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Tesis doctoral MDB. J. Ricardo Moreno Peña. Facultad de Arquitectura de la U. de C. en el P.I.D.A, junio/07 - 1 - PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES UNIVERSIDAD DE COLIMA UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO TESIS Que para obtener el grado de: DOCTOR EN ARQUITECTURA Presenta : MDB. Arq. José Ricardo Moreno Peña Tutor: Dr. Leandro Sandoval Alvarez Cotutores: Dr. Luis Gabriel Gómez Azpeitia Dr. Adalberto Tejeda Martínez Coquimatlán, Col. Junio de 2007 “ANALISIS DEL EFECTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN EL DESEMPEÑO TERMICO DE DOS CASAS DE INTERES SOCIAL EN TECOMAN, COLIMA.”

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PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL DE DOCTORADO EN ARQUITECTURA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES

UNIVERSIDAD DE COLIMA UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO

TESIS

Que para obtener el grado de:

DOCTOR EN ARQUITECTURA

Presenta :

MDB. Arq. José Ricardo Moreno Peña

Tutor: Dr. Leandro Sandoval Alvarez

Cotutores: Dr. Luis Gabriel Gómez Azpeitia Dr. Adalberto Tejeda Martínez

Coquimatlán, Col. Junio de 2007

“ANALISIS DEL EFECTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN EL DESEMPEÑO TERMICO DE DOS

CASAS DE INTERES SOCIAL EN TECOMAN, COLIMA.”

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AGRADECIMIENTOS

A mi madre:

Hermelinda Peña por darme la vida.

A mi compañera

Silvia Olmos por su comprensión, entendimiento, amistad y amor.

A mis hijas

Silvia Haydee, Ruth Elizabeth y Claudia Cecilia Moreno por su

incondicional apoyo, dedicación, cumplimiento de sus responsabilidades y

muestras de amor que me fortalecen para continuar en este camino.

A mis compañeros

Que fueron parámetro de aprovechamiento, crecimiento académico y lo

más importante.. Amigos.

Agradezco especialmente a los Doctores Leandro Sandoval Álvarez y

Luis Gabriel Gómez Azpeitia, tutor y cotutor, respectivamente, en este trabajo

por compartir sus conocimientos, su apoyo personal, su paciencia, dinamismo

y gran sensibilidad humana. Asimismo a todo el Cuerpo Doctoral que hacen

posible que personas como yo logren sus metas. A todas y cada una de las

personas que de una manera directa o indirecta han colaborado para lograr

este objetivo.....! GRACIAS ¡

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ÍNDICE

LISTA DE TABLAS Y GRAFICAS v

RESUMEN 1

ABSTRACT 2

INTRODUCCIÓN 3

a) Definición del problema u objeto de estudio 5

b) Clasificación de la investigación 6

c) Justificación del objeto de estudio 7

MARCO TEORICO 94

a) Esquema del marco teórico 9

b) Aspectos que formaran el marco teórico 11

c) Relación de aspectos en el marco teórico 13

41

ESTADO DEL ARTE 15

a) Resultados de la búsqueda 15

b) Situación actual 22

c) Conclusiones 24

METODOLOGÍA 26

a) Generalidades 26

b) Procedimiento que se siguió 27

c) Metas 28

d) Localización de las viviendas a estudiar 29

e) Calibración 31

f) Registro de datos 33

• Primera Fase Corroboración de similitud del

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comportamiento térmico y colocación de instrumento 33

• Segunda Fase Exploración y colocación de instrumentos. 38

• Tercera Fase Definitivos y colocación de instrumentos

para registrar aperturas de puertas y ventanas 40

RESULTADOS 43

a) Resultados de primer fase 43

b) Resultados de segunda fase 48

c) Resultados de la tercera fase 52

DISCUSION DE LOS RESULTADOS 55

a) Análisis de resultados primera fase. 55

b) Análisis de resultados segunda fase 58

c) Análisis de resultados tercera fase 63

d) Diferencias 69

e) Correspondencias entre diferencias y actividades 70

f) Factor de ocupación 76

g) 90

CONCLUSIONES 78

a) Observaciones previas 78

b) En relación a los objetivos planteados 78

c) En relación a las hipótesis planteadas 80

d) En relación al Factor de Ocupación 81

e) Conclusiones finales. 82

96

ANEXOS 83

I. Definición del objeto o problema de estudio. 85

II. Definición del marco teórico 91

III. Prueba piloto de medicines y calibración de equipos 99

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IV. Estado del arte del objeto de estudio 113

V. Series de Fourier y teoría del Caos 131

VI. Análisis numérico, monogramas y normalización 141

VII. Análisis de los resultados obtenidos 155

VIII. Correlaciones de resultados y Factor de Ocupación 169

99

BIBLIOGRAFÍA 175 151

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LISTA DE FIGURAS Y GRAFICAS

FIGURAS

Fig. # 1 Diagrama para encontrar el objeto de estudio a partir del

diseño bioclimatico como línea de estudio. 5

Fig. # 2 Esquema que muestra los diferentes autores que forman

la base teórica del presente trabajo 10

Fig. # 3 Esquema que muestra las relaciones que guardan los

diferentes elementos del presente trabajo 14

Fig. # 4 Fotografía que muestra las tres casas en donde se realizó

el estudio. 30

Fig. # 5 Planta de localización de las viviendas en las

que se realizaron las pruebas 31

Fig. # 6 Forma en que se colocaron los hobos en los espacios para

la primera fase de estudio 35

Fig. # 7 Colocación del hobo en la primera fase a 1.80 m. del piso,

sin habitantes 35

Fig. # 8 Hobo adaptado para mediciones exteriores 36

Fig. # 9 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los

espacios y el orden que guardan, entre ellas, correspondiendo a

la de abajo, la casa 1, a la de en medio la 2, y la de arriba la 3,

asimismo muestra la colocación de los instrumentos de medición. 37

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Fig. # 10 HOBO U12 Temp/RH Data Logger Part # U12-011 USB

Temperatura / humedad relativa logger con sensor de alta capacidad

interna, USB de interfase. 39

Fig. # 11 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los

instrumentos de medición en la segunda fase de mediciones. 39

Fig. # 12 Sensores fabricados para registrar la actividad humana,

en relación a las aperturas de puertas y ventanas 41

Fig. # 13 Planta de acomodo de los instrumentos de actividad

humana, definida por el manejo de las ventanas y puertas. 42

GRAFICAS

Gráfica. # 1 Gráfica que muestra datos de oscilaciones térmica

muy bajas. 32

Gráfica. # 2 Gráficas que muestra datos de oscilaciones térmicas

más altas. 33

Gráfica. # 3 Muestra familia de datos de oscilaciones térmicas

para recámaras y salas. 43

Gráfica. # 4 Temperaturas máximas y mínimas de las recámaras

de las tres casas 44

Gráfica. # 5 Temperaturas máximas y mínimas de las salas de

las tres casas 45

Gráfica. # 6 Temperaturas promedio horario semanal de las recámaras 46

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Gráfica. # 7 Temperaturas promedio horario semanal de las salas 47

Gráfica. # 8 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las recámaras 49

Gráfica. # 9 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las salas 50

Gráfica. # 10 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 51

Gráfica. # 11 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 51

Gráfica. # 12 Temperaturas diarias horarias en tres ciclos 55

Gráfica. # 13 Temperaturas promedio horario mensual en dos ciclos 56

Gráfica # 14 Temperaturas promedio semi-horarias mensual 58

Gráfica. # 15 Temperaturas promedio semi-horarias mensual 59

Gráfica. # 16 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 61

Gráfica. # 17 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos 61

Gráfica. # 18 Estados generados por la actividad humana sobre las

puertas y ventanas de la casa habitada, (abajo esta cerrado

arriba esta abierto). 63

Gráfica. # 19 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas

y ventanas de la casa habitada. (Serie 1er día) 64

Gráfica. # 20 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas

y ventanas de la casa habitada. (Serie 2do. día) 65

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Gráfica. # 21 Temperaturas normalizadas de la recámara 1 con la

recámara 3 sin habitar 66

Gráfica # 22 Temperaturas normalizadas de la recámara testigo

con la recámara habitada 67

Gráfica # 23 Temperaturas normalizadas del medio con las recámaras, tanto con la testigo como con la habitada. 68 Gráfica. # 24 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y

ventanas de la casa habitada, cuando no existe actividad humana. 70

Gráfica. # 25 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y

ventanas de la casa habitada 71

Gráfica. # 26 Temperaturas normalizadas de las recámaras, la testigo

con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada con

actividad fase 3 respectivamente. 72

Gráfica # 27 Temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo

con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada sin

actividad fase 3 respectivamente. 73

Gráfica. # 28 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las

recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la

misma ocupada sin actividad fase 3 respectivamente 74

Gráfica. # 29 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las

recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la

misma ocupada con actividad fase 3 respectivamente. 75

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RESUMEN

El objetivo general del presente trabajo es comparar el desempeño térmico de

dos casas habitación de interés social en condiciones similares, excepto por el hecho

de que una de ellas estará ocupada y la otra no. Este objetivo se fundamentó en las

mediciones de temperatura y humedad de dos salones de clase de tamaño,

orientación y construcción similares y expuestos a una radiación solar semejante,

realizadas a mediados del año 2000 en la Facultad de Ciencias de la Universidad de

Colima, se esperaba que los datos obtenidos de ambos espacios fueran iguales o

muy parecidos dada su similitud. Sin embargo, los resultados mediante el análisis de

temperatura manifestaron diferencias que pueden considerarse significativas, que

fueron causados por otros agentes externos a los materiales de construcción,

orientación de las ventanas y de la misma edificación y que es muy probable que se

den por el efecto de la conducta de los usuarios de los espacios en las edificaciones

de estudio, a partir de lo antes descrito se fundamentó el objeto de estudio y formuló

la siguiente pregunta ¿Los habitantes de una casa podrían ser una variable más en la

ecuación de su desempeño térmico?

En este documento se describen, tanto el diseño, así como la realización del

análisis experimental, del efecto de la actividad de los usuarios en el desempeño

térmico en las casas de interés social; mediante las técnicas de investigación:

documental a partir de fundamentos y conceptos teóricos y de campo, a partir de

datos obtenidos de las mediciones realizadas en el primer y segundo semestre del

2005 en tres viviendas deshabitadas y en el segundo del 2006, solo en dos, una de

ellas como testigo y la otra ocupada, (posteriormente al análisis de la segunda fase,

se decidió no considerar la casa 2 ocupada, ya que, la información obtenida fue igual

a la de la primera fase) éstas se encuentran ubicadas en la colonia Las Huertas de la

Ciudad y Cabecera Municipal de Tecoman en el Estado de Colima, en las costas del

Océano Pacifico entre la latitud norte de 18 grados 50 minutos y la longitud este, 103

grados 50 minutos con una altitud de 20 MSNMM.

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ABSTRACT

The general objective of the present work is to compare the thermal performance

of two houses of low cost under similar conditions, except that one of them is already

in use and the other one is not. This objective was based in measurement of

temperature and humidity of two classrooms of similar size, orientation and

construction and exposed to a similar solar radiation, this measurement carried out in

the middle of the year 2000 in the Faculty of Sciences of the University of Colima; it

was expected that the obtained data of both spaces were the same or very similar

given its similarity. Nevertheless the results front the analysis of temperature manifest

differences that should be considered. These differences were caused by other

external agents apart from construction materials, orientation of the windows and the

buildings in itself and it is highly probable that this results are given by the effect of the

conduct of the users in the spaces of the building being studied. From the already

stated the object of the study is based and lead as to formulate the following question:

Are the habitants of a house a variable to be considered in the equation of its thermal

performance?

This document describes, the design as much as the realization of the

experimental analysis of the effect of the activity of the users in the thermal

performance in the houses of low cost, by means of two investigation techniques:

documentation starting from foundations and theoretical concepts and field work

based from data resulting of the measuring carried out in the first and second

semester of the 2005 in three uninhabited housings and in the second of the 2006,

only in two, one of them as witness and the other one occupied, these they are

located in the city and county of Tecoman in the state of Colima, in the coast of the

Oceano Pacifico between the north latitude of 18 grades 50 minutes and the west

longitude, 103 grades 50 minutes with an altitude of 20 MSNMM in the colony "Las

Huertas"

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INTRODUCCIÓN En mayo de 1971 empresarios, líderes sindicales y funcionarios públicos del

país crearon la Comisión Nacional Tripartita. En el seno de ese organismo, dedicado

al análisis de los problemas más importantes del país, se ideó una solución definitiva

para cumplir con la obligación constitucional de proporcionar viviendas cómodas e

higiénicas a los trabajadores. El propósito era que todas las acciones encaminadas a

solucionar este problema se inscribieran en los esfuerzos de desarrollo económico y

social de la Nación en su conjunto.

“Surgieron, así, el Fondo Nacional de la Vivienda para los trabajadores,

cuyos recursos provienen de las aportaciones del 5% sobre los salarios

que al efecto entregan las empresas, y del Instituto del Fondo Nacional

de la Vivienda para los Trabajadores que lo administra (INFONAVIT).

Este organismo hace frente a la demanda de vivienda de los

trabajadores mediante el otorgamiento de créditos baratos y suficientes

que le permiten dar acceso, en forma paulatina, a una vivienda en

propiedad a la totalidad de los trabajadores sin distinción alguna...” (1)

Después de creado el INFONAVIT, en 1972, se construyeron una gran cantidad

de viviendas cuyos diseños respondían más a los aspectos funcionales y económicos,

que a los de adaptación al clima del lugar donde se edificaban. El INFONAVIT, como

organismo proveedor de la vivienda de interés social para los trabajadores, no existía

como Delegación en el Estado de Colima. En ese tiempo se edificaron aquí viviendas

cuyos prototipos estaban pensados para Guadalajara, ya que se dependía de aquella

Delegación, viviendas denominadas “Línea de crédito I”. De un total de 7,177

créditos otorgados en el estado desde 1972 hasta 1993, aproximadamente el 90 %

(6,597) pertenecen a ésta línea, y fueron aplicados en los Municipios conurbados de

Colima y Villa de Álvarez.

(1) Internet INFONAVIT. http // www. Infonavit.gob.mx / geninfo.html#guees.

