UNIVERSIDAD DE MAGALLANES ESCUELA TECNOLÓGICA Técnico En Construcción Mención Obras Civiles Estudio Técnico Para Rehabilitación de Vivienda Social Entorno a la Eficiencia Energética Alumno: Diego Guichaquelén Guichaquelén Profesor Guía: Ernesto Santana Mancilla Ingeniero Civil Mecánico Punta Arenas, Marzo 2010
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UNIVERSIDAD DE MAGALLANES - umag.cl · Fuente: Sitio web plataforma de Arquitectura publicado, 2009. A pesar de estar lejos de los altos estándares que manejan los países desarrollados
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UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
ESCUELA TECNOLÓGICA
Técnico En Construcción Mención Obras Civiles
Estudio Técnico Para Rehabilitación de Vivienda Social Entorno a la Eficiencia Energética
Alumno: Diego Guichaquelén Guichaquelén Profesor Guía: Ernesto Santana Mancilla
Ingeniero Civil Mecánico
Punta Arenas, Marzo 2010
Estudio Técnico Para Rehabilitación de Vivienda Social Entorno a la Eficiencia Energética
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En este gráfico se observa la demanda máxima de electricidad en Mega Watt
anual entre los años 1998 y 2008, en todo el país incluyendo, el Sistema
Interconectado del Norte Grande (SING), Sistema Interconectado Central
(SIC), Coyhaique y Magallanes.
CONSUMO DE AGUA EN CHILE. La creciente necesidad de lograr el equilibrio hidrológico que asegure el
abastecimiento suficiente de agua a la población, sólo se logrará
armonizando la disponibilidad natural, con las extracciones del recurso
mediante el uso eficiente del agua.
El agua no factura representa el agua que ha sido producida y que se pierde
antes de que llegue al cliente, y se expresa en porcentaje, en nuestro país el
año 2006 alcanzó un 34%, un nivel inusualmente elevado, estimando que el
ente regulador considera un 15%, como nivel eficiente.
En las fuentes de agua está garantizado el abastecimiento de agua potable
para todos los chilenos por 25 años, según el Estudio Estimaciones de
Demanda de Agua y sus proyecciones, realizado por la Dirección General de
Agua.
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CONSUMO DE AGUA ACTUAL
PROYECCIÓN 25 AÑOS
Gráfico N° 2.6: Proyección de agua 25 años en Chile por sectores, (DGA),
MOP. Fuente: Articulo, El Diario Ciudadano Arica Parinacota, Publicado 28 abril 2001.
Según este estudio, se utilizan 5 millones de litros de agua para usos no
consuntivos (aquellos que captan el agua y la devuelven a su curso después
de usarla), de los cuales un 68% se destina a fines energéticos, proyectan un
aumento al 84% en 25 años. Dentro de esa misma estimación, el uso
ambiental (caudales ecológicos) alcanza el 23%, bajando al 13% y el uso
acuícola un 8% disminuyendo al 3%.
4%12%
6%
78%Agrícola forestal Agua potable
Industrial Minero
12%
20%
62%
6%Agrícola forestal Agua PotableIndustrial Minero
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El consumo de energía en el mundo se incrementará en un 57% entre 2004 y
2030, a pesar de que se espera que el aumento de precios tanto del petróleo
como del gas continúe. Gran parte de este incremento será producido por los
países con economías emergentes. En el informe "Internacional Energy
Outlook 2005 (IEO 2007)" se prevé que el consumo de energía en el
mercado experimente un incremento medio de un 2,5% por año hasta 2030
en los países ajenos a la Organización para la Cooperación y el Desarrollo
Económico (OCDE), entre ellos Chile, mientras que en los países miembros
será tan solo del 0,6%; así, durante este periodo, los países OCDE
incrementarán su demanda energética en un 24%, mientras que el resto de
países lo harán al 95%. Fuente Agencia Internacional de Energía.
Las economías emergentes serán, las responsables del crecimiento
proyectado en el consumo de energía dentro del mercado en las dos
próximas décadas.
En este contexto, y dada la responsabilidad que tiene el país en esta materia,
la Comisión Nacional de Energía desarrollará una política energética de largo
plazo cuyo objetivo general es apoyar un desarrollo sostenible, satisfaciendo
la demanda energética de hogares e industrias de manera segura, equitativa,
al mínimo costo posible y velando por la preservación de los bienes
ambientales y los recursos naturales.
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El aumento en la cantidad de viviendas ha producido que el consumo de
energía del sector residencial se vea incrementado, lo que hace necesario
racionalizar el uso de energía en este sector.
