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Diseño tecnológico-estructural aplicado a la optimización del rendimiento higrotérmico-energético de edificios en torre - 1ª Parte: Base de datos de edificios

en altura construidos en Corrientes y Resistencia.

Alías, Herminia María - Jacobo, Guillermo José

Cátedra “Estructuras II” - Facultad de Arquitectura y Urbanismo - Universidad Nacional del Nordeste

Avenida Las Heras Nº 727 - (3500) Resistencia - Provincia del Chaco - República Argentina

E-Mail: heralias@arq.unne.edu.ar - gjjacobo@arq.unne.edu.ar

ANTECEDENTES – INTRODUCCIÓN Esta investigación sobre características térmicas de la estructura y la envolvente de edificios en torre propone evaluar la necesidad de mejorar los niveles de aislación y las resoluciones constructivas integradas de la dupla envolvente - estructura de edificios, para obtener condiciones de confort y uso racional de la energía, tomando en cuenta la variación de la temperatura superficial y el impacto de los puentes térmicos, para establecer pautas, desde la adecuación del diseño estructural – tecnológico, que contribuyan a lograr edificios más adaptados al clima local durante su etapa de servicio, a través de una adecuada materialización, proponiendo recomendaciones de diseño que permitan atenuar o corregir los puentes térmicos, en pos de una eficiencia y optimización energética de la edificación, que redundaría en un ahorro de energías convencionales, y con ello, en un entorno construido más sustentable ambientalmente. Por ello se propone analizar edificios en altura con diferentes funciones y tipologías existentes en las ciudades de Resistencia y Corrientes y/o diseñados por alumnos de la Cátedra Estructuras II - FAU - UNNE en su Trabajo Final de Diseño Estructural, analizando los procesos básicos para el diseño de edificios en altura incorporando criterios bioclimáticos y analizando el comportamiento higrotérmico de estos edificios mediante simulaciones realizadas con aplicaciones informáticas específicas para el análisis de puentes térmicos y/o mediante procedimientos de cálculo manuales estipulados por la normativa IRAM vigente. El concepto central que se desarrollará está referido a que la optimización del rendimiento higrotérmico y por ende energético de una construcción puede impulsarse a través del diseño estructural de la edificación y un estudio pormenorizado de los principios de corrección de los puentes térmicos (heterogeneidades o discontinuidades) representados por el sistema estructural de un edificio. MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo se desarrolla en tres etapas de las cuales se halla bastante avanzada la primera, que constituye una fase introductoria y de relevamiento y sistematización de datos. Consiste en una recopilación de antecedentes y búsqueda de información y finaliza con una sistematización de la información reunida (base de datos de las tipologías de edificios en altura construidos en Corrientes y Resistencia y/o diseñados por los alumnos de Estructuras II en sus trabajos finales de diseño estructural, y sus características estructurales y tecnológicas), que servirá de base a la siguiente etapa, de operacionalización. ACTIVIDADES EN DESARROLLO: a. Búsqueda y recopilación de información y antecedentes referentes al tema problema y definición del Universo de

Estudio, como asimismo de los grandes ejes temáticos acerca de los que será necesario reunir datos (Edificios en altura; Materialización de su Envolvente; Puentes térmicos; Aislaciones; Eficiencia higrotérmica; Ahorro energético).

Imágenes 1 y 2: panorámicas del perfil urbano de la ciudad de Corrientes, en el que se destacan los edificios en altura. Fuente: fotografías propias.

b. Relevamiento y análisis de documentación de trabajos de los alumnos de la Cátedra Estructuras II –ciclos lectivos 2001, 2002; 2003 y 2004- en el Trabajo Final de Diseño Estructural en sus aspectos de resolución del diseño estructural; resolución tecnológica – constructiva; resolución situacional (implantación, orientaciones) y resolución relacional o funcional (tipología, forma y distribución interior).

c. Relevamiento y análisis de documentación de proyecto y de material gráfico y fotográfico de tipologías de edificios en altura construidos en las ciudades de Resistencia y Corrientes en las últimas tres décadas en sus aspectos de resolución del diseño estructural; resolución tecnológica – constructiva; resolución situacional (implantación, orientaciones) y resolución relacional o funcional (tipología, forma y distribución interior).