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Durante muchos años los investigadores han desarrollado sistemas y equipos

para aprovechar mejor la energía natural, que pretenden disminuir los altos índices de

consumo de la energía convencional, ya que ésta le ocasiona un gran deterioro al

planeta y la vida en general. Los constructores han deseado incorporar estos nuevos

sistemas a las viviendas, pero para validar sus beneficios es necesario monitorear

primero su comportamiento mediante la experimentación y la obtención de datos. El

presente documento pretende analizar y explicar cómo la actividad de las personas

que usan las viviendas de interés social modifica el comportamiento térmico de las

mismas.

En la parte inicial de este trabajo se describe el problema u objeto de estudio y

los fundamentos teóricos en los que se sustenta el trabajo, además, se exponen las

razones por las que se realizó el estudio, los objetivos de la Investigación

En el primer apartado se hablará del marco teórico, describiendo conceptos

como el bioclimatismo, la transferencia de calor, el desempeño térmico; ¿qué es el

INFONAVIT, que se entiende por vivienda de interés social, y qué por actividad

humana? En el segundo apartado se describen el estado del arte y los antecedentes

y estudios relacionados con nuestro tema de estudio.

En secciones posteriores se describe la Hipótesis General o de Trabajo, a partir

de ésta se desprenderá la Hipótesis Específica en las que se fundamentara el

desarrollo de esta investigación. En la parte de metodología se explicarán los

procedimientos seguidos para recopilar la información; cómo se calibraron los

instrumentos, su colocación dentro de las viviendas y las diferentes fases en que se

aplicaron. Asimismo, se presentarán y se discutirán los resultados obtenidos por cada

fase.

En el apartado de Conclusiones, se presentan y describen los resultados

obtenidos del análisis. Los resultados se analizarán mediante la observación

comparativa, enfocándose sobre todo a resolver las hipótesis y los objetivos

planteados.

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Finalmente en los Anexos, que incluyen la bibliografía, encontraremos todo el

material y los documentos que fundamentan la investigación.

a.- Definición del problema u objeto de estudio

El comportamiento térmico de un edificio se estudia normalmente en términos

del clima, las propiedades termo-físicas de los materiales a usar, la relación y el

estado entre sus componentes estructurales y la distribución arquitectónica de los

espacios. A continuación se coloca a los usuarios en su interior y se pregunta sobre

el grado de satisfacción percibida respecto al desempeño térmico del edificio, A partir

de ésta observación surge la pregunta que da origen al problema u objeto de estudio

¿LOS HABITANTES DE UNA CASA PODRIAN SER UNA VARIABLE MÁS EN LA

ECUACIÓN DEL DESEMPEÑO TÉRMICO?

ASPECTO HUMANO • TIPOS DE FAMILIA • TIPO DE ACTIVIDAD • TIPO DE USO

DISEÑO BIOCLIMÁTICO

ASPECTO TEÓRICO • “SOLAR ENERGY AND BUILDING “– SZOKOLAY S.

V.ó“COMO USAR LAS FUENTES DE ENERGÍA NATURAL” -HAPPING STONER C

• “ARCHI BIO” (ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA)- JEAN, IZARD, GUYOT.

• “ECODISEÑO” - TUDELA FERNANDO • “BIENESTAR Y ENERGÍA” - VELAZCO, AMBRIZ,

ROMERO

ASPECTO JURÍDICO • LA CONSTITUCIÓN POLÍTICA MEXICANA • LEY GENERAL DEL IMPACTO AMBIENTAL • REGLAMENTO DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DEL

ESTADO DE COLIMA • LEY DE DESARROLLO URBANO • NORMAS TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN

TERRENO PROPIO • REGIONALIZACIÓN DE MATERIALES

ASPECTO CONCEPTUAL • TERMODINÁMICA Gral. • DESEMPEÑO TÉRMICO DE LA

ENVOLVENTE • CLIMATOLOGÍA

ASPECTO GEOGRÁFICO • INTERNACIONAL • NACIONAL • REGIONAL • ESTATAL • MUNICIPAL

NOMBRE

ANÁLISIS DEL EFECTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN EL DESEMPEÑO TÉRMICO DE DOS CASAS DE INTERÉS SOCIAL EN TECOMÁN, COLIMA

ASPECTO CLIMA • CALIDO HÚMEDO • CALIDO SUBHUM. • TEMPLADO • FRIÓ

ASPECTO TIPOLOGÍA

• PIE DE CASA • INTERÉS SOCIAL • INTERÉS MEDIO

Fig. # 1 Diagrama para encontrar el objeto de estudio a partir del diseño bioclimático como línea de estudio a desarrollar.

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El objeto de estudio es de gran importancia e interés social, porque el

comportamiento térmico inadecuado de los edificios implica un impacto continuo

sobre sus ocupantes y un factor que puede, además, reducir su vida útil. Por el

contrario, condiciones térmicas interiores agradables, ofrecen una mejores condición

de habitabilidad para los ocupantes, permitiéndoles el descanso sin estrés. Lo anterior

favorece la productividad de sus moradores en actividades económicas y de ámbito

educativo.

b.- Clasificación de la investigación

La investigación que se realizó en este trabajo es DESCRIPTIVA, DE CAMPO,

TRANSVERSAL Y DE VANGUARDIA.

Es descriptiva porque tiene que ver con la descripción o narración de un

determinado objeto de estudio y su comportamiento, y porque la información que se

generó podrá ser empleada para explicar las características más importantes de los

fenómenos observados.

Es una investigación de campo, ya que la información con la que se trabajó

será obtenida en el lugar (valle de Tecomán) donde se desarrollan los fenómenos a

estudiar. Es transversal porque las observaciones y mediciones de dichos fenómenos

se hicieron en diferentes periodos, en un mínimo de 6 y un máximo de 12 meses

consecutivos durante los años 2004 y 2006. Fue conveniente realizar una medición

de tipo piloto para definir el diseño de la investigación.

Luego de las mediciones se realizó el análisis y la interpretación de la

información obtenida, para con ello llegar a las conclusiones de la investigación y

posteriormente redactar la tesis doctoral.

Finalmente es vanguardista porque de los experimentos realizados se obtuvo

un nuevo conocimiento.

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c.- Justificación del objeto de estudio

El proyecto se realizó principalmente porque es viable, ya que se contó con los

recursos humanos y materiales para hacerlo, así como con el tiempo y el acceso a

recursos documentales y materiales. En este último caso, se trata de dos casas en el

valle de Tecomán que serán monitoreadas por lo menos seis meses.

También se realizó porque fue factible, puesto que se pudo conseguir el equipo,

las herramientas y los recursos que garantizaron el buen término de la investigación.

Además, se trata de un proyecto original, ya que existe un vacío sobre el tema y

porque también aporta un novedoso enfoque en esta área del conocimiento. En los

trabajos publicados al respecto, siempre se han hecho las mediciones térmicas en las

viviendas deshabitadas, cuando las últimas propuestas a nivel mundial son considerar

este tipo de estudios en casas ocupadas. En este trabajo se realizó un análisis

comparativo entre una vivienda ocupada y otra vacía.

También lo realice por interés personal, ya que tenemos conocimientos previos y

experiencia en el tema de vivienda de interés social, y porque se desea hacer una

aportación al conocimiento del BIOCLIMATISMO, sin dejar de considerar la

conveniencia, relevancia social, valor teórico, implicaciones prácticas o beneficio

social que pueda generarse.

La aportación de este trabajo al campo del conocimiento es presentar un método

de análisis para evaluar el desempeño térmico en la vivienda de interés social de bajo

costo en climas tropicales y sub-tropicales, con el fin de identificar el comportamiento

de dichas edificaciones al ser ocupadas. Definir también el grado de adaptabilidad de

los usuarios a los espacios y las condiciones climáticas que se presentaron; esto a

partir de la actividad realizada por los usuarios en la manipulación de puertas y

ventanas, elementos que generaron los intercambios de calor más significativos.

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Así, en este trabajo me propuse comparar y relacionar la actividad de los

usuarios al interior de la envolvente arquitectónica, considerando los patrones de

temperatura del aire en el interior de la misma.

Este trabajo podría tener una gran influencia en el marco institucional, ya que la

vivienda de interés social, financiada por el INFONAVIT, genera el mayor número de

créditos, colocando a este organismo en el primer lugar nacional. En este sentido, el

Instituto firmó con la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales

(SEMARNAT) y la Comisión Nacional de Fomento a la Vivienda (CONAFOVI) el

convenio de “COLABORACIÓN PARA OPERAR EL PROGRAMA PARA EL

DESARROLLO SUSTENTABLE DE LA VIVIENDA”, que garantice la protección al

ambiente al aprovechar eficientemente la energía, y que optimice el aprovechamiento

de bienes y servicios asociados a la ocupación de las viviendas. Esto se define como

sustentabilidad de la vivienda de interés social.

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MARCO TEÓRICO

En el objeto de estudio del que se ocupa este trabajo se hacen notar dos

fenómenos principales, a).- “COMPORTAMIENTO TERMICO DE LA VIVIENDA DE

INTERÉS SOCIAL” y b).- “EL EFECTO DE LA ACTIVIDAD HUMANA AL INTERIOR

DE LA MISMA”.

El primer fenómeno cae totalmente en el dominio de la física, particularmente

en la termodinámica y la transferencia de calor, mientras que en el segundo fenómeno

se involucran dominios del conocimiento como la fisiología, la psicología y la

sociología entre otros.

Este trabajo de investigación pretende:

o Comparar el desempeño térmico de dos o tres casas habitación de interés

social edificadas en la ciudad de Tecomán, en condiciones similares,

excepto por el hecho de que una o dos estarán ocupadas y la otra no.

o Aclarar si la actividad de los usuarios en la casa mejora o empeora las

condiciones del clima.

o Proponer una explicación a los efectos que se generaron.

a.- Esquema del marco teórico

Para obtener la información requerida y establecer los fundamentos necesarios

para interpretar y entender el comportamiento de los fenómenos que se produjeron en

el transcurso del objeto de estudio, fue necesaria la revisión y consulta bibliográfica,

esto con el fin de detectar y obtener información, así como otros materiales, métodos

y procedimientos que puedan ser útiles a los propósitos del estudio. Posteriormente

se debe extraer y recopilar sólo la información relevante y necesaria para describir y

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explicar objetivamente el problema de la investigación. La revisión debe ser selectiva,

puesto que cada año se publican en diversas partes del mundo miles de artículos con

datos similares en revistas, periódicos, libros y otras publicaciones. Si, al revisar la

literatura nos encontramos con que hay 200 posibles referencias, es evidente que se

debieron seleccionar sólo las más importantes y recientes que tengan que ver con

nuestro objeto de estudio.

Con lo anterior definiremos el estado del arte del objeto de estudio. A partir de

ese momento se inicia la formación del marco teórico conceptual, que se presenta a

continuación a manera de cuadro sinóptico. En dicho marco se describen los

principales conceptos y autores en que se fundamentará nuestra investigación.

Solar energy and building “– Szokolay s. 1977

“Como usar las fuentes de energía natural” --

1978.

“Archi bio” (arquit. bioclimatica)- Jean, 1980.

“Ecodiseño” -Tudela Fernando 1982.

“Bienestar y Energía” -Velazco, México -

1988.

“Diseño de los aspectos térmicos del edificio

optimo”- Samano, México . 1990.

“Análisis bioclimatico de la arquitectura

vernácula en Ocotepec Morelos”- Ochoa, U.

de Colima. Col. 1990.

“Bioclimatica sistemas. Pasivos Climatiz.”

Morillon 1993

“Ahorro de energía en viv. en clima calido-

humedo”– Samano, 1990.

“Dos ejemplos de climatización natural de

edificios”– Samano 1994.

"Hacia donde nos lleva la arquitectura"

GomezAzpeitia U. De Colima.

Trasferencia de calor 1 y 2 ”– Manrique ITES

Monterrey 1993.

Trasferencia de calor”– Holman 1995.

Principios trasferencia de calor”– Kreith 1995.

BIOCLIMATISMO Y CONCEPTOS DE

TERMODINAMICA

“Comportamiento térmico de la vivienda de

interés social en diferentes regiones

climáticas del país” Díaz y Morillón 1998

“Sustentabilidad en vivienda social

desarrollo y aplicación de un método de

evaluación” Schiller 2004

“Predicting thermal performance in occupied

dwellings”. Kruger E, Givoni B. 2004

“Predicting thermal performance of

occupied houses”. Givoni B, Vecchia F.

PLEA 2001, Florianopolis, Brazil; November

2001

“Concurso vivienda bioclimatica cabildo de

Tenerife” el Instituto Tecnológico de

Energía Renovables y el Colegio de

Arquitectos de Canarias César Ruiz Larrea

.- España ( 2000 )

METODOS Y PROCEDIMIENTOS DE

INVESTIGACION

Constitución Política de México.

Ley del INFONAVIT .

“Regionalización de materiales y

especificaciones de la vivienda Infonavit”

http // www.Infonavit.gob.mx /p/dirección

.html

http // www. Infonavit.gob.mx /

LUISP.html, discurso

http // www. Infonavit.gob.mx /

geninfo.htm l#guees

“Habitabilidad de la vivienda urbana.”

Mercado Doménech 1995

“Comportamiento del area y costo de la

vivienda financiada por el INFONAVIT”–

INFONAVIT, 1985.

“Introducción a la sicología ambiental”–

Jiménez y Aragonés 1991.

“Principios de psicología social”– Jones

1980.

“Evaluación psicosocial de la vivienda”

Mer-cado e INFONAVIT 1991

“Psicología ambiental. El hombre y su

entorno fisico”– Proshansky, 1983.

EL INFONAVIT Y VIVIENDA DE

INTERES. SOCIAL

B I BL I OGRAF I A

Fig. # 2 Esquema que muestra los diferentes autores que forman la base teórica del presente trabajo

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b).- Aspectos que formarán el marco teórico

La primera línea de estudio fue el BIOCLIMATISMO, que abarca conceptos

climatológicos como: temperatura, humedad, radiación solar, ventilación, medio

ambiente, gráficas solares, transferencia de calor en las envolventes, software de

programas para la simulación de la transferencia del calor, etc. Lo anterior se

encuentra fundamentado en las siguientes ciencias, conceptos e instituciones:

� FÍSICA CLÁSICA; específicamente la termodinámica, ya que

corresponde a ésta ciencia la descripción de las características

termo-físicas de los materiales de construcción, así como el

comportamiento de los diferentes elementos que forman la

envolvente. También estudia los efectos que causan en las

edificaciones, dentro de la transferencia de calor, los términos de

transmitancia, emitancia, absortancia, emisividad, y ganancia,

retraso y balance térmico, entre otros conceptos

Posteriormente viene el concepto del INFONAVIT y la definición de lo que se

considera VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL. Se describe al INFONAVIT como

Institución Hipotecaria de crédito para viviendas de interés social, y se describen

también las características de éste tipo de edificaciones: métodos constructivos, tipos

de materiales utilizados, condiciones sociales de tales espacios, y la influencia de la

actividad de los usuarios en los espacios edificados, principalmente.

