operativa

(1.8°C) con relación a la temperatura base.

Por lo anterior se evidencia que la aplicación de la Mejora 1 tiene un bajo impacto en

la Temperatura Operativa promedio de esta tipología, mientras que la aplicación de la Mejora

2 favorece significativamente el comportamiento térmico de la unidad habitacional.

7,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

°C

Aplicación de Mejora Tipología 1

Día Calido Linea Base

Día Calido Mejora 1


Día Calido TBS

Día Frio Linea Base

Día Frio Mejora 1

Día Frio Mejora 2

Día Frio TBS

Día

Cál

ido

Día

Frí

o

Tem

per

atu

ra C

on

fort




• En el día cálido, la aplicación de la Mejora 1 genera un aumento en la temperatura

operativa (1.1°C promedio) permitiendo que el total de las horas diarias se encuentren

dentro de la temperatura de confort, la aplicación de la Mejora 2 aumenta la temperatura

operativa (2.2°C promedio).

• En el día frío, la aplicación de la Mejora 1 tiene un mayor impacto en la Temperatura

Operativa en comparación con lo presentado en la tipología 1, la aplicación de la

Mejora 2 genera un aumento en la Temperatura Operativa (1.8°C promedio) con

relación a la temperatura base.

Por lo anterior se evidencia que la aplicación de la Mejora 1 tiene un impacto

significativo en la Temperatura Operativa promedio de esta tipología, lo que sugiere la

factibilidad que por su bajo coste puede tener su aplicación en esta tipología.

7,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

°C





Día Calido TBS


Día Frio Mejora 1

Día Frio Mejora 2

Día Frio TBS

Tem

per

atu

ra C

on

fort

Día

Cál

ido

Día

Frí

o




• En el día cálido, la aplicación de la Mejora 1 genera una mínima disminución en la

Temperatura Operativa, mientras que la aplicación de la Mejora 2 genera un aumento

en la Temperatura Operativa (1.5°C promedio) con relación a la temperatura base.

• En el día frío, la aplicación de la Mejora 1 tiene mínimos impactos en la Temperatura

Operativa, la aplicación de la Mejora 2 genera un aumento en la Temperatura Operativa

(1.8°C) con relación a la temperatura base.

• En los días fríos la Temperatura Operativa se encuentra por debajo del límite inferior

de la temperatura de Confort.

Por lo anterior se evidencia que la aplicación de la mejora 1 tiene un bajo impacto en

la Temperatura Operativa promedio de esta tipología, caso contrario a lo presentado con la

aplicación de la mejora 2.

7,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

°C





Día Calido TBS


Día Frio Mejora 1

Día Frio Mejora 2

Día Frio TBS

Tem

per

atura

Co

nfo

rt

Día

Frí

o

Día

Cál

ido




• Se observa una alta oscilación en los valores de la Temperatura Operativa del día

cálido base, comportamiento que disminuye con la aplicación de las mejoras.

• En el día cálido, la aplicación de la Mejora 1 incrementa la Temperatura Operativa,

sin embargo 9 horas persisten en el límite inferior de la temperatura de confort, la

aplicación de la Mejora 2 permite que el 100% de las horas del día, se encuentren dentro

de la temperatura de confort.

• En el día frío, la aplicación de la Mejora 1 genera un leve aumento en la temperatura

operativa y la aplicación de la Mejora 2 permite aumentar en cerca de 1.5°C la

temperatura operativa con relación a la temperatura base.

Por lo anterior se evidencia que la aplicación de la Mejora 1 tiene evita un descenso

dramático en la Temperatura Operativa promedio diaria de esta tipología en el día cálido, en

los días fríos su impacto es mínimo, caso contrario a lo presentado con la aplicación de la

Mejora 2.

7,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

°C





Día Calido TBS


Día Frio Mejora 1

Día Frio Mejora 2

Día Frio TBS

Tem

per

atu

ra C

on

fort

Día

Cál

ido

Día

Frí

o

Osc

ilac

ión


Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 1 - Día Cálido

Figura 34. Comparativo entre tipologías mejora 1 día cálido. Fuente: Elaboración propia

Se observa que las tipologías 2 y 3 garantizan una Temperatura de Confort en la

totalidad de las horas de un día cálido, la temperatura en la tipología 4 desciende a por debajo

de la temperatura de confort a partir de las 3:00am y solo regresa a partir de las 13:00.

Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 1 - Día Frío

Figura 35. Comparativo entre tipologías mejora 1 día frío. Fuente: Elaboración propia

La totalidad de las tipologías se encuentran por debajo del límite inferior de la

temperatura de confort, se destaca que la tipología 3 se encuentra 0.5°C por encima de la

tipología 2 que presenta el segundo mejor comportamiento.