Una de las formas de conseguir esto es haciendo un uso eficiente de los
recursos disponibles, y para ello, a principios del año 2005 se crea en Chile
el Programa País Eficiencia Energética (PPEE), que tiene como objetivo
estratégico “Construir y consolidar un Sistema Nacional De Eficiencia
Energética en Chile, con la participación activa de todos los actores
nacionales relacionados con esta necesidad en el país. El desarrollo de la
Eficiencia Energética (EE) es un proceso multidimensional y se debe abordar
en forma simultánea e interactiva en todas sus dimensiones “.
Entre los objetivos específicos de la Eficiencia Energética se encuentran el
“lograr la E.E. Impulsando la conservación y uso eficiente de energéticos, a
costos razonables y consistentes con el nivel de desarrollo del país,
estándares mínimos de eficiencia y educando a la ciudadanía”.4
4 Fuente: Sitio web www.ppee.cl, Programa País de Eficiencia Energética, 2009.
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2.2.1 CONSECUENCIA DEL CONSUMO DE ENERGÍA En la actualidad, el petróleo y el gas natural proveen cerca del 70% de la
energía primaria en el mundo. Se espera que esta combinación cubra más
del 85% de las necesidades globales el 2030.
A continuación se presenta una tabla de las reservas de energías primarias
en el mundo, según estimaciones del departamento de Energía de Estados
Unidos (2007), y a la Agencia Internacional de Energía (AIE).
Combustible Años Reservas Probadas
Principales Reservas
Carbón 155 545.000 mill. Tep5 EE.UU., Rusia y
China.
Uranio 70-90 47.000 mill. Tep. EE.UU. Canadá y
Kazajastán.
Gas Natural 65,1 182.000 mill. Tep Rusia, Irán y Qatar.
Petróleo 40,6 157.056 mill. Tep Arabia, Saudí, Irak,
Kuwait.
Tabla N° 2.1: Reservas Probadas de Combustible. Fuentes: BP, Anuario statistical Review of World Energy 2006.
En Chile sólo se ha encontrado petróleo en la Región de Magallanes, pese a
que se han realizado exploraciones en otras zonas. La Empresa Nacional del
Petróleo (ENAP) se creó el 19 de junio de 1950. Hoy, se dedica a la
exploración, producción y comercialización de hidrocarburos y sus derivados,
tanto en Chile como en el extranjero. Se estima que las reservas de petróleo
durarán alrededor de 40 años más6.
5 Tep (tonelada equivalente de petróleo): Es la energía liberada por la combustión de 1 tonelada de crudo de petróleo. 1 tep = 41,84 * 109 J. 6 Fuente: Sitio web www.latercera.com, Publicado 13 de Marzo de 2010.
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2.3 IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE El principal problema medioambiental del consumo energético actual, a
escala mundial, es el efecto invernadero.
Efecto Invernadero: La atmósfera de la Tierra actúa como el vidrio del techo y las paredes de un
invernadero: permite el paso de la luz solar pero no deja escapar el calor
atrapado cerca de la superficie, aumentando la temperatura. Este fenómeno
produce un calentamiento que se conoce como efecto invernadero.
El calor atrapado rebota hacia la Tierra por las moléculas de gases
existentes en la atmósfera, principalmente CO2 y CH4 (metano).
Así, el cambio en la composición de la atmósfera, producto de la actividad
humana, produce el aumento de las temperaturas en todo nuestro planeta,
es decir un calentamiento global.
Este aumento artificial de la temperatura lleva aparejados fenómenos tales
como:
• Disminución de las masas de hielos polares.
• Derretimiento de los glaseares o hielos polares.
En nuestro país los impactos, podrían ser7:
• Derretimiento de los glaseares.
• Disminución de la disponibilidad de agua dulce (sobre todo en la zona
central).
• Intensificación de la aridez y avance del desierto hacia el sur.
• Aumento de las precipitaciones en el extremo sur.
• Fenómenos del niño más frecuentes e intensos.
7 Fuente: Estudio sobre vulnerabilidad de Chile, publicado en Primera Comunicación Nacional de Cambio Climático año 2000.
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CAPITULO III: PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN VIVIENDAS
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3.1 AISLACIÓN TÉRMICA La aislación térmica se define como la capacidad de oposición al paso de
calor de un material o conjunto de materiales, y que en construcción se
refiere esencialmente al intercambio de energía calórica entre el ambiente
interior y el exterior.
La aislación térmica en una vivienda es importante por que permite una
temperatura adecuada al interior de la vivienda, lo que lleva a aumentar el
confort térmico de sus habitantes, disminuir el riesgo de condensación
superficial (1), y formación de hongos y además disminuir los riesgos para la
salud de las personas.