• El INFONAVIT. Es un organismo público de servicio social, con

personalidad jurídica y patrimonio propios, que contribuye a

resolver el problema de habitación de los trabajadores del país

que regulan su situación laboral de conformidad con el apartado

"A" del artículo 123 Constitucional. Se encuentra constituido de

forma tripartita: es decir, que en su administración intervienen

representantes del Gobierno Federal, de los trabajadores y de

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los empresarios. Sus recursos provienen de las aportaciones del

5% sobre los salarios que al efecto entregan las empresas. El

Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores

(INFONAVIT) es el organismo que hace frente a la demanda de

vivienda de los trabajadores mediante el otorgamiento de

créditos baratos y suficientes, que le permiten dar acceso a los

trabajadores, sin distinción alguna y en forma paulatina, a una

vivienda propia.

� ¿Qué se entiende por VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL? En el

libro INFONAVIT hipotecaria social se menciona que (Provivac-

Infonavit, 1994), “En febrero de 1992, una reforma a la Ley del

Instituto sentó las bases para su cambio estructural, con el

propósito de conciliar el carácter social del organismo con sanas

normas de gestión financiera”, definiendo el concepto de vivienda

de INTERÉS SOCIAL como aquella cuyo valor comercial no

rebasa los 300 VSMDF (Veces Salario Mínimo del Distrito

Federal). El nuevo modelo de organización pretende llevar al

INFONAVIT al mercado con un sentido social a través de la

productividad, la competencia, la calidad y la eficiencia. 2

� ARQUITECTURA. Corresponde a ésta ciencia la descripción del

aspecto funcional: las superficies construidas en relación a la de

los terrenos, orientación de las fachadas, materiales de

construcción, sistemas constructivos empleados, etc.

� ACTIVIDAD HUMANA. Toca a este concepto la descripción de

las acciones que llevan a acabo los habitantes de las viviendas, el

número de personas por familia, las consideraciones del espacio

2 Provivac- INFONAVIT. (1994) INFONAVIT una hipotecaria social. P 3

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habitable, y específicamente cómo manipulan éstos las aberturas

de las ventanas y de las puertas de las viviendas ocupadas.

Finalmente viene el aspecto de MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS usados y

señalados en estudios e investigaciones previas y aplicadas a viviendas de carácter

similar a las estudiadas. En este caso los documentos hablan de los métodos usados,

resultados y análisis estadístico de los mismos, sus alcances y logros, principalmente.

En este sentido las ciencia a emplear son:

� METEOROLOGÍA. Corresponde a ésta ciencia la descripción de

las cartas psicrométricas, la temperatura de bulbo seco y bulbo

húmedo; humedad relativa y absoluta, radiación solar, vientos

dominantes y su velocidad, etc.

• MATEMÁTICAS. Aquí se toman principalmente los aspectos que

corresponden a la estadística, como análisis, la media, la moda,

desviación estándar, correlaciones de eventos, regresiones y

respuestas de fenómenos, así como la normalización de la

información obtenida y la comparación basada en diagramas de

fase. Igualmente corresponde a ésta ciencia la descripción de los

modelos matemáticos, interpretación de ecuaciones y los

métodos numéricos.

c).- Relación de aspectos en el marco teórico

Posteriormente se muestran de manera gráfica las relaciones que guardan los

diferentes elementos que componen y que dan estructura a la investigación. De ésta

manera podemos ver una línea que se refiere a los conceptos de BIOCLIMATISMO,

de transferencia de calor a través de las envolventes, fundamentada en la Física

Clásica, principalmente en la TERMODINÁMICA. En otra línea se encuentra el

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INFONAVIT, donde se responde a la pregunta ¿qué es el INFONAVIT? y se define lo

que se considera VIVIENDA DE INTERÉS SOCIAL.

También está la ARQUITECTURA y finalmente el concepto de ACTIVIDAD

HUMANA. Éstas dos líneas son las que inciden en la problemática, y a partir de ellas

se contempla el aspecto MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS, que se fundamenta en el

manejo de los resultados de las mediciones obtenidas, auxiliándose en las

MATEMÁTICAS. ésta ciencia, junto con la METEOROLOGÍA, me proporcionará el

sustento para describir el MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL del objeto de estudio.

Fig. # 3 Esquema que muestra las relaciones que guardan los diferentes elementos del presente trabajo

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

OBJETO DE ESTUDIO: “COMPORTAMIENTO BIOCLIMATICO DE LA VIVIENDA DE INTERES SOCIAL” ” EL EFECTO DE L A ACTIVIDAD DE LOS USUARIOS EN LAS CONDICIONES Y RESPUESTAS TÉRMICAS PROPIAS DE LA VIVIENDA DE INTERES SOCIAL”

PROBLEMÁTICA: LA EVALUACIÓN Y LA SIMULACION DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN LAS VIVIENDAS ES TEORICA, NO CONSIDERA LA INFLUENCIA DE LOS HABITANTES EN EL DESEMPEÑO TERMICO DE LA MISMA

INFONAVIT

VIV.INT. SOCIAL

ARQUITECTURA

ACTIVIDAD HUMANA

ANÁLISIS Y METODOS

BIOCLIMATISMO

TERMODINAMICA

TRANSFERENCIA DE CALOR

SIMULACIONES

VIVIENDAS DESOCUPADAS

VIVIENDAS OCUPADAS

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ESTADO DEL ARTE

a.- Resultados de la búsqueda

En estas páginas presento, de forma sistemática, los avances del conocimiento

en las caracterizaciones térmicas de las viviendas de interés social justificando con

esto el tema de estudio. Inicié la búsqueda de la información en la red Universitaria y

en la del ITC, y la proseguí mediante contactos personales, documentos editados de

congresos, así como en textos científicos sobre el tema, tesis de maestrías y de

doctorados y en direcciones de Internet, sobre todo en los portales de SOLAR

ENERGY, BUILDING ENERGY y BUILDING SOLAR.

En el mundo se han dado similitudes en cuanto a la preocupación por discutir la

necesidad de lograr que la planeación y el control de los asentamientos humanos se

dé conforme al medio ambiente climático, a la vocación del suelo, al contexto natural,

y al respeto de las características ecológicas de cada lugar; esto debido a que en las

últimas décadas se han observado cambios atmosféricos peligrosos para la vida del

hombre y en general para todos los seres vivos del planeta.

De acuerdo con estudios previos, las viviendas de interés social cuentan con

debilidades térmicas y temperaturas altas propias de su misma estructura interna y, al

mismo tiempo, de su entorno climático. Estos elementos les provocan diversas

circunstancias que pueden representar una falta de confort o bienestar, afectando el

desarrollo adecuado de quienes las habitan.

En la revisión bibliográfica se consideró toda aquella información relacionada

con la medición de los efectos o fenómenos causados por la interacción térmica del

medio ambiente y el interior de las viviendas de interés social. También se

encontraron referencias sobre estudios teóricos y experimentales de sistemas que

aíslan los edificios contra las condiciones del ambiente externo.

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Sin embargo, no conocemos el aspecto más importante; es decir, cómo están

influyendo las personas que habitan esas casas, cómo modifican las características

climáticas internas, y cómo los habitantes deciden si la casa fue o no confortable,

según sus propias creencias, influencias culturales y fisiológicas. Debido a esto, el

tema de estudio es EL PAPEL DEL USUARIO EN EL DESEMPEÑO AMBIENTAL DE

LA VIVIENDA.

Se describen a continuación los hallazgos que sustentan EL ESTADO DEL

ARTE DEL OBJETO DE ESTUDIO:

A finales de los 70s el INFONAVIT, consciente del desarrollo de la vivienda y

los efectos que ésta causa al medio ambiente, y buscando ser congruente y contribuir

a que se diera lo establecido en los planes nacionales de desarrollo y energía (donde

se contempla a este sector como medular para el mejoramiento del ambiente),

propuso, de manera experimental, recomendar viviendas que fueran bioclimáticas.

Las recomendaciones bioclimáticas, en la mayoría de los casos, no cuestan o

cuesta muy poco aplicarlas. Una de las principales objeciones que se hacen al

aprovechamiento de la energía solar, es que resulta muy cara. En efecto, lo es para

algunas aplicaciones y si consideramos que se trata de una energía que se encuentra

en abundancia pero dispersa, que requieren de grandes áreas para captarla y que

necesita materiales de captación generalmente costosos. Sin embargo, en el caso de

las construcciones, son las superficies de las fachadas y techos las que captan la

energía y en consecuencia, son los mismos materiales de construcción los que se

usan para este fin, no causando así gastos excesivos de materiales de captación,

como en casi cualquier otra aplicación de la energía solar.

En 1978, en Melbourne, Australia, los científicos Ohanessian y Charters

estudiaron el comportamiento de un sistema pasivo con los principios del muro

Trombe, haciéndole orificios a la placa colectora de calor para que el aire caliente

penetrara al interior del edificio. Probaron con doble vidrio y posteriormente con

diferentes espesores de placa, determinando que no importan los espesores, ya que

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con el tiempo éstos tienden a equilibrarse. Con un colector de placa de espesor

pequeño se requiere de menos tiempo para igualar las temperaturas.

A principio de 1980, aplicando criterios y recomendaciones hechas por un

conjunto de científicos de la UNAM, el INFONAVIT desarrolló diseños de viviendas

con sistemas pasivos de climatización. La adecuación bioclimática fue la primera

alternativa tendiente a la climatización natural de las edificaciones, que permite la

conservación de las energías no renovables y el aprovechamiento del sol y el viento.

Los sistemas pasivos están constituidos por elementos y dispositivos que no son

comunes en las construcciones convencionales, sino que aparecen como accesorios

para la captación, distribución, almacenamiento y disipación de la energía solar. En

los prototipos experimentales construidos por el INFONAVIT junto con la UNAM, se

incorporaron diversos sistemas con el fin de probar cuáles operarían mejor, y cuáles

podrían desechar los inconvenientes.

Al finalizar la década de los ochentas y al inicio de los noventas, se obtuvieron

respuestas de los experimentos realizados de manera institucional y que pueden ser

parte de los motivos del porqué no tenemos hoy por hoy ejemplos de ecotécnicas

aplicadas, como se pretendía cuando se realizaron viviendas utilizando sistemas

solares de energía en varias ciudades de la República Mexicana (La Paz, Baja

California, con los sistemas "Belvedere", "Captación de vientos doble techo”, con los

sistemas de "Invernadero" y "Muro TROMBE" en Chihuahua, Chihuahua, en Ciudad

Juárez, Chihuahua y en San Luis Potosí, SLP).

En esta década, además de lo ya comentado, el Instituto sufriría de una

inestabilidad administrativa. Tuvo seis cambios de directivos, y cada uno de ellos llegó

con su visión propia de lo debería ser el INFONAVIT, que distaban mucho de los

aspectos técnicos y funcionales de las viviendas.

En esos años se estableció un Compromiso por la Vivienda con los promotores

y desarrolladores de vivienda, para impulsar la generación de oferta habitacional para

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los trabajadores. Sin embargo, ya no se vio con tanto énfasis la integración de eco-

tecnologías y el diseño bioclimático como en tiempos pasados. Se deja que los

constructores sean los que tomen el riesgo en los aspectos de diseño, dimensiones y

características de las viviendas. Por otra parte, ésta materia se retoma en algunas

universidades, como la UNAM, haciendo más que nada análisis de los fenómenos de

carácter psicológicos causados por la vivienda.

En el estudio hecho (1995) por el Dr. Serafín J. Mercado, la M.C. Rosa

P. Ortega, la Psic. Maria Luna y el Lic. Cesáreo Estrada, denominado la

HABITABILIDAD DE LA VIVIENDA URBANA, se realizan mediciones de

variables como: el ruido proveniente de fuera, la medición de la

iluminación en el centro de cada espacio o habitación de la casa, la

temperatura, humedad y velocidad del aire.

Una vez dentro de la vivienda que fue facilitada para la medición,

se procedió a elegir a todos los integrantes de la familia que cumplieran

los requisitos de edad, así como el lugar en donde se realizarían las tres

mediciones establecidas (mañana, tarde, noche), cuidando siempre que

las tres mediciones fueran en el mismo lugar. La primera medida se

realizaba con las ventanas abiertas y la segunda con las ventanas

cerradas..3

Finalmente se presentaron los resultados, todos en función de parámetros

psicológicos como la habitabilidad, el placer, la activación, el control, la funcionalidad,

privacidad, operatividad, el significado y los valores. Estos parámetros son analizados

considerando los efectos que generan los atributos físicos que fueron medidos y que

definen el carácter positivo o negativo de los mismos.

También se realizaron estudios del comportamiento térmico de las viviendas en

el Postgrado en energética, DEPFI – UNAM, así como la comparativa con la norma

mexicana NOM-020.

3 Mercado, Ortega, Luna y Estrada 1995 Habitabilidad de la vivienda urbana

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DR. David Morillón y Rodolfo Díaz (1998). Al comparar los resultados del

cálculo de la ganancia térmica de una vivienda tipo, construida por el

INFONAVIT para las diferentes ciudades, con los valores recomendados

por la NOM-020, se observa que el cumplimiento de la norma fue muy

difícil en la mayoría de los casos. Es Importante destacar que la NOM-

020 no especifica cómo deben considerarse las temperaturas

equivalentes en las puertas (para este trabajo se consideraron las del

muro ligero).

A pesar de las limitaciones del estudio, se pudo concluir que las

ganancias térmicas en las edificaciones de interés social son en

promedio 50% mayores a las sugeridas por la norma; por lo tanto, es

prioritario disminuir las ganancias térmicas en este tipo de

construcciones.4

Los resultados de los cálculos realizados con el simulador, comparativamente

con los que establece las normas, son muy diferentes, siendo mayores los de las

simulaciones de las viviendas de INFONAVIT.

De manera similar, la Universidad Autónoma de Baja California presenta

simulaciones de comportamientos térmicos generados y esperados para la vivienda

tipo INFONAVIT, además de los resultados experimentales obtenidos por sistemas

constructivos alternos.