18,5019,0019,5020,0020,5021,0021,5022,0022,5023,0023,5024,0024,5025,0025,5026,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

Tem

per

atura

Op

erat

iva

°C



Tem

per

atu

ra C

on

fort

14,0014,5015,0015,5016,0016,5017,0017,5018,0018,5019,0019,5020,00

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

Tem

per

atura

Op

erat

iva

°C




Límite inferior

Temperatura Confort


Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 2 - Día Cálido


Se observa que todas las tipologías garantizan una Temperatura de Confort en la

totalidad de las horas de un día cálido.

Análisis Comparativo de las Tipologías con la Mejora 2 - Día Frio.

La totalidad de las tipologías se encuentran por debajo del límite inferior de la

temperatura de confort, se destaca la mejora que se obtiene con esta tipología.


1414,5

1515,5

1616,5

1717,5

1818,5

1919,5

20

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0

Tem

per

atura

Op

erat

iva

°C




18,519

19,520

20,521

21,522

22,523

23,524

24,525

25,526

1:0

0

2:0

0

3:0

0

4:0

0

5:0

0

6:0

0

7:0

0

8:0

0

9:0

0

10:0

0

11:0

0

12:0

0

13:0

0

14:0

0

15:0

0

16:0

0

17:0

0

18:0

0

19:0

0

20:0

0

21:0

0

22:0

0

23:0

0

0:0

0Tem

per

atura

Op

erat

iva

°C




Tem

per

atu

ra C

on

fort

Límite inferior

Temperatura Confort


Conclusiones

Se observó que, la orientación de los edificios tiene efectos sobre las temperaturas

operativas al interior de los edificios y por ende al interior de las unidades habitacionales,

sugiriendo que la aplicación de mejoras en los muros exteriores debe realizarse de forma

particular sobre cada fachada.

La aplicación de mejoras en el Valor U y de estrategias arquitectónicas de carácter

pasivo, deben considerar que las unidades habitacionales al interior de un edificio

multifamiliar tipo VIS, presenta diferentes valores en su temperatura operativa, de acuerdo a

su ubicación en planta y en altura, presentándose diferencias de hasta 5°C entre los pisos

superiores y los inferiores en los días cálidos.

La implementación de estrategias para otorgar temperaturas de confort en los edificios

multifamiliares tipo VIS y por ende en sus unidades habitacionales, deben concentrase en

mejorar los índices, en días fríos de acuerdo a lo observado. No fue suficiente mejorar el

coeficiente U de los muros exteriores para alcanzar el límite inferior de la temperatura de

confort, por lo que deberán combinarse diferentes estrategias para mejorar este índice,

considerando la orientación.

El incremento en el Valor R de los materiales, favorece el comportamiento térmico de

los edificios y por ende al interior de las unidades habitacionales en los días fríos y

permitiendo una mayor conservación de la energía.

La aplicación de revoque al interior de los muros exteriores, tiene un impacto

significativo en la Temperatura Operativa promedio de la tipología 2 y 4, lo que sugiere la

factibilidad, que por su bajo coste y su valor agregado puede tener su aplicación.

Por lo anterior se esperaría que la especificación de muros de concreto con un mayor

espesor tenga un impacto favorable en las condiciones de confort de las construcciones

industrializadas.


El material de los muros exteriores de la tipología 3, permite que el total de las horas

diarias se encuentren dentro de la Temperatura de Confort en los días cálidos y presenta los

mejores resultados en los días fríos, sin la aplicación de mejoras.

Las unidades habitacionales ubicadas al sur, presentan las mayores Temperaturas

Operativas promedio.

En las Unidades Habitacionales de los pisos superiores, se observa el alto impacto que

tiene la materialidad de la cubierta en su desempeño térmico, ya que las Unidades

Habitacionales ubicadas allí presentan condiciones extremas.

Es importante evaluar el impacto que se tendría en el comportamiento térmico de los

edificios, por el color y por ende por su absortancia, el uso de revoques exteriores y de

mampuestos de arcilla de colores.

Se observó que el aligeramiento por la presencia de cámaras de aire al interior de los

mampuestos de arcilla, favorece el comportamiento térmico de los Edificios Multifamiliares

Tipo VIS.

Es importante evaluar el impacto que se tendría en el comportamiento térmico de los

edificios, por el color y por ende por su absortancia, el uso de revoques exteriores y de

mampuestos de arcilla de colores.


Bibliografía

Alcaldía Municipal de Soacha. (2017). Nuestro Municipio - Soacha. Recuperado de

http://www.soacha-cundinamarca.gov.co/informacion_general.shtml#geografia

ASHRAE Standard 55. Berkeley: University of California.

Asociación Española de Fabricantes de Ladrillos y Tejas de Arcilla Cocida (Hispalyt). (1997).