Otra de las ventajas de la aislación térmica es el ahorro de energía, ya sea
para calefaccionar o enfriar la vivienda, por lo tanto un ahorro económico, ya
que se requerirán equipos de menor potencia, y el consumo de combustible
será menor.
La aislación térmica adecuada también permite una mejor conservación de
la estructura de la vivienda, ya que se evitan los problemas de condensación
intersticial (2).
Para lograr una aislación térmica adecuada se tiene varias alternativas, una
de ella es aumentar el espesor de pared del material, sin embargo, esta
solución se vuelve rápidamente antieconómica, ya que el espesor del muro
debe aumentar mucho para poder disminuir el coeficiente de transferencia
global de calor U (3).
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Otra alternativa es el uso de materiales aislantes térmicos; el tipo de aislante
y el espesor a utilizar de este, va a depender de las condiciones climáticas
de la región donde este ubicada la vivienda, y de la reglamentación vigente
respecto del tema.
En Chile, el artículo Nº 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y
Construcciones (OGUC), contempla los requisitos de acondicionamiento
térmico a las viviendas. Hay que destacar que éste fue modificado en dos
etapas, la primera etapa relativa a los complejos de techumbres y la segunda
etapa relativa a muros, pisos ventilados y superficie vidriada máxima para
ventanas. Esta última entro en vigencia en enero del 2007, quedando por
implementar una tercera etapa, que considera la certificación energética
sobre el comportamiento global.
Estas exigencias se aplican en función de la zona climática de ubicación de
la vivienda, según esto Chile esta dividido en 7 zonas térmicas dependiendo
de los “grados días”, que representa durante el periodo de un día, la
diferencia entre la temperatura fijada como “base”, y la media diaria de las
temperaturas bajo la temperatura de base, igualando a la base aquellas
superiores a ésta. En este caso la temperatura considerada como base es de
15ºC de cada localidad. Según esta certificación, la Región de Magallanes
corresponde a la zona climática 7, Sur extremo.
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3.2 MUROS La aislación térmica se considera imprescindible para los muros exteriores de
la vivienda, es decir, para los muros que limiten espacios interiores de la
vivienda con el espacio exterior.
Para la aplicación del artículo 4.1.10 de la OGUC se considerará complejo de
muro al conjunto de elementos constructivos que lo conforman y cuyo plano
de terminación interior tenga una inclinación mayor a 60º sexagesimales,
medidos desde la horizontal.
Lamina N° 3.1: Perdida de calor en muro.
Las exigencias para la zona climática correspondiente a la ciudad de Punta
Arenas, son las siguientes:
Tabla N° 3.1: Reglamentación Térmica, OGUC.
Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
8 U máx: Coeficiente de transferencia Global de Calor (W/m²K) 9 Rt min: Resistencia térmica minima (m²K/W)
ZONA U máx.8
W/m²K
Rt min.9
m²K/W
7 0,6 1,67
Q
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3 .3 PISOS
Para efectos de la aplicación del artículo 4.1.10 de la OGUC se considerará
complejo de piso ventilado al conjunto de elementos constructivos que lo
conforman y que no están en contacto directo con el terreno. Los planos
inclinados inferiores de escaleras o rampas que estén en contacto con el
exterior también se considerarán como pisos ventilados.
Lamina N° 3.2: Perdida de calor en Pisos.
Las exigencias para la zona climática de la ciudad de punta Arenas, son las
siguientes:
Tabla N° 3.2: Reglamentación Térmica, OGUC.
Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
ZONA U máx.
W/m²K
Rt min.
m²K/W
7 0,32 3,13
Q
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3.4 TECHUMBRES La techumbre está constituida por todos los elementos que conforman la
envolvente superior de la vivienda, delimitada en el interior por el cielo y en el
exterior por la cubierta, los frontones y aleros. Entonces para calcular la
resistencia térmica de la techumbre, hay que considerar el cielo, el espacio
de aire del entretecho y la cubierta.
Se consideran como elementos de techumbres aquellos elementos que
tengan menos de 60º desde la horizontal. Otros elementos con más de 60º
con respecto a la horizontal serán considerados como muros.
Lamina N° 3.3: Perdida de calor en Techumbres.
Las exigencias para la zona climática de la ciudad de punta Arenas, son las
siguientes:
Tabla N° 3.3: Reglamentación Térmica, OGUC.
Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
ZONA U máx.
W/m²K
Rt min.
m²K/W
7 0,25 4,00
Q
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3.5 VENTANAS Se considerará complejo de ventanas, a los elementos constructivos que
constituyen los vanos vidriados de la envolvente de la vivienda.
Las exigencias para las ventanas hacen referencia al máximo de superficie
vidriada, respecto a parámetros verticales de la envolvente de la vivienda,
esto en relación al tipo de vidrio que se emplea y a la zona térmica en la en
la cual se encuentra la vivienda.