Para Gonzalo Bojórquez, Aníbal Luna, Ricardo Gallegos y Ramona

Romero (1999), en el desarrollo de nuevos materiales de construcción

fue importante conocer las ventajas o desventajas térmicas que éstos

ofrecen con respecto a otros productos.

4 Díaz y Morillón 1998 Comportamiento térmico de la vivienda de interés social en diferentes regiones climáticas del país

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Los resultados indicaron que una vivienda con muros de concreto con

lodo de papel, está dentro de los rangos simulados para concretos

ligeros y bloques con agregados ligeros. En lo que respecta al adobe,

ladrillo y bloque de concreto común, sólo se presentaron ventajas con

relación al uso de éste último.5

Con el mismo prototipo de vivienda y los mismos participantes del trabajo antes

citado, se hizo el estudio térmico de una mezcla realizada a partir del desecho

industrial de arena de sílice (producto del proceso de generación de energía eléctrica

de Cerro Prieto, en Mexicali, B. C.)

A partir del análisis, se puede apreciar que la vivienda construida con

muros de sílice como material alternativo presentan mayores ventajas

que las viviendas construidas con bloque y ladrillo; y desventajas con las

viviendas de adobe y perlita.

Por lo que fue de suma importancia realizar estudios con materiales

alternativos en la búsqueda de mejores propiedades tanto mecánicas y

térmicas, obteniendo así productos aptos para la construcción de

espacios con mejores condiciones de confort 6

Delia Chan, Ramona Romero, Gonzalo Bojórquez y Aníbal Luna (1999).

Propusieron estrategias de adecuación ambiental en la edificación en

zonas áridas-cálidas extremas como la de Mexicali, donde fue

indispensable para disminuir los requerimientos de enfriamiento interior,

alcanzar niveles de confort en espacios interiores.

De los resultados obtenidos en este caso de estudio se concluye que

una de las estrategias de adecuación ambiental para zonas áridas

5 Bojórquez, Luna, Gallegos y Romero 1999 Concreto ligero con lodo de papel: simulación térmica y estudio

comparativo

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cálidas más efectivas, en términos del mejor ahorro de energía eléctrica

en el uso de sistemas de refrigeración, fue la aplicación del aislamiento

térmico en la envolvente arquitectónica, especialmente en techos.7

A continuación presento algunos documentos que nos proporcionan

información que puede servir de soporte a nuestro problema de estudio y

objeto de investigación.

En España, en el año 2000, el cabildo de Tenerife, el Instituto

Tecnológico de Energías Renovables y el Colegio de Arquitectos de

Canarias, lanzaron un concurso dirigido por César Ruiz Larrea para la

construcción de una urbanización de 25 viviendas bioclimáticas distintas

en Granadillas. Debían de ser viviendas de unos 120 m2, con salón, 3

dormitorios, cocina y baños, integradas en el medio, innovadoras,

capaces de autoabastecerse. Se recibieron 212 respuestas de 29

países. El proyecto ganador, del cual hablaremos en este artículo, fue el

del equipo de 3AC, estudio de arquitectura de Madrid. En la zona

considerada el ITER tiene instalados unos aerogeneradores y un centro

de investigación destinado a recibir investigadores del mundo entero.

Hoy las 25 viviendas tienen sensores para medir las temperaturas, la

humedad, el viento, etc., y debido a ello se puede investigar su

funcionamiento y el grado de confort que ofrecen en las duras

condiciones climáticas del lugar.8

6 Bojórquez, Luna y Gallegos, 1999 Simulación térmica de material alternativo para muros

7 Chan, Romero, Bojórquez y Luna 1999 Evaluación térmica de estrategias de adecuación ambiental para viviendas en zonas

áridas y su impacto en ahorro de energía eléctrica

8 César Ruiz Larrea .- España ( 2000 ) Concurso vivienda bioclimática cabildo de Tenerife, el Instituto Tecnológico de

Energía Renovables y el Colegio de Arquitectos de Canarias

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b.- Situación actual

Dentro de la revisión pudimos encontrar que en los últimos tres años se

han realizado estudios con relación a la vivienda en varias partes del mundo,

destacándose principalmente los países de España, Argentina, Brasil, Chile,

Venezuela y México.

Givoni Baruch y Vecchia Francisco en Florianópolis, Brasil, en el año

2001 presentaron su trabajo relacionado con la predicción térmica del

desempeño de las viviendas cuando son ocupadas. Ellos realizan el

análisis del comportamiento del desempeño de la edificación ocupada, y

a partir de los datos obtenidos realizan los modelos matemáticos

representativos del comportamiento térmico. Este trabajo fue publicado

en PLEA 2001, en Brasil, en el mes de noviembre.9

Alizo Camacho (2003), a través de la Universidad de Colima, desarrolló

la caracterización bioclimática de 4 tipologías de viviendas con influencia

y características particulares en el puerto de Manzanillo, se realizó el

análisis climático de las condiciones externas del contexto, por medio de

los datos recogidos expuestos en la carta bioclimática de Olgyay,

interpretara el bioclima interno de la edificación conociendo el grado de

confort que existe o no en cada caso

.

Finalmente con toda ésta información ya procesada se podrán comparar

los resultados de las 4 tipologías, obteniendo la respuesta a la pregunta

principal; “¿cuál de ellas es la que se adapta y funciona de mejor manera

al clima costero?”10

9 Givoni B, Vecchia F. Predicting thermal performance of occupied houses. PLEA 2001, Florianópolis, Brasil; November 2001 10 Alizo Camacho 2003 Caracterización bioclimática de 4 topologías de vivienda en Manzanillo Colima Universidad de Colima

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Silvia de Schiller (2004). El Centro de Investigación Hábitat y Energía de

la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la Universidad de

Buenos Aires presenta una metodología para evaluar aspectos de

sustentabilidad en vivienda social de bajo costo en climas tropicales y

subtropicales, con el objetivo de identificar estrategias apropiadas de

diseño del agrupamiento, unidades de viviendas y técnicas

constructivas,. Se realizaron simulaciones del comportamiento térmico

para evaluar soluciones alternativas, demostrándose la importancia de

las decisiones de diseño en cada escala, forma de la edificación,

agrupamiento, orientación de aberturas y techos y la relevancia del

espacio exterior para lograr adecuados niveles de confort con mínimo

impacto de costo e importantes beneficios en la habitabilidad de la

vivienda.11

John Martín Evans, (2004). Analizó las implicaciones de la crisis

económica en relación a la situación energética, demostrativa de la

necesidad de implementar medidas de uso racional de energía en

edificios. Se presenta un análisis del impacto de variables de diseño en

el confort térmico y la demanda de energía, haciendo énfasis en la

orientación y la incidencia de superficies vidriadas. Finalmente, se

consideran las limitadas posibilidades de incentivos y medidas para

promover edificios eficientes de bajo impacto ambiental.12

En las zonas calientes y húmedas de Venezuela, como en otras

regiones del globo, se usan cantidades importantes de energía en el

acondicionamiento del aire.

Esta exposición tiene como propósito mostrar los resultados del análisis

de cinco estudios de campo sobre el confort térmico, y a partir de éstos,

establecer una primera propuesta de temperaturas neutrales o de confort

11 Schiller 2004 Sustentabilidad en vivienda social desarrollo y aplicación de un método de evaluación email:schiller@fadu .uba.ar Buenos Aires Argentina

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- 34 -

(TN), diferenciados por su aplicación en edificios con acondicionamiento

del aire (AA) y en edificios naturalmente ventilados (NV), en el marco de

las condiciones climáticas tropicales y húmedas, realizados en

Maracaibo, Venezuela, durante la estación seca (en febrero y abril). Los

primeros tres de estos estudios corresponden a encuestas realizadas a

individuos habituados a los edificios enfriados por aire acondicionado.13

Baruch Givoni y Eduardo Kruger en Brasil, en el mes de marzo de 2004,

en comunicación directa vía correo electrónico, comentaron su trabajo

relacionado con la predicción térmica del desempeño de las viviendas de

interés social cuando son ocupadas. Dijeron que existen dudas respecto

a cómo serian las diferencias en una vivienda desocupada, que tal vez

se impactaría el interior con temperaturas más grandes por el efecto de

las propiedades físicas de la edificación14

c.- Conclusiones

En la búsqueda realizada sólo se encontró información que presenta el

comportamiento de las viviendas en diferentes situaciones, pero normalmente

desocupadas, modelos matemáticos o simulaciones hechos con diferentes materiales

y distintas condiciones ambientales, asimismo se ha estudiado cómo se comportarían

las viviendas con una serie de sistemas adosados a la estructura propia de la

edificación, elementos separados, y en ocasiones hasta con efectos contrarios entre

ellos, lo que agrava su funcionamiento y dificulta también la interpretación adecuada

de los datos obtenidos en la investigación, por lo tanto no se cuenta con datos

confiables para poder analizar y establecer el desempeño de las edificaciones.

12 Evans 2004 Hacia la eficiencia energética en arquitectura incentivos y presiones. Buenos Aires Argentina 13 Sobre el confort térmico: temperaturas neutrales en el trópico húmedo Junio de 2004 Estudios de arquitectura bioclimática Universidad Autónoma Metropolitana. publicado por la División de artes y ciencias para el diseño en Azcapozalco México 14 - Kruger E, Givoni B. Predicting thermal performance in occupied dwellings. 2004

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No se encontraron estudios donde se pueda observar el comportamiento

térmico de las viviendas de interés social del INFONAVIT y los efectos que sus

habitantes puedan causar en cuanto al desempeño térmico de la edificación respecto

a sus características físicas y sus reacciones, algunos que tratan el tema de este tipo

de viviendas, lo estudian buscando aspectos de sustentabilidad térmica, tal fue el

caso, de Silvia de Schiller que presentó las mediciones del comportamiento térmico

de las viviendas normalmente desocupadas y cuando se consideran ocupadas,

invariablemente se inserta a continuación al usuario y se evalúa cómo le afecta o

cómo percibe el desempeño térmico de la vivienda.

Entre los estudios mas recientes e importantes se encuentra el realizado por Baruch

Givoni y Eduardo Kruger el año 2001 en Brasil, y con Francisco Vecchia y la

Fundación Chile, en 2004, quienes han estudiado la predicción térmica del

desempeño de las viviendas de interés social cuando son ocupadas, hasta llegar a

diseñar la ecuación que predice el comportamiento de las casas pero sin llegar a

introducir la variable humana en ella.

Se cuenta con información obtenida de la investigación de mi tutor en dos

espacios educativos “iguales” en la Universidad de Colima y donde se pudo

evidenciar que el comportamiento térmico de los espacios fue diferente, presentando

ciertos patrones de conducta. Fue entonces que se pensó que éstas anomalías se

generaban por los habitantes que usaban el espacio, se insertan los artículos que

fueron generados y presentados por nosotros en el último evento de ANES (2006). En

conversación personal se discutió la posibilidad de que las diferencias en los datos

obtenidos de las temperaturas fueron producidas por diferencias de uso de alumnos y

maestros; lo que se afirmó al poner atención a las series de tiempo, donde se observo

que existían coincidencias entre las anomalías y los horarios de clase.

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- 36 -

METODOLOGÍA

a.- Generalidades

La pregunta que dio origen al problema u objeto de estudio fue: ¿LOS

HABITANTES DE UNA CASA PODRIAN SER UNA VARIABLE MÁS EN LA

ECUACIÓN DEL DESEMPEÑO TÉRMICO?

La Hipótesis general o de trabajo que se planteó en el desarrollo de este

trabajo es:

• La actividad de los usuarios de una casa habitación modifica el desempeño

térmico de la envolvente arquitectónica; ésta modificación es de tal magnitud,

que se convierte en el principal factor de su desempeño.

La Hipótesis Específica que se planteo en el desarrollo de este trabajo es:

• La manipulación de puertas y ventanas realizada por los usuarios de una casa

habitación, modifica el desempeño térmico de la envolvente.

El objetivo general de este trabajo

El objetivo general del presente trabajo fue comparar el desempeño térmico de

dos casas habitación de interés social en condiciones similares, excepto por el hecho

de que una de ellas estará ocupada y la otra no. Asimismo analizar los cambios en el

comportamiento térmico de la casa ocupada provocado por la actividad de sus

ocupantes en su interior.

Del objetivo general descrito anteriormente se pueden desprender los siguientes

objetivos particulares

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• La obtención de información que permita establecer el desempeño térmico de

una vivienda ocupada.

• La obtención de información que permita establecer el desempeño térmico de

una vivienda deshabitada.

• Comparación de los desempeños térmicos mostrados por ambas viviendas y el

establecimiento de la correlación entre la actividad de los usuarios y la

desviación gráfica observada en la casa ocupada respecto a la deshabitada.

• Explicar las correlaciones o comparaciones entre las diferencias de desempeño

térmico y la actividad de los usuarios al manejar los dispositivos de abrir y

cerrar puertas y ventanas, en términos de la teoría de la jerarquía de

necesidades de Maslow.

La clasificación de la investigación presentada en este trabajo es

CUANTITATIVA-CUALITATIVA, EXPERIMENTAL DE CAMPO, DESCRIPTIVA,

TRANSVERSAL Y DE VANGUARDIA.

b. Procedimiento que se siguió

Anticipando la veracidad de la hipótesis de trabajo, podemos afirmar que las

mediciones térmicas realizadas fueron la parte fundamental a considerar dentro del

estudio, y que dieron la pauta para la incorporación de características de diseño de la

vivienda de interés social. Dichas mediciones fueron la temperatura de bulbo seco y la

humedad relativa en el interior de las salas y en las recámaras de cada vivienda,

asimismo, que se encuentran localizadas en la colonia LAS HUERTAS de la ciudad

de Tecomán, municipio de Colima, y en el exterior se medirá la velocidad y dirección

del viento, la temperatura y la humedad relativa de las casas habitación,

• Cada media hora se registro en el exterior y en el interior de cada vivienda la

temperatura de bulbo seco, y la humedad relativa; en la sala y en cada una de

las recámaras, durante 12 meses consecutivos.

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• La temperatura de bulbo seco y la humedad relativa se medirán usando

dispositivos HOBO, que integran sensor y data logger.

• La velocidad del viento y la temperatura exterior se medirán usando un “HOBO

micro station data logger” con los sensores apropiados.

• El proceso a seguir en la comparación y correlación de la información obtenida

se realizó usando técnicas estadísticas convencionales.