Importancia de la inercia térmica de los cerramientos. M. Dominguez, S. Santamaría

Auliciems Andris & Szokolay, Steven. (1997),Thermal Comfort PLEA & The University of

Queensland., Australia.

Cámara Colombiana de la Construcción, CAMACOL. (2017). Centro de Información

Georreferenciada del Censo Nacional de Edificaciones. Recuperado de

https://formularios.dane.gov.co/Anda_4_1/index.php/catalog/428/export

Ciudad Verde. (2017). Localización Cambio Climático. Recuperado de

http://ciudadverde.com.co/

Colombia. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (2011). Los materiales

en la construcción de vivienda de interés social / Díaz Reyes, Carlos Alberto; Ramírez

Luna, Julia Aurora (Eds.), Aincol (textos) .-- Bogotá, D.C. Colombia: Ministerio de

Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2011. 47 p.

Departamento Administrativo Nacional de Estadística. (2016). Censo de edificaciones.

Recuperado de http://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-

tema/construccion/censo-de-edificaciones

Givoni, B. (1981.). Man, Climate and Architecture. New York: Van Nostrand Reinhold

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM. (2017). Registro de

la temperatura en Bogotá 6,7, y 8 de febrero de 2017. Recuperado de

http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/climatologico-

mensual?p_p_id=110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y&p_p_lifecycle=0&p_p_state=norma

l&p_p_mode=view&p_p_col_id=column-

1&p_p_col_count=1&_110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y_struts_action=%2Fdocument_

library_display%2Fview_file_entry&_110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y_redirect=http%

3A%2F%2Fwww.ideam.gov.co%2Fweb%2Ftiempo-y-clima%2Fclimatologico-

mensual%2F-%2Fdocument_library_display%2FxYvlPc4uxk1Y%2Fview%2F18512937

%3F_110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y_redirect%3Dhttp%253A%252F%252Fwww.ide

am.gov.co%252Fweb%252Ftiempo-y-clima%252Fclimatologico-

mensual%253Fp_p_id%253D110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y%2526p_p_lifecycle%25


3D0%2526p_p_state%253Dnormal%2526p_p_mode%253Dview%2526p_p_col_id%25

3Dcolumn-

1%2526p_p_col_count%253D1&_110_INSTANCE_xYvlPc4uxk1Y_fileEntryId=26251

507

Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio de Colombia. (2015). Resolución 549, por la cual

se reglamenta el Capítulo 1 del Título 7 de la Parte 2, del Libro 2 del Decreto número

1077 de 2015, en cuanto a los parámetros y lineamientos de construcción sostenible y se

adopta la guía para el ahorro de agua y energía en edificaciones. Recuperado de

http://www.minvivienda.gov.co/ResolucionesVivienda/0549%20-%202015.pdf

Olgyay, V. (1998). Design With Climate Princeton: Princeton University Press.

Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo en Colombia. (2015). Nuevos escenarios

de cambio climático para Colombia 2011-2100: herramientas científicas para la toma de

decisiones. Recuperado de

http://www.co.undp.org/content/colombia/es/home/library/environment_energy/tercera-

comunicacion-nacional-de-cambio-climatico---enfoque-naci.html

Revisa Semana. (2017). Bogotá y Medellín registran las temperaturas más altas de su historia.

Recuperado de http://sostenibilidad.semana.com/impacto/articulo/bogota-registra-la-

temperatura-mas-alta-en-su-historia/37055

Szokolay, S. V. (1980). Introduction to Architectural Design. The Basis of Sustainable

Design. London: Architectural Press - Elsevier.

Thermal Comfort Danish Technical. (1978). Enfoque Nacional - Departamental: Tercera

Comunicación Nacional de Cambio Climático. New York; Fanger, P.D. Press-Mc Graw

Hill


ANEXOS

Envolvente Térmica Se compone de todos los cerramientos que limitan espacios

habitables y el ambiente exterior, ya sea aire, terreno u otro edificio y por las particiones

interiores que separan espacios habitables de los no habitables que también limiten con el

exterior. La envolvente térmica de un edificio, casa o vivienda sirve de aislamiento térmico y

escudo contra las inclemencias climatológicas para mejorar el bienestar de sus ocupantes la

vez que reduce el consumo de energía y es respetuosa con el medio ambiente.

Vivienda Tipo VIS. Según el Ministerio de Vivienda, la Vivienda de Interés Social

(VIS), ‘Es aquella que reúne los elementos que aseguran su habitabilidad, estándares de

calidad en diseño urbanístico, arquitectónico y de construcción cuyo valor máximo es de

ciento treinta y cinco salarios mínimos legales mensuales vigentes (135 SMLM)’.