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EDIFICIOS CONSTRUIDOS. CIUDAD DE CORRIENTES

Edificio Implantación Tipología Cortes y Vistas

9 de Julio entre Perú y Roca. Perímetro libre. Sup. terreno: 854 m2 - Sup. planta tipo:

305 m2 - Cant. de niveles: 16 - Cant. de U. funcionales por piso: 6

Perímetro libre. Torres de “atrás del club Huracán”.

Sup. terreno: - Sup. planta tipo: 284 m2 - Cant. de niveles: 15 - Cant. de U. funcionales por piso: 4

Irigoyen esq. Padre Borgati. En esquina.

Sup. terreno: 899,1 m2 - Sup. planta tipo: 385,02 m2 - Cant. de niveles: 11 y 1 subsuelo - Cant. de U. funcionales por piso: 4

Imagen 3: algunos edificios construidos en la ciudad de Corrientes de la Base de Datos. Fuente: relevamiento propio.

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EDIFICIOS CONSTRUIDOS. CIUDAD DE CORRIENTES

Edificio Implantación Tipología Cortes y Vistas

San Martín entre Misiones y Chaco. ANTARES II. Entre medianeras.

Sup. terreno: 908,72 m2 - Sup. planta tipo: 203,46 m2 - Cant. de niveles: 16 - Cant. de U. funcionales por piso: 2

Quintana y San Lorenzo. En esquina.

Sup. terreno: 412,74 m2 - Sup. planta tipo: 237 m2 - Cant. de niveles: 7 y 2 subsuelos - Cant. de U. funcionales por piso: 4

Entre Ríos entre Moreno y Belgrano. Entre medianeras.

Sup. terreno: 348,47 m2 - Sup. planta tipo: 227,89 m2 - Cant. de niveles: 6 - Cant. de U. funcionales por piso: 3

Imagen 4: algunos edificios construidos en la ciudad de Corrientes de la Base de Datos. Fuente: relevamiento propio.

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d. Relevamiento y breve consideración de prestaciones y aplicaciones de diferentes aplicaciones informáticas de

simulación para la modelización y predicción del consumo energético de los edificios y relevamiento de

aplicaciones de diferentes aplicaciones informáticas de simulación del comportamiento higrotérmico de puentes

térmicos verticales y horizontales del cerramiento vertical de edificios.

e. Relevamiento y catalogación de los materiales disponibles en el mercado comercial regional para la corrección de

puentes térmicos y heterogeneidades causadas por el sistema estructural de un edificio.

En la siguiente etapa, de operacionalización se definirán las unidades de análisis y se aplicarán procedimientos para obtener los datos y resultados centrales de la investigación. Con todo ello se pretende efectivizar la evaluación del comportamiento higrotérmico de puentes térmicos verticales y horizontales del cerramiento vertical de edificios en altura. La fase final, de propuestas y recomendaciones de diseño optimizado, tanto estructural como tecnológico –

constructivo, de edificios en altura, contemplará la optimización del desempeño higrotérmico a través del logro del confort interior y de la corrección de puentes térmicos, y con ello apuntará a una reducción de la energía eléctrica convencional utilizada para el acondicionamiento térmico interior de los edificios. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Un edificio de 100 metros de altura, no puede ser concebido como si fuera simplemente diez veces mayor que un edificio de 10 metros, lo que habla de la complejidad que llevan consigo este tipo de edificaciones. La fuerza de la gravedad no es la única que determina las características tecnológicas de esta tipología: el viento, las dilataciones térmicas y los terremotos son acciones a priori muy importantes que deben ser tenidas en cuenta en el diseño de estos edificios y en su planteo estructural. También existen otros factores, que determinan la forma y el tamaño de los edificios en altura: normativas, ordenanzas y reglamentos determinan su forma, función y ubicación. Pero estas cuestiones son resueltas dentro de una esfera que sobrepasa la instancia profesional, y se resuelve entre lo que debería

ser y lo que termina siendo... esto es el factor político. Normativas, ordenanzas y reglamentos obsoletos, inexistentes o que no se adecuan a la realidad de cada ciudad, sin olvidar muchas veces el bajo acatamiento que redunda en excepciones otorgadas a unos pocos segmentos de poder. Mediante la realización de la Base de Datos de edificios