• La temperatura de globo se medirá con un dispositivo que construiremos a la

manera tradicional, pero reemplazando el termómetro de vidrio por un sensor y

data logger integrado e introducido directamente en el interior de la esfera

metálica, o bien usando un termómetro externo conectado al data logger, que

también estaría en el exterior..

• Para conocer el efecto de la ventilación en el interior y en el exterior por las

aberturas de puertas y ventanas, se diseñó y se construyó un sistema de

registro que consiste en una computadora con multiplexor que contiene 64

canales sensibles a los estados de abierto ó cerrado, el sensor según el caso,

para las ventanas se construye con 2 interruptores magnéticos y con 5 en el

caso de las puertas con giros hasta 180º , estos detectan el paso o la

presencia de un imán mismos que se colocaran en las puertas y ventanas,

para la recolección de la información se diseño un programa que hace un

barrido de los 64 canales cada 100 milisegundos que garantiza que detectara y

registrara todo cambio de posición.

c.- Metas

• Registrar la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa en tres casa de

interés social, durante tres periodos, de tres meses cada uno.

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• Registrar la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa ambientes en los

tres periodos establecidos

• Obtener registros de cuando abren o cierran las puertas y las ventanas en las

casas ocupadas por lo menos en uno de los periodos de medición de las

temperaturas, para establecer la influencia de esa actividad humana en el

desempeño térmico de la casa.

d.- Localización de las viviendas a estudiar

Posteriormente, fue conveniente, como consecuencia del seguimiento del proceso

metodológico elegido, poner en antecedentes al lector, el origen de la decisión del

¿Porque esas tres casas?, fue posible determinar las alternativas meteorológicas,

sociales, o de otra índole que influyeron en la elección del emplazamiento analizado,

haciendo énfasis principalmente en lo siguiente:

1. Se pretendió que fueran casas de interés social.

2. Que cumplieran con la tipología de la vivienda económica, esto es que no

tuviera un valor de venta mayor a 117.0 VSMDF.

3. Que fueran del tipo de viviendas que se construyen y se comercializan para

derechohabientes del INFONAVIT,

4. Que se encontraran en algún municipio de Estado de Colima, en este caso se

recomendó el municipio de Tecomán.

5. Lo mas importante, y complicado, en la mayoría de los casos fue obtener la

disponibilidad del propietario y la oportunidad de tener tres casas

recientemente construidas para iniciar la investigación; después tenerlas

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desocupadas por casi un año para la primer fase y posteriormente ocupadas

para las siguientes fases. Por ultimo, los aspectos climáticos y sociales no se

consideraron como elementos para decidir los prototipos a medir, ya que ésta

información formaría parte de las variables a considerar y a medir en

cualquiera de los emplazamientos que se definieran

Son tres casas construidas en igualdad de circunstancias, tienen la misma

distribución arquitectonica y sus materiales de edificación así como los acabados que

se dieron son iguales, de la misma forma se consideraron sin ningún elemento

adicional, esto es que las viviendas no tienen vegetales, ni muebles, ni diferencias en

el concepto de aseo.. etc. No se consideró conveniente describir las variables físicas

de los habitantes, debido a que el objetivo general del estudio fue encontrar el efecto

que tienen sobre la temperatura y la humedad los patrones de la actividad humana,

enfocada a la acción de abrir y cerrar puertas y ventanas en el interior de la

envolvente arquitectónica.

Fig. # 4 Fotografía que muestra las tres casas en donde se realizó el estudio.

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e.- Calibración

Con el propósito de realizar la calibración de los instrumentos de medición a utilizar,

se escoge un lugar donde se puedan acomodar todos los aparatos que serán

utilizados, cuidando que no existan anomalías climáticas que afectan de manera

particular sólo a uno de los aparatos, como puede ser la incidencia de un solo rayo

solar, o una corriente de aire.

Se programaron los aparatos para que en determinados periodos tomaran las

lecturas de las variables del medio ambiente, principalmente de temperatura y

humedad relativa del aire.

Fig. # 5 Planta de localización de las viviendas en las que se realizaron las pruebas

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- 42 -

Se realizaron dos calibraciones, ya que durante la primera vez los sensores se

colocaron en un lugar de donde se obtuvieron datos de oscilaciones térmicas muy

bajas. La segunda ocasión se localizó un lugar apropiado para que las oscilaciones

fueran de mayor magnitud y observar así el comportamiento de los aparatos.

Se efectuaron las calibraciones, el grado de precisión se podrá observar en las

gráficas a continuación

PRIMERA CALIBRACION

22

23

24

25

26

27

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00

TIEMPO

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

FACARQ002REC3 TEMP 0C FACARQ006SALA2 TEMP 0C

LEANDRO003MAMB3 TEMP 0C LEANDRO004REC2 TEMP 0C

LEANDRO005SALA3 TEMP 0C LEANDRO006REC1 TEMP 0C

LEANDRO007SALA1 TEMP 0C LEANDRO008MAMB2 TEMP 0C

Gráfica. # 1 gráfica que muestra datos de oscilaciones térmicas muy bajas.

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- 43 -

SEGUNDA CALIBRACION

20

21

22

23

24

25

26

27

15 21 3 9 15 21 3 9 15

TIEMPO

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

LEANDRO006REC1 FACARQ002REC3 FACARQ006SALA2

LEANDRO003MAMB3 LEANDRO007SALA1

Gráfica. # 2 Gráficas que muestra datos de oscilaciones térmicas más altas. f.- Registro de datos

1.- Primera fase, corroboración de similitud del co mportamiento térmico Previamente de medir las diferencias térmicas por la actividad humana al

interior de las casas que fueron seleccionadas con ese fin, se realizaron dos pruebas

piloto con el objeto de no atribuir al comportamiento humano las diferencias térmicas

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que, de manera natural, se tienen en las casas escogidas en Tecomán para el

experimento. Se ha considerado que su comportamiento sea similar.

En ésta parte del proyecto se realizó la medición, en tres casas tipo vivienda

económica, de un ciclo completo del valor de las dos variables básicas: temperatura y

humedad relativa del aire, dado que las tres casas son iguales en cuanto a materiales

y acabados no se consideraron: la radiación infrarroja, temperaturas de las paredes,

el efecto de la geometría y la orientación, las variables como: la suma de humedades

provenientes de vegetación, el aseo de la vivienda y otros agentes externos. Mismos

que generarían una gran cantidad de variables haciendo mas complicado el análisis

de la información y se haría más complejo el objeto de estudio.

Colocación de instrumentos de medición

Una de las actividades programadas para el Congreso anual de investigación

en arquitectura del PIDA, fue instrumentar la evaluación del comportamiento térmico

de las tres viviendas ya construidas en la ciudad de Tecomán.

Antes de colocar instrumentos de medición, fue importante definir los objetivos del

estudio experimental y los datos que se pretenden obtener, considerando las

limitaciones del equipo disponible, condiciones del contexto y escaso tiempo de

trabajo.

Para este fin, se establecieron las siguientes condiciones:

• Paredes terminadas y pintadas, con vidrios en ventanas.

• Vivienda sin ocupar.

• Exposición al sol, sin medir su influencia sobre las paredes.

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• Alturas fijas para los instrumentos (se colocaron a 1.85 m).

• Medición de la temperatura y de la humedad relativa del aire.

Los sensores del tipo HOBO se colocaron en las partes centrales de cada uno de

los espacios y fueron suspendidos de los sockets de los focos, como se muestra en

las fotografías a continuación.

Fig. # 6 Forma en que se colocaron los hobos en los espacios para la primera fase de estudio

Fig. # 7 Colocación del hobo en la primera fase a 1.80 m. del piso, sin habitantes

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Estos mismos sensores fueron utilizados para la toma de lecturas en el

exterior, adaptándose mediante platos de plástico que proporcionaran tanto

protección solar como contra la lluvia, y se colocaron en los patios de las casas 2 y 3.

Fig. # 8 Hobo adaptado para mediciones exteriores

Los sensores, ocho en total, fueron colocados en los siguientes lugares para

medir la temperatura, cada hora, durante 14 semanas (aproximadamente 100 días):

En la Casa número 1:

Al centro de la sala y de la recámara, a una altura de 1.85m.

En la Casa número 2:

Al centro de la sala y la recámara, a una altura de 1.85m. Además, en el patio

de servicio a una altura de 2.10 m.

En la Casa número 3:

Al centro de la sala y la recámara, a una altura de 1.85m. Además, en el patio de servicio a una altura de 2.10 m.

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Fig. # 9 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los espacios y el orden que guardan, entre ellas, correspondiendo a la de abajo, la casa 1, a la de en medio la 2, y la de arriba la 3, asimismo muestra la colocación de los instrumentos de medición.

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2.- Segunda fase Exploración y colocación de instru mentos Para estar en condiciones de comprobar lo que se describe en la hipótesis, se

establecieron los siguientes objetivos:

El objetivo general del presente trabajo fue realizar comparaciones a partir de

la información que arrojen las mediciones del clima interno en las viviendas de interés

social del INFONAVIT, considerando dos viviendas ocupadas y otra sin ocupar. Éstas

tendrán la misma orientación, tipología y materiales de construcción en su envolvente

y distribución arquitectónica de los espacios.

Como parte de este objetivo, se consideró detectar las mediciones térmicas

interiores que caracterizan las condiciones de las viviendas edificadas cuando se

encuentren ocupadas, así como comparar los resultados de las mediciones que se

generaron con el propósito de identificar y describir el desempeño térmico de las

viviendas, y validar o no la hipótesis de trabajo planteada.

En ésta parte del proyecto se pretende medir, en tres casas iguales, un ciclo

completo del valor de las dos variables básicas: temperatura y humedad relativa del

aire. No se consideran la radiación infrarroja ni las temperaturas de las paredes, así

como tampoco consideramos el efecto de la geometría y la orientación.

Dos de las casas se pretende que se encuentren ocupadas; esto se debe a que

el objetivo general del estudio fue encontrar el efecto que tiene la actividad humana al

interior de la envolvente.

Los sensores del tipo HOBO que se especifican a continuación, se colocaran

en las partes centrales de cada uno de los espacios y serán fijados mediante clavos a

las paredes.

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Fig. # 11 Planta arquitectonica que muestra la distribución de los instrumentos de medición en la segunda fase de mediciones.

Casa 3

Sala 3

Rec 3

M.

Casa 2

Sala 2

Rec 2

M.

Casa 1

Sala 1

Rec 1

Fig. # 10 HOBO U12 Temp/RH Data Logger Part # U12-011 USB Temperatura / humedad relativa logger con sensor de alta capacidad interna, USB de interfase.

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Colocación de instrumentos de medición

En la Casa 1, se colocaron al centro de la sala y de la recámara, sobre el muro

norte, a una altura de 2.10m.

En las Casas 2 y 3 al centro de la sala y de la recámara, sobre el muro norte,

a una altura de 2.10m. Además, se colocarán los circuitos para registrar el posible

encendido de un ventilador.

3.- Tercera fase Definitivos y colocación de instru mentos para

registrar aperturas de puertas y ventanas

En ésta parte del proyecto se pretende obtener las mediciones especificadas

en la segunda fase, correspondientes a temperatura y humedad relativa del aire de

las tres casas, de las cuales, dos se pretenden que estén ocupadas; esto se debe,

como se ha escrito líneas arriba, a que el objetivo general del estudio fue conocer el

efecto que tiene la actividad humana al interior de la envolvente.

De manera complementaria a la información recopilada dentro de las viviendas,

y con el objeto de formalizar el concepto definido en el marco teórico correspondiente

a la actividad humana, se colocarán detectores diseñados específicamente para

registrar cuando se abren o cierran la ventana de la cocina, de la recámara, la puerta

principal de ingreso y la puerta del patio.

Para este fin se diseñó y se construyó un sistema de registro

computarizado que consiste en una computadora personal con multiplexor que

contiene 64 canales sensibles a los estados de abierto ó cerrado, el sensor

según el caso, para las ventanas se construye con 2 interruptores magnéticos y

con 5 en el caso de las puertas con giros hasta 180º como se muestra a

continuación en la figura 12, estos detectan el paso o la presencia de un imán

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mismos que se colocaran en las puertas y ventanas, para la recolección de la

información, se diseñó un programa que hace un barrido de los 64 canales

cada 100 milisegundos, que garantizó que detectar y registrar todo cambio de

posición. A continuación se muestran los interruptores magnéticos empleados,

asimismo las bases donde estos serán colocados, quedando a cada 30º de

separados, estos para que se sujeten en la herrería correspondiente.

Fig. # 12 Sensores fabricados para registrar la actividad humana, en relación a las aperturas de puertas y ventanas

Por otra parte, y con el objeto de identificar y describir el desempeño térmico de

las viviendas y relacionarlo con la conducta térmica del exterior, principalmente en el

aspecto de la temperatura del aire externo de tal manera que se podrán comparar los

resultados de las mediciones que se generaran. esto servirá para validar o no la

hipótesis de trabajo planteada.

Los sensores del tipo HOBO que se especificaron en la Fig. # 11 en la Pág. 39

de la descripción de la segunda fase de la investigación se colocarán en las partes

centrales de cada uno de los espacios y serán fijados a las paredes por medio de

clavos de las paredes. También se colocarán los instrumentos que registran qué tanto

fue abierta la ventana o la puerta y durante cuánto tiempo se mantuvo en esa

posición.

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Colocación de instrumentos de medición

En la Casa 1 no se colocaron los instrumentos para medir las aperturas de las

puertas y ventanas.

En la Casa 2 se colocaron los instrumentos, pero no se tiene la confianza

suficiente, porque, según los vecinos, las personas que deberían ocupar la vivienda

tienen meses sin ingresar a ella.

Finalmente, en la Casa 3, se colocaron los instrumentos para medir las aperturas de

las puertas y ventanas, como se muestra en la Fig. # 13, obteniendo un registro por

cada cambio generado por la actividad de los individuos que habitan la vivienda.

Fig. # 13 Planta de acomodo de los instrumentos de medición de la actividad humana, definida por el manejo de las ventanas y puertas.

Casa 3

Sala 3

Rec 3

M.

M.

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- 53 -

RESULTADOS

a.- Resultados de primera fase

Una vez obtenidos los resultados, se dieron varios tratamientos

buscando una interpretación sencilla y clara, que nos manifestara cómo fue el

comportamiento térmico de las edificaciones. A continuación se muestran las

familias de curvas de temperatura que representan cada una de las semanas

de registros que fueron levantados en las recámaras de las tres casas. En la

lámina siguiente se hacen algunas observaciones de interés.