Confort Térmico. El confort térmico es un estado perceptivo, donde nuestro cuerpo

obtiene y mantiene su propio balance térmico y puede verse alterado por las condiciones

climáticas que se puedan presentar en el exterior, por ello la resistencia conferida a la

envolvente puede afectar positiva o negativamente el confort de sus habitantes al interior de

la edificación. Al ser perceptivo, se relaciona estrechamente con la condición mental del

hombre, dentro de las cuales actúa con satisfacción en el ambiente que habita. Este ambiente

debería procurarse ideal, para que sus habitantes no manifiesten ninguna sensación de calor

o frío, los parámetros de temperatura operativa para obtener estas condiciones de Confort.

ASHRAE 55. (Thermal comfort is that condition of mind that expresses satisfaction

with the thermal environment. Because there are large variations, both physiologically and

psychologically, from person to person, it is difficult to satisfy everyone in a space). Confort

térmico es esa condición mental que expresa satisfacción con el ambiente térmico. Porque

hay grandes variaciones, tanto fisiológicamente y psicológicamente, de persona a persona,

es difícil satisfacer a todos en un espacio. Las condiciones ambientales necesarias para la

http://eco-logicos.es/2012/05/aislamiento-termico/

http://eco-logicos.es/2012/03/ahorro-de-energia-dinero-en-edificios-casas-viviendas/


comodidad no son las mismas para todos. Extensos datos de laboratorio y campo han sido

recogidos y proporcionan datos estadísticos necesarios para definir las condiciones que un

porcentaje determinado de ocupantes se encontrará térmicamente confortable.

Temperatura operativa. o temperatura resultante seca de un recinto, es aquella

temperatura única que deberían tener tanto el aire como las paredes, para que una persona

media intercambiase por convección y radiación la misma cantidad de energía que

intercambia en la situación real. La zona de confort se define en términos de un rango de

temperaturas operativas que proporcionan condiciones ambientales térmicas aceptables o en

cuanto a las combinaciones de temperatura del aire y temperatura radiante media que la

gente encuentra térmicamente aceptable.

El Valor R. La resistencia térmica de un material representa la capacidad del

material de oponerse al flujo del calor. En el caso de materiales homogéneos es la razón

entre el espesor y la conductividad térmica del material; en materiales no homogéneos la

resistencia es el inverso de la conductancia térmica.

El Valor U. La transmitancia térmica se define como el flujo de calor que pasa por

unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia de temperaturas entre dos

ambientes separados por dicho elemento. Su unidad en el Sistema Métrico Decimal es

W/(m²*K), Watt por metro cuadrado por Kelvin. Cuanto mayor sea la transmitancia térmica,

menor es el efecto del aislamiento térmico del elemento. Cuanto menor sea el valor U, mejor

es la aislación térmica y menor es la pérdida de calor a través del elemento de los materiales

utilizados en el envolvente sobre la calidad de vida de sus habitantes.

Balance Energético. El balance energético de un edificio representa los flujos de

energía entre el edificio y su entorno. Es un estudio comparativo de la suma de las ganancias

y la suma de las pérdidas de energía. También se llama equilibrio energético, debido a que

ambas sumas deben ser iguales. En otras palabras: Calculando la suma de las pérdidas

https://es.wikipedia.org/wiki/Inercia_t%C3%A9rmica

https://es.wikipedia.org/wiki/Calor

https://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmica

https://es.wikipedia.org/wiki/Conductancia_t%C3%A9rmica


obtenemos la cantidad de energía requerida, por ejemplo, para dimensionar la instalación de

calefacción.

Mampostería Estructural: La mampostería estructural, la componen piezas (arcilla y

concreto son los materiales más utilizados) que se unen unas a otras por medio de mortero,

estas piezas en su interior tienen unas celdas que permiten la incorporación de acero de

refuerzo y de mortero de acuerdo al diseño estructural propuesto.

Mampostería Confinada: Está conformada por muros construidos que son rodeados

con elementos de concreto reforzado, vaciado posteriormente a la ejecución de muro.

Pórticos en Concreto: Se compone de columnas y vigas que en su intersección se

conectan a través de nudos, en este sistema la mampostería no tiene responsabilidad

estructural, lo que permite modificar su ubicación permitiendo una mayor flexibilidad en los

espacios.

Sistemas Industrializados: Es cualquier tipo de sistema, por lo general modular

prefabricado que supone un aumento en la velocidad de la construcción, en el mercado hay

diferentes sistemas, sin embargo, para la construcción de las Viviendas VIS, el más empleado

es que emplea encofrados de aluminio plástico y acero que permite el vertimiento de

concreto en su interior.


ANEXO MATERIALIDAD CAMACOL


ANEXO 2 CONDUCTIVIDAD MATERIALES DE ARCILLA

aproximaciÓn a las condiciones de confort en los … · palabras clave: materialidad, envolvente,...

Documents