Lamina N° 3.4: Perdida de calor en Ventanas.
Las exigencias para la zona climática de la ciudad de punta Arenas, son las
siguientes:
% Máximo de superficie vidriada
Doble vidriado
Doble vidriado hermético
ZONA
Vidrio Monolítico
3,6 w/m²K ≥ U
> 2,4 W/m²K
U ≤ 2,4 W/m²K
7 12% 28% 37%
Tabla N° 3.4: Reglamentación Térmica, OGUC.
Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
Q
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29
CAPITULO IV: CONDUCCIÓN DE CALOR
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La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía
térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas,
sin flujo neto de materia, y que tiende a igualar la temperatura dentro de un
cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
La conducción del calor es muy reducida en el espacio vacío y es nula en el
espacio vacío ideal, espacio sin energía.
4.1 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide
la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad
térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía
cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con
las que está en contacto.
La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la
capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
4.1.2 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN LOS MATERIALES La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la
capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en
general en cuerpos continuos, y es baja en los polímeros, siendo muy baja
en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan
por eso aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta
una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes
donde se ha practicado un vacío bajo.
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En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la conducción
de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad o configuraciones
con un elevado área de contacto. En otros, el efecto buscado es justo el
contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se
emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios, y se
disponen en configuraciones con poca área de contacto.
El coeficiente de conductividad térmica (λ) caracteriza la cantidad de calor
necesario por m², para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de
material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura, entre
las dos caras. La conductividad térmica se expresa en unidades de W/
(m·K)10, (J/(s· m· °C))11. Es una propiedad intrínseca de cada material que
varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que
suelen hacerse las mediciones a 300 K (26,84°C), con el objeto de poder
comparar unos elementos con otros. Es un mecanismo molecular de
transferencia de calor que ocurre por la excitación de las moléculas. Se
presenta en todos los estados de la materia pero predomina en los sólidos.
10 En el Sistema Internacional se mide: Watt/metro × kelvin.
11 En el Sistema Técnico se mide: kilocalorías/ hora × metro × kelvin.
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4.2 DENSIDAD La densidad, simbolizada habitualmente por la letra griega y denominada
en ocasiones masa específica, es una magnitud referida a la cantidad de
masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos
absolutos o relativos. En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado,
como una piedra o un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y
liviano, como un corcho o un poco de espuma.
4.2.1 DENSIDAD ABSOLUTA
La densidad es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el
volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo
por metro cúbico (Kg/m³), aunque frecuente y coloquialmente se expresa en
g/cm³. La densidad es una magnitud intensiva (4).
Estudio Técnico Para Rehabilitación de Vivienda Social Entorno a la Eficiencia Energética
33
4.3 CALOR ESPECÍFICO El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de
calor que hay que suministrar a la unidad de masa del sistema considerado
para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius) a partir de
una temperatura dada; en general, el valor del calor específico depende de
dicha temperatura inicial. Se la representa con la letra c (minúscula).
En forma análoga, se define la capacidad calorífica de una sustancia o
sistema termodinámico como la cantidad de calor que hay que suministrarle
para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius) a partir de
una temperatura dada. Se la representa con la letra C (mayúscula).
Obviamente, el calor específico es la capacidad calorífica específica, esto es
c= C /m.
El calor específico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es
representativa de cada sustancia; por el contrario, la capacidad calorífica es
una propiedad extensiva (5) representativa de cada cuerpo o sistema
particular. Cuanto mayor es el calor específico de las sustancias, más
energía calorífica se necesita para incrementar la temperatura.
Estudio Técnico Para Rehabilitación de Vivienda Social Entorno a la Eficiencia Energética
34
En la siguiente tabla se muestra la conductividad térmica, la densidad y el
calor especifico de los materiales usados en la construcción de la vivienda
tipo.
Tabla N° 4.1: Propiedades materiales utilizados. Fuente: Tesis año 2007, Análisis Térmico Cuantitativo
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7.1.2 AISLACIÓN DE TECHUMBRE
Para el complejo de techumbre se considera una variación en el espesor del
aislante utilizado en este caso, poliestireno expandido de 50mm de espesor,
sin variar los otros parámetros de construcción.
Gráfico 7.2: Necesidad de calefacción según espesor de aislación de techo. Fuente: Tesis año 2007, Análisis Térmico Cuantitativo.
Se puede apreciar que al considerar el espesor del aislante de 10 cm se
obtiene una disminución de la necesidad de calefacción de 9,8%, con
respecto a la vivienda tipo (5 cm), y al considerar el espesor del aislante de
16 cm la necesidad de calefacción disminuye en 14,1%.