Gráfica. # 3 Muestra familia de datos de oscilaciones térmicas para recámaras y salas

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A continuación se muestra la gráfica que modela el comportamiento de

las temperaturas del aire de las recámaras de las tres casas, con los aparatos

de medición colocados a una altura de 1.85 m.

MINIMOSMENOR REC2 REC1 REC2MEDIO REC3 REC2 REC3MAYOR REC1 REC3 REC1

0- 8 - 9 17 - 18REC1 28.31 24.95 30.78REC2 27.52 25.06 28.71REC3 28.03 25.12 30.43

REC1 MAYOR MENOR MAYORREC2 MENOR MEDIO MENORREC3 MEDIO MAYOR MEDIO

MAXIMOSMENOR REC2 REC3 REC2MEDIO REC3 REC2 REC3MAYOR REC1 REC1 REC1

0- 8 - 9 17 - 18REC1 32.34 29.33 36.26REC2 31.35 28.71 34.09REC3 31.76 28.37 35.77

REC1 MAYOR MAYOR MAYORREC2 MENOR MEDIO MENORREC3 MEDIO MENOR MEDIO

TEMPERATURAS MINIMAS EN RECAMARAS

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

32.00

34.00

0- 8 - 9 17 - 18

TIEMPO ( PERIODO )

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

REC1

REC2

REC3

TEMPERATURAS MAXIMAS EN RECAMARAS

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

0- 8 - 9 17 - 18

TIEMPO ( PERIODO )

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

REC1

REC2

REC3

Grafica. # 4 Temperaturas máximas y mínimas de las recámaras de las tres casas

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- 55 -

De la misma manera que se presentaron las familias de curvas para las

recámaras, se realizaron idénticos estudios para las salas de las tres casas,

que fue lo que se muestra a continuación.

MINIMOSMENOR SALA2 SALA2 SALA1MEDIO SALA1 SALA1 SALA2MAYOR SALA3 SALA3 SALA3

0 8 - 15 - 16SALA1 28.03 25.12 30.08SALA2 27.64 24.35 32.08SALA3 28.65 25.45 33.70

SALA1 MEDIO MEDIO MENORSALA2 MENOR MENOR MEDIOSALA3 MAYOR MAYOR MAYOR

MAXIMOSMENOR SALA2 SALA2 SALA1MEDIO SALA1 SALA1 SALA2MAYOR SALA3 SALA3 SALA3

0 8 - 15 - 16SALA1 31.76 28.70 35.77SALA2 31.29 28.20 37.38SALA3 32.40 29.04 39.36

SALA1 MEDIO MEDIO MENORSALA2 MENOR MENOR MEDIOSALA3 MAYOR MAYOR MAYOR

TEMPERATURAS MINIMAS EN SALAS

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

32.00

34.00

0 8 - 15 - 16

TIEMPO ( PERIODO )

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

SALA1

SALA2

SALA3

TEMPERATURAS MINIMAS EN SALAS

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

0 8 - 15 - 16

TIEMPO ( PERIODO )

TE

MP

ER

AT

UR

AS

oC

SALA1

SALA2

SALA3

Grafica. # 5 Temperaturas máximas y mínimas de las salas de las tres casas

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- 56 -

En lo que se refiere a las recámaras, ver gráfica # 6 se puede observar

que las temperaturas mínimas, la más baja corresponden a la casa 3, mientras

que la más alta, de las mismas, corresponden a la casa 1. Asimismo, respecto

a las máximas temperaturas, encontramos que la máxima, mas baja

corresponde a la casa 2 y las máximas mas alta corresponden a la casa 1,

quedando la casa 3 en las medias, principalmente en las máximas.

Grafica. # 6 Temperaturas promedio horario semanal de las recámaras

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- 57 -

En el caso de las salas de las tres casas, se puede observar en la gráfica

# 7, a continuación, el siguiente comportamiento: en el caso del mínimo más

baja se presenta en la casa 2 y la mínima, más alta se presenta en la casa 3.

En el caso de las máximas se comportan de la misma manera que las mínimas;

esto es, que la máxima más baja se presenta en la casa 2 y la máxima más

alta en la casa 3.

Grafica. # 7 Temperaturas promedio horario semanal de las salas

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- 58 -

Para los datos del medio ambiente, tanto en la casa 1 como en la casa 3,

se tomaron los mismos datos. Por tal motivo, sólo se considerarán los

mencionados como AMB2 y AMB3.

b.- Resultado de la segunda fase

En segundo lugar, se presentan las viviendas en condiciones ocupadas.

Esta fase corresponde a la segunda parte de la experimentación, donde se

midieron las tres viviendas (dos de ellas ocupadas) con objeto de apreciar las

diferencias térmicas y de humedades relativas provocadas por las actividades

humanas desarrolladas en las viviendas del experimento, ubicadas en

Tecomán.

En las gráficas siguientes se muestran las variaciones de temperatura

promedio mensual tomadas cada media hora. El valor inicial de tiempo

corresponde a la medición efectuada a las 0:0 horas del primero de junio de

2006, y se continúa con los valores de tiempo cada media hora hasta las 23

horas del 31 de junio de 2006, correspondiente a un mes completo de

mediciones.

Las diferentes líneas en la gráfica # 8 representan los valores (tomados

cada media hora) de temperatura horaria mensual correspondientes a las

recámaras de las viviendas, respectivamente. Al comparar los valores de las

curvas a la misma hora, observamos que las variaciones de temperatura

horaria mensual varían considerablemente entre ellas.

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- 59 -

Sin embargo, lo que se pudo apreciar fue una conducta aleatoria, ya que

no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores,

mostrados en la primer fase, siendo la recámara de la casa 1, sin ocupar, el

espacio más caliente, compartiendo con los espacios habitados que

corresponde a la recámara de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más

calientes y otras más frías, rompiendo el ciclo típico observado con

anterioridad.

Asimismo, las líneas en la gráfica # 9 representan los valores de

temperatura horaria mensual (tomados cada media hora) correspondientes a

las salas de las viviendas estudiadas, manteniendo un comportamiento

aleatorio similar al de las recámaras mostrado en la gráfica # 8.

Grafica. # 8 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las recámaras

POMEDIO HORARIO MENSUAL

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3

PROMEDIO SEMIHORARIO

MENSUAL

TIEMPO ½ HR.

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- 60 -

Las líneas en las gráficas que se presentan a continuación, representan

los valores de temperatura diarias tomadas a cada media hora, la gráfica # 10

correspondientes a las recámaras y la # 11 a las salas de las viviendas

respectivamente, y a dos ciclos de días completos. Al comparar los valores de

las curvas a la misma hora observamos cómo cambian azarosamente las

variaciones de temperatura horaria diaria, reflejando una conducta con gran

aleatoriedad contraria a la típica observada en las casas sin ocupar.

Igualmente se aprecia que en ambos casos, tanto para recámaras en la

gráfica # 10, como para las salas, en la gráfica # 11, se pierde el orden

detectado en forma parcial y en las casas con habitantes, ya que en forma

general se mantiene el parámetro medido en la casa 1, siendo la recámara la

más caliente y la sala la más fría, respectivamente.

Grafica. # 9 Temperaturas promedio semi-horario mensual de las salas

POMEDIO HORARIO MENSUAL

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

38.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

SALA1 SALA2 SALA3

+

PROMEDIO SEMIHORARIO

MENSUAL

TIEMPO ½ HR.

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- 61 -

Gráfica. # 10 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos

DATOS HORARIOS DIARIO

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3

TIEMPO ½ HR.

TEMPERATURAS SEMIHORARIAS

DIARIAS

Grafica. # 11 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos

DATOS HORARIOS DIARIO

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

SALA1 SALA2 SALA3

TIEMPO ½ HR.

TEMPERATURAS SEMIHORARIAS

DIARIAS

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- 62 -

Sin embargo, se observan variaciones y anomalías importantes que pueden

describir comportamientos rutinarios, como el caso de la recámara tres.

c.- Resultados de la tercera fase

Esta fase corresponde a la tercera parte de la investigación, en donde se

midieron las temperaturas y humedades relativas de las tres viviendas (dos de

ellas ocupadas) con objeto de apreciar las diferencias provocadas por las

actividades humanas en términos de cuando abren las puertas y cuando las

cierran dentro de las casa ocupadas, asimismo cuando abren y cierran las

ventanas.

A continuación se muestran dos ejemplos de las tablas que dieron

resultados del sistema del levantamiento sistemático de información referente a

la actividad de los ocupantes, en éstas tablas, en su parte izquierda se

localizan las columnas correspondientes al tiempo expresado en horas,

minutos y segundos, registrándose en cada una de las posiciones que le

corresponde el hecho de que fue abierta y / o cerrado

La fecha de hoy es: 20061115.txt

TIEMPO ELEMENTOS

HS. MIN SEG. PUERTATA DE INGRESO PRINCIPAL

PUERTATA PATIO VENTANA DE LA COCINA

VENTENTANA DE LA REAMARA..

1 41 23 CERRADO CERRADO CERRADO SEMIABIERTO 3 29 40 CERRADO CERRADO CERRADO ABIERTO 6 9 15 CERRADO SEMIABIERTO CERRADO ABIERTO 6 28 4 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO 6 28 7 CERRADO ABIERTO CERRADO CERRADO 7 16 1 ABIERTO ABIERTO CERRADO CERRADO 7 55 58 ABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 7 55 59 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO

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- 63 -

7 56 56 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 7 56 57 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 7 57 4 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 10 10 53 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 10 10 56 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 13 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 13 ABIERTO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 15 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 11 39 16 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 11 55 21 CERRADO CERRADO ABIERTO CERRADO 11 57 44 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 11 58 37 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 11 58 37 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 4 23 CERRADO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 32 10 ABIERTO SEMIABIERTO ABIERTO ABIERTO 12 32 10 ABIERTO CERRADO ABIERTO ABIERTO 12 34 27 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 12 34 28 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 12 34 30 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 20 35 39 ABIERTO CERRADO CERRADO ABIERTO 20 35 40 ABIERTO SEMIABIERTO CERRADO ABIERTO 21 46 59 ABIERTO ABIERTO CERRADO ABIERTO 21 46 59 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO 21 47 0 CERRADO ABIERTO CERRADO ABIERTO

Este cuadro muestra un día en el que se distingue la actividad de los

usuarios, ya que en diferentes ocasiones y a diferentes horas abren y cierran

las ventanas y las puertas, reflejándose estas acciones en los sistemas de

registros de la actividad humana

La fecha de hoy es: 20061217.txt

TIEMPO ELEMENTOS

HS. MIN SEG. PUERTATA DE INGRESO PRINCIPAL

PUERTATA PATIO VENTANA DE LA COCINA

VENTENTANA DE LA REAMARA..

12 28 51 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 12 32 5 SEMIABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 12 34 5 SEMIABIERTO SEMIABIERTO CERRADO CERRADO 12 34 6 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO 12 34 17 CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO

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- 64 -

Asimismo podemos apreciar cuando no existe actividad humana o fue

mínima, como en este caso, que tal parece que solo se entra en la casa, al

patio y posteriormente se sale dejando la casa cerrada.

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- 65 -

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS a.- Análisis de resultados primera fase

Este análisis corresponde a la fase, en donde se midieron las tres viviendas

sin ocupar, con el objeto de no atribuir las diferencias térmicas y de humedades

relativas, que de manera natural se tienen en las casas escogidas, al comportamiento

humano.

Las variaciones de temperatura promedio mensual, a una misma hora, se

muestran en las gráficas siguientes. El valor inicial de tiempo corresponde a la

medición efectuada a las 0:0 horas del primero de diciembre de 2004, y se continúa

con los valores de tiempo cada hora, hasta las 23 horas del 31 de enero de 2005,

última medición considerada.

DATOS HORARIOS DIARIO

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

38.00

39.00

40.00

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3

Gráfica. # 12 Temperaturas diarias horarias en tres ciclos

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- 66 -

Tal como lo vimos en la serie de las gráficas anteriores, de la fase primera,

aquí, en la gráfica # 12 se aprecia que siempre se mantiene el orden de

comportamiento, siendo el espacio más caliente el que corresponde a la recámara de

la casa 1, siguiendo la recámara 3 y finalmente la recámara de la casa 2.

En el caso de las salas, el espacio más caliente en ésta ocasión fue el que

corresponde a la casa 3, siguiendo en el mismo orden el de la sala 2, y finalmente el

espacio más frío fue el que corresponde a la sala de la casa 1. Ver gráfica # 13

POMEDIO HORARIO MENSUAL

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

38.00

39.00

40.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

SALA1 SALA2 SALA3

Gráfica. # 13 Temperaturas promedio horario mensual en dos ciclos

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- 67 -

Si comparamos los datos de las gráficas anteriores, vemos cómo las

recámaras de las casas, con la misma orientación y condiciones constructivas,

presentan temperaturas interiores máximas diferentes, con solamente un rango de 1.5

a 2.5 ° C, siendo mayor la de la recámara de la cas a 1, seguida de la casa 3.

Finalmente la casa 2, con respecto a las temperaturas mínimas interiores, presenta un

rango de 0 a 0.5 ° C de diferencia, siendo la mas baja en este sentido la

correspondiente a la recámara de la casa 3. También podemos observar amplitudes

interiores en la casa 1, de 6.5 °C. La amplitud men or corresponde a la casa 2, que fue

de 4.0 ° C.

En la misma gráfica se puede observar que la variación en las medidas

tomadas para las salas de las tres casas fue muy alta, casi de 4.0 ° C y

aparentemente sin desfase. Además, la temperatura más baja se da en la sala de la

casa 1, y en la recámara de esa misma casa se da la temperatura más alta. Al

contrario, en la temperatura más alta de la sala casa 3, la recámara de la misma casa

fue la que presenta un comportamiento medio, siendo la más baja la registrada en la

recámara de la casa

De momento no se tienen explicaciones probadas de lo observado,

simplemente se están haciendo las relaciones de los espacios y de lo que sucede

entre ellos con relación a las posibles afectaciones, que se pueden encontrar en el

momento que se realice la experimentación definitiva, como por ejemplo:

-La sala de las casas 2 y 3 resulta ser la más caliente y la más fría.

-Las recámaras de la casa 2 y 1 resultaron ser las más calientes.

No se observó ningún comportamiento semejante en los diferentes espacios

analizados. Las variaciones en las temperaturas máximas principalmente son altas, y

los desfases no son congruentes, al menos en lo que se refiere a las salas.