construidos en Resistencia y Corrientes se verifica que prevalecen las torres monofuncionales (es decir, destinadas íntegramente a una misma función, como oficinas o viviendas) y que la tecnología predominante de materialización estructural es la representada por el Hº Aº, en sistemas de columna–viga, o bien en menor proporción, sistemas aporticados. Los cerramientos se resuelven generalmente por medio de mampostería de ladrillos huecos, no existiendo criterios de atenuación de los importantes puentes térmicos generados, tal vez por el desconocimiento de su incidencia en los consumos energéticos y en el comportamiento térmico generado. Los impactos generados por los edificios en altura se pueden clasificar en: Impacto visual: ruptura de la masa edificada convencional, produciendo un perfil urbano irregular que reemplaza la fachada continua. Impacto eólico: aumento excesivo de la velocidad de viento a altura peatonal. Impacto sombra: ausencia de asoleamiento en los espacios urbanos aledaños a edificios en altura. Impacto

hídrico: las superficies construidas generan modificaciones en el entorno urbano generando grandes superficies impermeables que impiden la absorción natural de lluvias y grandes superficies de escurrimiento (fachadas en altura), lo que como en Resistencia agrava el natural anegamiento e inundabilidad de su territorio, saturando los canales pluviales y las redes de infraestructura existente. A su vez, estos impactos influyen en el uso de los espacios urbanos adyacentes a dichos edificios y modifican las acciones y actividades culturales, comerciales, etc., del sitio. CONCLUSIONES Con el relevamiento y análisis de documentación de proyecto y de material gráfico y fotográfico de tipologías de edificios en altura materializados en las ciudades de Resistencia y Corrientes en las últimas décadas se está confeccionando una Base de Datos, cuya utilidad como herramienta de consulta y valoración del hábitat construido (en lo que a la tipología de edificios en torre se refiere) resultará incuestionable, a la vez que punto de partida para iniciar: • definición de situaciones prototípicas de resolución de los encuentros muro/suelo y/o entrepiso; muro/estructura;

suelo y/o entrepiso / estructura según las situaciones más frecuentes registradas.

• cálculo de resistencia térmica total de componentes y sus encuentros; estimación del valor de la transmitancia

térmica total y la verificación del cumplimiento de los valores máximos admisibles de K según IRAM 11603, para la

zona bioambiental en verano e invierno, verificación del riesgo de condensación superficial según IRAM 11625.

• realización de simulaciones y modelizaciones informáticas de las diferentes tipologías constructivas de encuentros

característicos de los cerramientos, que permitan una evaluación del comportamiento higrotérmico de puentes

térmicos verticales y horizontales del cerramiento vertical de las U. A.

De las características de implantación y resolución relacional y situacional de los edificios relevados se desprende que resulta alarmante el tratamiento que reciben la normativa y legislación, que la mayoría de las veces no se cumple, en lo que se refiere a las construcciones de alta y media densidad, muchas de las cuales se aprueban “mediante ordenanzas" o derogando temporariamente la legislación que las prohíbe o reglamenta. BIBLIOGRAFÍA ALÍAS, H. M.; HREÑUK, N. I. y PILAR, C. A. (2002). Habitar en Altura. Algunas observaciones sobre nuestra arquitectura vertical. Monografía presentada para el Seminario Vivir en Altura. FAU-UNNE. JACOBO, G. J. et all. (2002).ESTRUCTURAS II-FAU-UNNE – Introducción al Diseño Estructural en Obras de Arquitectura en la Región NEA.

Cátedra “Estructuras II”-FAU-UNNE. Ediciones Moglia SRL, Corrientes, ISBN N° 987-43-4555-1. MARUSIC, J. A. (1999). Ensayos y Optimización de aspectos bioclimáticos para el diseño de edificios en altura. Revista AVERMA Vol. 3 Nº 1. XXII Congreso de la Asociación de Energías Renovables y Ambiente (ASADES). VALDES P. & JACOBO, G. J. (2000). Investigación de las Tecnologías de la construcción de envolventes materiales de los edificios en torre, para adecuarlas a los requerimientos básicos de confort según las condiciones climáticas del NEA. Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas - UNNE 2000, Resistencia, Campus UNNE, Chaco.