Para cumplir con la normativa vigente, el espesor de aislación que cumple
con la exigencia minima según nuestra zona que es la numero 7, al emplear
poliestireno expandido es de 16 cm, por lo tanto si se compara con la
vivienda se obtiene un ahorro de 14,1% en la necesidad de calefacción.
Por esto se empleará aumentar el espesor del aislante del techo a 16 cm.
26.739
24.11922.969
21.000
22.000
23.000
24.000
25.000
26.000
27.000
Monto $
Aislante 5cm Aislante 10cm Aislante 16cm
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57
Otra variante a considerar es el material de aislación de complejo de
techumbre, para la cual se comparó tres alternativas diferentes,
considerando como base la vivienda tipo, modificando el material utilizado en
la aislación del complejo de techumbre y el espesor para cumplir con la
reglamentación vigente de la OGUC.
Estas alternativas son:
• Lana de vidrio de 16 cm de espesor.
• Poliestireno expandido de 16 cm de espesor.
• Poliuretano rígido de 9,9 cm de espesor.
Gráfico 7.3: Necesidad de calefacción según espesores de aislación de
muros. Fuente: Tesis año 2007 Análisis Térmico Cuantitativo.
Como se puede apreciar, al comparar las tres situaciones que cumplen con
la Reglamentación, al utilizar lana de vidrio de 16 cm de espesor para el
complejo de techumbre, la necesidad de calefacción disminuye en un 14,2%,
al considerar poliestireno expandido de 16 cm como aislante se ahorra un
13,8 %, y para el poliuretano rígido el ahorro observado es de 14,3%.
También se debe señalar, que al comparar estos tres tipos de aislantes, la
variación de necesidad de calefacción es muy pequeña entre si.
26.739
22.942 23.046 22913
21.000
22.000
23.000
24.000
25.000
26.000
27.000
Monto $
P. Expandido5cm
L. Vidrio 16cm P. Expandido16cm
P. Rigdo 9,9cm
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7.2 SUPERFICIE VIDRIADA
La superficie vidriada va en directa relación con el tipo de ventana que se
emplee en la construcción de la vivienda. Se realizará una comparación entre
la vivienda tipo y dos casos que cumplen con la normativa vigente.
En la vivienda tipo se tiene que la superficie vidriada corresponde al 11% de
la superficie total de la envolvente de la vivienda (anexo 1).
Según la normativa vigente si se emplea vidrio monolítico en las ventanas de
una vivienda correspondiente a la zona 7, el porcentaje máximo de superficie
vidriada es de 12%, en el caso del vidrio doble a 28% y al utilizar vidrio doble
de baja emisividad la superficie vidriada máxima es de 37%.
Se mantendrá sin variación el porcentaje de superficie vidriada, variando solo
el tipo de vidrio empleado.
Gráfico 7.4: Necesidad de calefacción según tipo de ventana empleada Fuente: Tesis año 2007 Análisis Térmico Cuantitativo.
Se puede observar que la necesidad de calefacción disminuye en 4,8% al
emplear vidrio doble y 12,5% al emplear vidrio doble de baja emisividad.
Todas estas situaciones cumplen con la normativa de Reglamentación
Térmica.
26.739
25.456
23.397
21.000
22.000
23.000
24.000
25.000
26.000
27.000
Monto $
Vidrio Simple V. Doble VD baja emisividad
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7.3 ORIENTACIÓN DE LA VIVIENDA
Es muy importante que a todos los recintos de una casa le llegue sol,
porque da luz y protege del frío y la humedad. Por esto hay que tener en
cuenta que:
• El sol de la mañana (oriente) es una buena orientación para los
dormitorios (luz en la mañana).
• El sol por el norte es el asoleamiento mejor y más parejo porque en
verano lo podemos graduar con el alero y en invierno –como viene
más recostado- nos alumbra hasta el interior de la casa.
• El sol de la tarde (poniente) es caluroso en verano, pero es una
buena luz para el estar-comedor (nos da luz hasta más tarde).
• Los muros que dan al sur, hay que tener en cuenta que son
generalmente húmedos, porque por el sur nunca hay sol.
• Para asegurar una temperatura adecuada en invierno es importante
ubicar las ventanas de la vivienda con orientación Norte, así se capta
una cantidad importante de radiación solar.
• Para asegurar una temperatura adecuada en verano, frente a las
ventanas donde llega el sol, es importante considerar elementos de
protección como vegetación (árboles, parrones) u otro sistema (toldos)
que pueda ser adaptado a las diferentes necesidades de la estación.
Al tener una buena orientación nororiente se puede obtener un ahorro en la
necesidad de calefacción de un 5,5%13.