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- 68 -

b.- Análisis de resultados segunda fase

En segundo lugar se presenta el análisis de las viviendas en condiciones

ocupadas. ésta fase corresponde a la segunda parte de la experimentación, donde se

midieron las tres viviendas, dos de ellas ocupadas, con el objeto de apreciar las

diferencias térmicas y de humedades relativas provocadas por las actividades que se

desarrollan en las viviendas.

Las variaciones de temperatura promedio mensual, tomadas cada media hora,

se muestran en las gráficas siguientes. El valor inicial de tiempo corresponde a la

medición efectuada a las 0:0 horas del primero de junio de 2006 y se continúa con los

valores de tiempo cada media hora hasta las 23 horas del 31 de junio de 2006,

correspondiente a un mes completo de mediciones.

POMEDIO HORARIO MENSUAL

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3

Gráfica # 14 Temperaturas promedio semi-horarias mensual

PROMEDIO SEMIHORARIO MENSUAL

TIEMPO ½ HR.

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- 69 -

Las diferentes líneas en la gráfica representan las temperaturas horarias

mensuales correspondientes a las recámaras de las viviendas, respectivamente. Al

comparar los valores de las curvas a la misma hora, observamos que las variaciones

de temperatura horaria mensual se modifican considerablemente entre ellas.

Si comparamos los datos de las gráficas anteriores, vemos cómo las

recámaras de las casas, con la misma orientación y condiciones constructivas,

presentan temperaturas interiores máximas diferentes, con solamente un rango de 1.5

a 2.5 ° C, siendo mayor la de la recámara de la cas a 1, manifestando una serie de

anomalías en el comportamiento de las temperaturas mínimas interiores, presenta un

rango de 0 a 0.5 ° C de diferencia, rompiendo tota lmente con el comportamiento

ordenado y uniforme que se presento en los resultados de la fase primera.

POMEDIO HORARIO MENSUAL

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

30.00

31.00

32.00

33.00

34.00

35.00

36.00

37.00

38.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

SALA1 SALA2 SALA3

+

PROMEDIO SEMIHORARIO MENSUAL

TIEMPO ½ HR.

Gráfica. # 15 Temperaturas promedio semi-horarias mensual

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- 70 -

Al comparar los valores de las curvas a la misma hora, observamos que las

variaciones de temperatura horaria mensual presentan una conducta aleatoria; esto

es, no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo

más frío el que corresponde a la sala de la casa 1 (sin ocupar) el espacio mas

caliente, compartiendo, entre los espacios habitados que corresponde a la recámara

de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más calientes y otras más frías,

rompiendo el ciclo típico observado con anterioridad.

Al comparar los valores de las curvas a la misma hora observamos que las

variaciones de temperatura horaria mensual presentan una conducta aleatoria, ya que

no se mantiene el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo

más frío el espacio que corresponde a la sala de la casa 1, sin ocupar, el espacio mas

caliente, y compartiendo entre los espacios habitados que corresponde a la recámara

de la casa 2 y la recámara 3, series de horas más calientes y otras más frías,

rompiendo el ciclo típico observado con anterioridad.

Las líneas en la gráfica representan los valores de temperatura diarias tomadas

cada media hora, correspondientes a las recámaras y salas de las viviendas,

respectivamente, y a dos ciclos de días completos. Al comparar los valores de las

curvas a la misma hora observamos cómo cambian radicalmente las variaciones de

temperatura horaria diaria, reflejando una conducta con gran aleatoriedad contraria a

la típica observada en las casas sin ocupar.

Igualmente se aprecia que en ambos casos, tanto para las recámaras como

para las salas se pierde el orden detectado en forma parcial y en las casas con

habitantes. En forma general se mantiene el parámetro medido en la casa 1, siendo la

recámara la más caliente y la sala la más fría, respectivamente. Sin embargo, se

observan variaciones o anomalías importantes, que pueden describir

comportamientos rutinarios, como el caso de la recámara tres.

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- 71 -

DATOS HORARIOS DIARIO

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

SALA1 SALA2 SALA3

DATOS HORARIOS DIARIO

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101

TIEMPO EN H

TE

MP

. EN

oC

RECAMARA1 RECAMARA2 RECAMARA3

Gráfica. # 17 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos

DATOS SEMIHORARIOS DIARIOS

TIEMPO ½ HR.

DATOS SEMIHORARIO DIARIOS

TIEMPO ½ HR.

Gráfica. # 16 Temperaturas diarias semi-horario en dos ciclos

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- 72 -

Sin embargo, lo que se pudo apreciar fue una conducta aleatoria, ya que no se

mantuvo el orden de comportamiento como en los casos anteriores, siendo la

recámara de la casa 1, sin ocupar, el espacio mas caliente, compartiendo con los

espacios habitados que corresponde a la recámara de la casa 2 y la recámara 3,

series de horas más calientes y otras mas frías; rompiendo el ciclo típico observado

con anterioridad.

Asimismo, las líneas en la gráfica representan los valores de temperatura

horaria mensual (tomados cada media hora) correspondientes a las salas de las

viviendas estudiadas.

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- 73 -

c.- Análisis de resultados tercera fase

En tercer lugar se presenta el análisis de las viviendas en condiciones

ocupadas. Ésta fase corresponde a la ultima parte de la experimentación, donde se

midieron las tres viviendas, dos de ellas ocupadas, y dadas las características y

comportamiento observados en la segunda etapa de los habitantes de la casa 2, en la

que solamente usaban la casa ocasionalmente y que en ésta fase abandonaron

totalmente la vivienda, pudimos percatarnos que la información obtenida era igual a la

de la primera fase en donde las casa se consideraron sin ocupar.

Para el análisis se han considerado solamente las casas 1 y la 3, mismas que a

partir de este párrafo se les denominara “Casa testigo” y “Casa ocupada”

respectivamente; para ésta etapa de estudio en relación a los datos de temperaturas y

humedades relativas de las casa y el medio ambiente, se cuenta con una base de

datos desde el mes de Septiembre del 2006, asimismo se cuenta con las tablas de la

“actividad humana” desde el 14 de Noviembre del 2006 al 5 de Enero del 2007.

GRAFICA DE ESTADO DEL DIA 15 DE NOV DE 2006

9

12

15

18

21

24

TIEMPO Hrs.

ES

TAD

O

PUERTA PRINCIPAL

PUERTA DE PATIO

VENTANA COCINA

VENTANA RECAMARA

TIEMPO MEDIA HR.

Gráfica. # 18 Estados generados por la actividad humana sobre las puertas y ventanas de la casa habitada, (abajo esta cerrado arriba esta abierto).

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- 74 -

A continuación en los gráficos # 19 y 20, se muestran una serie de dos días

continuos en donde se puede apreciar que existe actividad humana en la casa

ocupada y que será comparada con la casa testigo, asimismo se muestran en esos

gráficos el efecto causado por la influencia del medio ambiente, mismo que fue el

motor o uno de los factores mas importantes que generan el comportamiento térmico

de las envolventes.

DIA 14 DE NOV 2006

10

15

20

25

30

35

40

0 .001 .00

2 .003.00

4.005.00

6 .007 .00

8 .009 .00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

22.00

23.00

TIEMPO HORAS

ES

TA

DO

S Y

T

EM

PE

RA

TU

RA

S o

C

REC.TESTIGO

REC. HABITADA

MED. AMB.

PTA. PRINC.

PTA. PATIO

VENT. COC.

VENT REC.

Gráfica. # 19 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada. (Serie 1er día)

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- 75 -

Otra forma de poder analizar los resultados fue con la ayuda de gráficos que se han

establecido en este trabajo con la idea de facilitar el análisis comparativo del

comportamiento de las temperaturas de las casas a comparar, representándolas en

una gráfica de dispersión con datos de temperaturas normalizadas, esto fue que se

reducen de manera proporcional y se inserta en un rango de la unidad, se realiza

DIA 15 DE NOV 2006

10

15

20

25

30

35

40

0 .001 .00

2 .003 .00

4 .005 .00

6 .007 .00

8 .009 .00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

22.00

23.00

TIEMPO HORAS

ES

TA

DO

S

Y

TE

MP

ER

AT

UR

AS

o

C

REC.TESTIGO

REC. HABITADA

MED. AMB.

PTA. PRINC.

PTA. PATIO

VENT. COC.

VENT REC.

Gráfica. # 20 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada. (Serie 2do. día)

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- 76 -

tanto para las temperaturas de la casa tipo como para la casa ocupada de tal manera

que, cuando las temperaturas de los espacios tiendan a ser iguales se posarán y

tenderán a seguir la línea inclinada de 45º como se muestra a continuación en la

gráfica # 21, si se dibujan los puntos por debajo de ella se considera que el espacio

del testigo fue mas caliente que el espacio habitado y si aparecen los puntos por la

parte superior a la línea, éso quiere decir que el espacio habitado fue mas caliente

que el testigo.

A continuación se muestran algunas de ellas;

SISTEMA HORARIO PROMEDIO SIN HABITAR

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

R EC A M A R A 1

RECAMARA 3

Gráfica. # 21 Temperaturas normalizadas de la recámara 1 con la recámara 3 sin habitar

1

5

10

20 14

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- 77 -

En ésta gráfica (# 22) observamos, como fue que la serie de puntos se carga

hacia la parte baja de la línea recta con pendiente del 100 %, indicándonos en este

caso, que la recámara testigo, siempre se encuentra mas caliente comparativamente

con la recámara ocupada.

14 DE NOV DE 2006

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RECAMARA TESTIGO

RE

CA

MA

RA

HA

BIT

AD

A

0.7193357290.6892298730.6642711470.6368845290.6095950280.5849276490.560163154

Gráfica # 22 Temperaturas normalizadas de la recámara testigo con la recámara habitada

1

6

14

24

17

12

20

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- 78 -

En este gráfico (# 23) se muestran los comportamientos que se dan entre las

temperaturas del medio ambiente y las de cada recámara observando las diferencias

que existen entre ellas, asimismo, que la mayor densidad de puntos de las gráficas

están por arriba de la línea de referencia, destacando que en el caso de la recámara

testigo los puntos están mas alejados de la línea de referencia que, los que,

corresponden a la recámara ocupada

14 DE NOV DE 2006

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

MEDIO AMBIENTE

RECAMARAS

MED AMB. &

REC TES.

MED AMB. &

REC HAB.

1

11

15 24

11

24 8

1

8

15

Gráfica # 23 Temperaturas normalizadas del medio con las recámaras, tanto con la testigo como con la habitada.

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- 79 -

d.- Diferencias

A continuación, se muestran los gráficos donde se observan las

diferencias, mismas que se han ido observando poco a poco en el transcurso

de los dos últimos capítulos, principalmente son:

1. En la primera fase se demostró que existía una diferencia en las

temperaturas de las recámaras, siendo la mas caliente la de la casa 1

que ahora denominamos “Casa testigo”, y una semejanza entre la casa 2

y la casa 3 ahora denominada “Casa ocupada”, repitiéndose ese

comportamiento en las salas de las tres casas.

2. En la segunda fase de mediciones, se observó que a pesar que las casa 2 y 3

se encantaban ocupadas, existían diferencias significativas, entre el

comportamiento de los usuarios de la casa 3 con respecto a la casa 2, ya que

en ésta última, las personas no asistían a la casa, generando un conjunto de

datos similares a la “Casa testigo” y estos a su vez, con los obtenidos en la

fase primera de la investigación.

3. Las diferencia mas significativas, se pueden observar con los datos de la

tercera fase de la investigación, como lo podemos ver en la gráfica anterior,

pues se observa como la actividad humana hace que en un momento dado, se

logre obtener las temperaturas del exterior entre las horas de la noche y el

amanecer, conservando durante el resto del día las temperaturas mas bajas

que la de la casa testigo.

4. Las discrepancias observadas entre la “Casa testigo” y la “Casa ocupada”,

corresponden en la mayoría de los casos a diferencias de -5º C casi igual, a la

del medio ambiente, registrados al inicio del día entre las 0:00 y 1:00 hrs. del

día siguiendo paralelo al comportamiento del exterior y teniendo diferencias

hasta de - 3º C en la parte mas caliente con relación a la “Casa testigo”.

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- 80 -

e.- Correspondencia entre diferencias y actividades

En relación a la diferencia No 1, observamos que se repite el

comportamiento de las temperaturas visto en la fase 1 de la investigación,

cuando no existe actividad en la casa ocupada, tiende a semejarse con la

temperatura de la “Casa testigo”, como lo muestra la gráfica # 24, a

continuación.

DIA 16 DE DIC 2006

10

15

20

25

30

35

0 .001 .00

2 .003 .00

4 .005 .00

6 .007 .00

8 .009 .00

10 .0011 .00

12 .0013 .00

14 .0015 .00

16 .0017 .00

18 .0019 .00

20 .0021 .00

22 .0023 .00

TIEMPO HORAS

TE

MP

ER

AT

UR

AS

o C

REC.1

REC. 3

MED. AMB.

PTA. PRINC.

PTA. PATIO

VENT. COC.

VENT REC.

ES

TA

DO

S Y

TE

MP

ER

AT

UR

AS

o C

Grafica. # 24 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada, cuando no existe actividad humana.

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- 81 -

Con respecto a las diferencias 3 y 4 reflejadas anteriormente, podemos tratar

de relacionar con la combinación que se dá cuando se abre la puerta principal y la

ventana de la recámara de las 11:00 a las 21:00 hrs, pero se puede observar con

mayor influencia en el comportamiento térmico, cuando se dá la combinación de

tener abierta o semiabierta la puerta del patio con la ventana de la recámara, (como

se muestra en la gráfica # 25) combinación que se da de las 21:00 a la 9:00 hrs. del

siguiente día, haciendo la observación de que la ventana de la recámara estaba

abierta.

DIA 14 DE NOV 2006

10

15

20

25

30

35

40

0 .001 .00

2 .003.00

4.005.00

6 .007 .00

8 .009 .00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

22.00

23.00

TIEMPO HORAS

ES

TA

DO

S Y

T

EM

PE

RA

TU

RA

S o

C

REC.TESTIGO

REC. HABITADA

MED. AMB.

PTA. PRINC.

PTA. PATIO

VENT. COC.

VENT REC.

Grafica. # 25 Gráfica de temperaturas y estados sobre las puertas y ventanas de la casa habitada.