13 Fuente: Revista BIT. Energía en viviendas. Más eficiencia y menos consumo. volumen 43. año2003.
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7.4 VENTILACIÓN De forma general, es en los edificios y particularmente en las viviendas,
donde se esta más expuesto a poluciones peligrosas para la salud.
Figura 7.5: Porcentaje de exposición media a algunos contaminantes Fuente: Jornadas de la ventilación, Miguel Lautor.
7.4.1 NECESIDAD DE VENTILAR Es necesario ventilar para controlar las concentraciones de contaminantes
peligrosos para la salud producida por:
• El metabolismo de las personas (respiración, transpiración).
• La actividad de las personas (fumar, uso de productos de limpieza,
cocción, aseo)
• Los componentes de la construcción (pinturas, pegamentos,
revestimientos).
Para obtener un mayor confort en la vivienda controlando concentraciones de
contaminantes molestos para el bien estar:
• Olores
• Humedad relativa
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
CompuestosOrgánicos
Formaldehído
Bióxido de azufre
Monoxido de carbono
En el auto
Fuera
En otros locales
En casa
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61
Para la vida útil de la vivienda también es importante la ventilación ya que
nos sirve para preservar la construcción controlando las concentraciones de
vapor de agua y moho en los puntos fríos de la vivienda.
FUENTES DE PRODUCCION DE VAPOR DE AGUA (g/h)
Cocina de gas a fuego lento 100
Cocina de gas a fuego alto 400
Olla en ebullición tapada 350
Olla en ebullición destapada 900
Ducha caliente 2000
Baño caliente 300
Plato caliente sobre una mesa 60
Transpiración de una persona en actividad mínima 100
Transpiración de una persona en actividad máxima 400
Respiración de una persona en reposo 40
Tabla 7.1: Principales fuentes de producción de vapor de agua en la
vivienda. Fuente: Jornadas de la ventilación, Miguel Lautor.
Entre las funciones de la ventilación podemos destacar:
• Renovar el aire necesario a la respiración.
• Evitar acumulación de olores o gases tóxicos.
• Garantizar el correcto funcionamiento de los aparatos de combustión.
• Evitar el deterioro de la vivienda.
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7.4.2 VENTILACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
En el pasado:
Mala estanquidad de la vivienda permitiendo la ventilación natural por
infiltraciones:
• Falta de confort.
• Pérdidas energéticas importantes.
En el presente:
Estanquidad reforzada de las viviendas por motivos de confort térmico,
acústico, ahorro de energía, que no permite la ventilación natural por
infiltraciones.
• Calidad de aire interior deficiente.
• Falta de confort.
• Riesgos de condensaciones.
Por esto se puede decir que es necesario tener una ventilación controlada.
Para mantener la calidad del aire de los espacios interiores hace falta
asegurar una renovación mínima (del orden de 0,5 vol/hora). Se debe
controlar el momento del día que se hace y la duración en función de la
época del año (verano- invierno).
La renovación se puede conseguir con las infiltraciones de las carpinterías
exteriores, la ventilación voluntaria y los sistemas de ventilación mecánicos.
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CAPITULO VIII: AHORRO DE AGUA
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En primer lugar, el agua cubre casi un 80% de la superficie de la Tierra.
Aunque pareciera que es un recurso muy abundante, es importante destacar
que mucho menos del 1% de ésta es agua dulce, es decir, apta para usos
domésticos, industriales o comerciales y turísticos. Por otra parte, el agua
salada sustenta importantes cadenas alimenticias claves para la alimentación
mundial además, vive en ella una vegetación muy pequeña que es la que
aporta más de un 60% del oxígeno de la Tierra.
El agua dulce que podemos utilizar se encuentra en los lagos, ríos y lluvias, y
debe alcanzarnos para que ninguna persona, planta o animal tenga sed, para
que los animales acuáticos vivan en ella, para regar los campos, usar en las
industrias, mantener húmedos los bosques y regar los jardines. Por eso es
importante mantenerla limpia y economizarla.
Gráfico 8.1: Consumo de agua estimado en Chile.
Fuente: Sitio web www.explora.cl, Publicado Octubre 2007
En el gráfico se puede observar el consumo estimado de agua en Chile en el
cual se aprecia que el mayor consumo de agua corresponde al consumo
agrícola (riego), con un 89,2 % del total y con una demanda de 629 m³/seg.;
el 5,5% corresponde al sector doméstico con una demanda de 38 m³/seg.; y
5,3% restante corresponde al sector Minero-Industrial cuya demanda es de
37 m³/seg.