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- 82 -

En la gráfica # 26 apreciamos que la serie de puntos correspondientes a la

recámara testigo con relación a la recámara no ocupada, medidas en la primer fase

de la investigación, tiende a situarse al lado inferior de la línea de referencia

anteriormente descrita, interpretando que la recámara testigo fue poco mas caliente

que la recámara 3 (no ocupada), en esa misma gráfica, se muestra, como, cuando

existe actividad humana se desplaza de manera importante la serie de puntos hacia la

esquina inferior derecha significando que comparativamente la recámara testigo fue

mucho mas caliente que la recámara ocupada.

14 DE NOV DE 2006

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RECAMARA TESTIGO

RE

CA

MA

RA

HA

BIT

AD

A

REC TESTIGO &REC HABITADA

REC TESTIGO &REC NO HAB F.1

1

15

6

24

18

11

21

1

6

14

24

16

12

20

Grafica. # 26 Temperaturas normalizadas de las recámaras, la testigo con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada con actividad fase 3 respectivamente.

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- 83 -

Asimismo en la gráfica # 27 se muestra como la recámara testigo, fue poco

más caliente que la recámara 3 (no ocupada), en esa misma gráfica, se muestra,

cuando esta ocupada la casa, pero no existe actividad humana, se mantiene al lado

inferior derecha la serie de puntos de forma paralela, significando que se mantiene el

comportamiento observado originalmente, y que en efecto la actividad de los usuarios

modifican significativamente el desempeño térmico de la envolvente.

16 DE DIC DE 2006

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RECAMARA TESTIGO

RE

CA

MA

RA

HA

BIT

AD

A

REC TESTIGO &REC HABITADA

REC TESTIGO &REC NO HAB F.1

1

15

6

24

18

11

21

1

18

5

24

16

21

Gráfica # 27 Temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la habitada, en la fase 1 sin actividad y la misma habitada sin actividad fase 3 respectivamente.

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- 84 -

Para probar el grado de afectación en el desempeño térmico de los usuarios

se generó un análisis aplicado a través de los resultados obtenidos por el proceso de

investigación, para una muestra de mas de 100,000.00 datos horarios, desglosados

en sus tres etapas, y que fue comprobado mediante el cálculo de correlaciones,

resaltando principalmente los siguientes puntos.

• La correlación mas alta ( 98% ) correspondió a la relación que se dio

entre los valores de temperaturas de la recámara 1 y la recámara 3,

correspondiente a la primer fase de la investigación, teniendo un

comportamiento muy uniforme, desde el valor de 0.0 hasta 0.85, manteniendo

constante la pendiente del 85% con valores normalizados.

Grafica. # 28 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la misma ocupada sin actividad fase 3 respectivamente.

16 DE DIC DE 2006y = 0.8599x

R2 = 0.9869

y = 0.7818x

R2 = 0.9621

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RECAMARA TESTIGO

RE

CA

MA

RA

HA

BIT

AD

A

REC TESTIGO & RECHABITADA

REC TESTIGO & REC NOHAB F.1

Lineal (REC TESTIGO &REC NO HAB F.1)

Lineal (REC TESTIGO &REC HABITADA)

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- 85 -

• Le siguió ( con 96% ) la correlación entre los valores normalizados de

la recámara testigo o recámara 1, en relación a los valores normalizados de

la recámara 3 o recámara ocupada, pero que no tiene actividad humana,

asumiendo un comportamiento más uniforme desde el valor de 0.0 hasta 0.78

manteniendo constante la pendiente del 78% .

• A continuación, ( con 73% ) entre los valores normalizados de la

recámara testigo o recámara 1, en relación a los valores normalizados de la

recámara 3 o recámara ocupada, pero que no tiene actividad humana,

asumiendo un comportamiento uniforme desde el valor de 0.0 hasta 0.66

manteniendo constante la pendiente del 66% y mostrando una mayor

dispersión de datos hacia la esquina inferior derecha

.

14 DE NOV DE 2006y = 0.8599x

R2 = 0.9869y = 0.6674x

R2 = 0.7311

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

RECAMARA TESTIGO

RE

CA

MA

RA

HA

BIT

AD

A

REC TESTIGO &REC HABITADA

REC TESTIGO &REC NO HAB F.1

Lineal (RECTESTIGO & RECNO HAB F.1)Lineal (RECTESTIGO & RECHABITADA)

Grafica. # 29 Correlaciones de temperaturas normalizadas de las recámaras la testigo con la ocupada, en la fase 1 sin actividad y la misma ocupada con actividad fase 3 respectivamente.

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- 86 -

f.- Factor de ocupación Con el propósito de encontrar y proponer un “factor de ocupación” o “coeficiente de

alteración por ocupación”, fue necesario evaluar el grado de relación, entre los

diferentes espacios en la casa testigo. Teniendo los datos, en la casa ocupada, una

vez ocupados los espacios, volver a calcular ésta relación con el coeficiente de

correlación, que se generaron y se presentan a continuación

CORRELACION DE LA CASA 3 Y LA TESTIGO (FASE 1 SIN OCUPAR)

y = 0.8599x R2SO = 0.986

CORRELACION DE LA CASA 3 OCUPADA SIN ACTIVIDAD Y LA TESTIGO

y = 0.7818x R2OSA = 0.9621

CORRELACION DE LA CASA 3 CON ACTIVIDAD Y LA TESTIGO

y = 0.6674x R2OCA = 0.7311

En el caso de no tener actividad en la casa se propone un FACTOR DE

CERTIDUMBRE PARA SIMULADORES TÉRMICOS DE EDIFICIOS.

EL RANGO DE AJUSTE A SIMULADORES TERMICOS (RAST)

Y QUE DEFINIMOS DE LA SIGUIENTE MANERA:

RAST = (R2SO - R2OSA) / 2(R2SO) = 0.0125

±1.25 % variación con respecto al comportamiento t ípico

(Análisis válido si no se usan acondicionamientos activos)

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En el caso de tener actividad en la vivienda, se calcula y propone un factor que

caracterice el GRADO DE ALTERACIÓN POR OCUPACIÓN , para encontrar el factor

se consideran los coeficientes de correlación presentados anteriormente.

EL FACTOR DE OCUPACION (FO)

LO DEFINIMOS DE LA SIGUIENTE MANERA:

FO = (R2SO - R2OCA) / (R2SO) = 0.2591955

Representa un 26% de variación con respecto al co mportamiento térmico

típico de la edificación

La alteración por ocupantes se considera significat iva siempre que:

El porcentaje de la alteración de la casa ocupada con respecto a la testigo sea

igual o mayor al 10 %.

si RAST = 0.0125 y FO = 0.2591

ENTONCES FO / RAST = 20.72% MAYOR AL 1 0%

(Análisis válido si no se usan acondicionamientos activos)

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CONCLUSIONES

En esta ultima parte del documento se presentan las observaciones

generales y conclusiones, esperando que este documento sirva a todas aquellas

personas interesadas en el estudio del medio ambiente y su relación con la vivienda

de interés social, que deseen aplicar en forma practica los resultados de este análisis

o continuar con ésta línea de investigación que apenas se ha iniciado, así como el

compartir la experiencia vertida en este trabajo.

a.- Observaciones previas

Se ha observado a lo largo del desarrollo de este trabajo el comportamiento

térmico de las viviendas sin ocupar, mismo que refleja un orden típico regular, tanto

en el análisis horario mensual, como en el análisis horario diario, permaneciendo

constantes; siendo las recámaras 1 más calientes, y las recámaras 3 y las recámaras

2 como las más frías, asimismo en el caso de las salas, las No 3 son más calientes,

despues las salas 2 y finalmente las salas 1

Por el contrario las viviendas ocupadas, reflejan un orden menos regular,

permaneciendo tanto en el análisis horario mensual, como en el análisis horario diario,

las recámaras 1 como más calientes y la salas 1 como las más frías, compartiendo

series de horas más calientes y otras más frías, entre los espacios habitados que

corresponde a la recámara y salas de la casa 2 y las recámara y sala 3, rompiendo el

ciclo típico, observando variaciones o anomalías importantes, que pueden describir

comportamientos térmicos que son causados por la participación de los usuarios

b.- En relación a los objetivos planteados

Para hacer una evaluación de los logros realizados en este trabajo de tesis, fue

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necesario mencionar el objetivo general planteado y que a la letra dice:

El objetivo General fue el analizar los cambios en el comportamiento térmico de

una casa habitación provocado por la actividad en su interior de sus ocupantes.

Se cumplió satisfactoriamente con los objetivos del trabajo, ya que con la

información obtenida en las diferentes etapas de la investigación, fue posible

analizar los cambios en el comportamiento térmico d e las casas habitación,

provocados por la actividad de los ocupantes en su interior.

Los objetivos particulares que a la letra dicen:

• Registrar parámetros del desempeño térmico en dos casas habitaciones

similares, pero una de ellas ocupada y la otra desocupada.

• Registrar algunas de las actividades de los ocupantes, consideradas

relevantes para el desempeño térmico.

• Comparar registros de desempeño térmico de las dos casas y

correlacionar las diferencias con los registros de actividades.

• Explicar las correlaciones o comparaciones entre las diferencias de

desempeño térmico y la actividad de los usuarios al manejar los

dispositivos de abrir y cerrar puertas y ventanas, en términos de la teoría

de la jerarquía de necesidades de Maslow.

Se cumplieron con los objetivos particulares, ya qu e se registraron los

parámetros del desempeño térmico en dos casas habit ación, y las actividades

consideradas relevantes como abrir y cerrar puertas y ventanas.

Se compararon los registros y explicaron las correl aciones de desempeño

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térmico de las dos casas y las diferencias generada s por la actividad humana.

Por último y como respuesta al cuarto objetivo particular, mencionaré que

Abraham Maslow fue considerado como el padre de la motivación, instaura que las

necesidades del hombre se establecen en forma jerárquica, de tal manera que las

necesidades físicas son la base y conforme se satisfagan aparecerán posteriormente

necesidades de tipo social y psicológicas

El tipo de usuarios de éstas viviendas se encuentran con relación a la

clasificación de Maslow entre el primer nivel que fue el aspecto fisiológico (

fisiológicas, alimentarse, aliviar el dolor, cubrirse..etc.) y el segundo nivel y

corresponde a la de la seguridad (protección del exterior, defensas del medio

ambiente, o elementos amenazadores) de tal manera que la forma de cómo abren y

cierran las puertas, está en función de éstas necesidades, por tal motivo observamos

que se abre la puerta del patio, más tiempo que la del ingreso y la de la recámara,

puesto que ésta se encuentra en la parte externa, pero a mayor distancia de la

banqueta.

El nivel de necesidades que sigue según Maslow corresponde a la

pertenencia, afiliación o identificación con un grupo, posteriormente la Estima que

los demás lo identifiquen, lo estimen, lo quieran y por ultimo la Autorrealización

aspectos de preparación académica, competencias y de realización.

c.- En relación a las hipótesis planteadas

La Hipótesis en su carácter General que a la letra dice: La actividad de los

usuarios de una casa habitación modifica el desempeño térmico de la envolvente

arquitectónica; ésta modificación es un factor significativo de su desempeño.

Fueron validadas las apreciaciones, Ya que se pudo validar que la actividad de

los usuarios de una casa habitación modifica el desempeño térmico de la envolvente

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arquitectónica, y fue un factor significativo de su desempeño, como se observa a

través de los resultados obtenidos por el modelo de análisis propuesto, y que se

presentan en la gráfica # 26 para lograr un mayor entendimiento de los mismos.

Con base en la Hipótesis especifica, planteada en este trabajo que se

describe a continuación: La manipulación de puertas y ventanas realizada por los

usuarios de una casa habitación, modifica el desempeño térmico de la envolvente.

Fue validada la Hipótesis en su carácter especifica Ya que se comprobó que

la manipulación de puertas y ventanas de una casa habitación, modifica el

desempeño térmico de la envolvente , como se muestra a través de los resultados

obtenidos por el modelo de análisis y que se muestran en las gráficas # 27, 28, y 29.

d.- En relación al Factor de Ocupación

Además se ha propuesto un método para evaluar el gr ado de intervención

de los ocupantes en el desempeño térmico típico de una edificación, a partir de

definir un “FACTOR DE OCUPACIÓN” que toma valores e n un rango de cero a

uno.

a.- Cuando tiende a cero indica que no hay activida d humana a pesar de que la

vivienda este ocupada.

b.- Cuando tiende a uno, indicaría la máxima desvi ación posible generada por

la actividad humana en el desempeño de la casa, cua ndo ésta ocupada, en

ambos casos respecto a la casa tipo o desocupada.

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e.- Conclusiones finales.

Al concluir un trabajo de investigación de las características que se presenta en

ésta ocasión, hace necesario describir los pasos que se siguieron para llevar a cabo

las conclusiones globales del desempeño térmico en viviendas de interés social, la

afectación por el medio ambiente en su comportamiento térmico y la actividad

generada por los mismos usuarios. Se deberá considerar que fue necesario buscar la

manera de correlacionar más adecuadamente la información de la actividad humana

con los cambios de temperaturas, involucrar más variables en la ecuación como el

tamaño de las puertas y ventanas, las orientaciones de las mismas, la ventilación.

Otros aspectos que se deberán estudiar son la dimensión socio psicológica para que

se entienda la actividad del habitante, el porque decide abrir o cerrar un espacio

aunque no se obtengan beneficios climáticos en su interior, y tratar de contestar las

siguientes preguntas:

• ¿Hay patrones de conducta ambiental de los habitantes?

Con la información que se obtuvo y analizó, se puede percibir que si existen

conductas en los habitantes que tienen que ver con el ambiente, una de ellas, por

ejemplo, fue que abren la puerta del patio y la ventana de la recámara y éstas

acciones influyen de alguna manera para cambiar la temperatura de la recámara

ocupada

• ¿Las conductas que presentan son reactivas a las condiciones climáticas?

Si son reactivas, creo que definitivamente son y tienen que ver con las condiciones

climáticas de la vivienda, al principio son de tipo reacción intuitiva, más bien

experimentales y que después de conocer los resultados se adoptan y adaptan al uso

de puertas y ventanas.

• ¿Las conductas que presentan son aprendizajes en relación a las condiciones

climáticas?

Con la información obtenida y que se analizó, se percibe que las conductas que se

dan, son conductas aprendidas posteriormente, que fueron experimentadas y que se

adoptaron por los usuarios, dando patrones de conducta similares, en condiciones de

desempeño térmico similares en las viviendas estudiadas.

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ANEXOS

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