5,5 %
5,3 %
89,2 %
AgrícolaDomésticoMinero-Industrial
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8.1 SISTEMAS DE AHORRO DE AGUA
El ahorro del agua en el contexto del calentamiento global y de la
desertificación de muchas zonas de nuestro planeta es un tema muy
importante para toda la población y en particular para los técnicos de la
construcción. A continuación se explican los diferentes sistemas de ahorro de
agua para edificios y zonas con jardines, que junto a un buen uso permiten
minimizar el gasto de agua hasta un 40%, reduciendo así el coste de la
misma.
8.1.2 USOS INTERIORES DEL AGUA POTABLE Los dispositivos domésticos para el uso eficiente del agua potable tienen un
papel primordial para el ahorro en inodoros, 30 % en las llaves de jardín, 20
% en las lavadoras de ropa, entre 3 - 10 % en las llaves de lavamanos y
lavaderos, y 5 % en otras actividades de limpieza.
El consumo promedio de agua potable de una persona es de 150 l/día.14
8.1.3 GRIFERIAS Y CONTROLADORES La apertura de una llave es un de las acciones mas representativas en el
gasto de agua. Instalando dispositivos de ahorro en la grifería se puede
llegar a un ahorro de hasta el 40% del consumo total de agua. El control del
consumo se puede realizar mediante la instalación de un contador individual
para agua fría y caliente.
14 Fuente: Cortés, 1991; Reyes et al, 2002.
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8.2 GRIFERÍA NUEVA Monomando
Es una llave mezcladora en la cual la abertura, cierre y mezcla de agua se
realizan mediante una sola palanca. El caudal de agua se regula moviendo la
palanca hacia arriba y abajo. La selección de temperatura se realiza girando
gradualmente la palanca de derecha a izquierda.
Ventajas Desventajas Solución Garantiza supresión de fugas y goteos
El fácil accionamiento de la palanca hace que el usuario la abra a tope.
La selección de temperatura requiere menos tiempo
Se utiliza mas agua
caliente o tibia que con
el sistema bimando.
Abertura en frío: Por
defecto la palanca
monomando se sitúa
automáticamente en
posición de agua fría.
Tabla 8.1: Sistema de grifería Monomando.
Fuente: Sitio web www.csostenible.net, Agenda de la Construcción Sostenible, 2009
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8.3 REGULADORES DE CAUDAL Se trata de un reductor de caudal para limitar el caudal máximo del grifo.
Limitadores de recorrido:
También llamados discos eficientes o ecodiscos. Se trata de discos dentados
que limitan el recorrido de la palanca con el objetivo de reducir el caudal
máximo.
Termostáticos Suelen estar adaptados a llaves de ducha y baño-ducha y disponen de un
selector de temperatura. En su interior están formados por materiales
termosensibles que se contraen o expanden en función de la temperatura. La
reducción de consumo eléctrico está entre 7-17% además de su ahorro de
agua.
Temporizadores Su uso está muy extendido en edificios de uso público y en el sector
servicios. Se accionan pulsando un botón que deja salir agua durante un
determinado tiempo y se cierran automáticamente. La reducción de consumo
se estima entre un 30 y un 40%.
Electrónicos
Se suele colocar en edificios de uso público y en el sector servicios. También
es conocida como grifería con detección por infrarrojos. Hay modelos que
posibilitan la mezcla de agua fría y caliente. La abertura del grifo se activa
colocando las manos debajo del caño de agua y se cierra automáticamente
cuando se retiran las manos. Se consigue el máximo ahorro de agua y
energía.
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8.4 GRIFERIA EXISTENTE. Existen soluciones económicas para reducir el consumo de agua de grifería
existente como aireadores, perlizadores y limitadores de caudal. El consumo
habitual en grifería tradicional es de 15 l/min si se utilizan mecanismos
reductores o aireadores se puede reducir el consumo a unos 4-8 l/min.
Aireadores perlizadores.
Se trata de un dispositivo que se enrosca en el grifo y que mezcla el agua
con el aire, de manera que el agua sale como si fuese un chorro de agua en
forma de perlas. Los aireadores permiten un ahorro del 40% de agua en los
grifos tradicionales.
Limitadores de caudal.
Estos dispositivos se pueden instalar en la toma grifería de los lavamanos y
duchas. Funcionan correctamente a presiones de servicio comunes (1-3 bar).
Pueden limitar el consumo de agua en grifos de 15 l/min a 8 l/min y en
duchas de 20 l/min a 10 l/min.
Contadores individuales
Los contadores individuales para agua fría y caliente son elementos clave
para poder controlar el gasto de agua a través de la lectura periódica de los
mismos, fomentando así una política de ahorro entre los usuarios.
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WC En la actualidad las manillas giratorias usadas en los sanitarios (inodoros) al
descargar el estanque para eliminar orina o excremento lo descargan
completamente, gastando la misma cantidad de agua para las dos acciones.
Para solucionar este problema se existen un conjunto de manillas sanitarias,
giratorias y económicas que a voluntad del usuario, al descargar el estanque
para eliminar el orina lo descarga parcialmente. Produciendo una
considerable economía en el agua. También es aconsejable usar estanques
de inodoro de 6 litros.
Gasto de agua doméstico Una persona que vive en una ciudad utiliza, en promedio, 250 litros de agua al día:
Tabla 8.1: Gasto doméstico estimado.
Fuente: Sitio web www.explora.cl, Publicado Octubre 1997
Actividad Gasto (L) Ducha 5 minutos 200 Lavarse lo dientes (2 min.) 4 Afeitarse 3,78 Baño de tina nivel mínimo de agua 45,1 Descarga estanque tamaño pequeño.
20
Lavado y enjuagado en lavaplatos. 52 Regar un jardín 10m² 250 Lavar un auto con manguera en forma continua.
400
Lavar ropa 30 Lavar y cocinar alimentos 15 Otros usos (como beber o lavarse las manos).
10
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8.5 EL AGUA CALIENTE SANITARIA. Sistemas instantáneos: Los sistemas instantáneos calientan el agua en el momento en que es
necesario.
Es el caso del calefón a gas o eléctrico, las calderas murales de calefacción y
agua caliente (calderas mixtas). Su inconveniente es que, hasta que el agua
alcanza la temperatura deseada en el punto de destino, se desperdicia una
cantidad considerable de agua y energía. Esto es aun peor cuanto más
alejado se encuentra el calentador de los puntos de consumo.
Otra desventaja importante es que cada vez que necesitamos agua caliente
se pone en marcha el calentador. Estos continuos encendidos y apagados
incrementan considerablemente el consumo, así como el deterioro del
equipo.
También ofrecen un servicio muy limitado para abastecer con agua caliente a
dos puntos simultáneos. A pesar de ello, los sistemas instantáneos siguen
siendo los más habituales en los suministros individuales de agua caliente.
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Sistemas de acumulación: Los sistemas de acumulación pueden ser de dos tipos:
• Un equipo que calienta el agua (por ejemplo, una caldera o una bomba de
calor) más un termo acumulador.
• Termoacumuladores de resistencia eléctrica (calentadores eléctricos).
Para producir agua caliente, los sistemas con bomba de calor eléctrica son
opciones mucho más eficientes que los calentadores eléctricos.
Los sistemas de caldera más acumulador son los más utilizados entre los
sistemas de producción centralizada de agua caliente.
El agua, una vez calentada, es almacenada para su uso posterior, en un
tanque acumulador aislado. Estos sistemas son más eficientes que los
individuales y presentan numerosas ventajas:
• Se evitan los continuos encendidos y apagados de la caldera que pasa a
trabajar de forma continua y, por tanto, más eficientemente.
• La potencia necesaria para suministrar el agua caliente a un conjunto de
usuarios es muy inferior a la suma de las potencias que corresponderían si
los suministros se hiciesen de forma individual.
• El agua caliente acumulada puede utilizarse adicionalmente para alimentar
un sistema de calefacción.
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CAPITULO IX: ELECTRODOMÉTICOS E ILUMINACIÓN
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9.1 ELECTRODOMÉSTICOS CON ETIQUETADO ENERGÉTICO
Los electrodomésticos de línea blanca como los microondas, refrigeradores,
lavadoras, junto con la iluminación, son equipamientos de uso común en
nuestras casas.
Sin embargo, al contrario de lo que suele suceder con la iluminación o
suministro de agua, la compra de estos equipos depende de los usuarios.
Adquirir un equipo eficiente es sencillo e importante cuando existe
información y etiquetado energético.
9.1.2 ETIQUETADO ENERGÉTICO El año 2005 se creo el programa de etiquetado de eficiencia energética (EE),
cuyo objetivo es crear un mercado de artefactos domésticos enérgicamente
eficiente, esta entrega información sobre el consumo energético de los
artefactos domésticos con el fin de que el consumidor compare los productos
antes de comprar.
En Chile se cuenta con etiquetado energético para los refrigeradores,
congeladores, las ampolletas incandescentes y fluorescentes compactas.
9.1.3 CATEGORÍAS ENERGÉTICAS Las categorías energéticas son 7, identificados por barra de colores y letras:
color verde y letra A, para los equipos más eficientes y color rojo y G para los
menos eficientes.
Es muy importante saber que el consumo de energía, para usos similares,
puede llegar a ser casi tres veces mayor en un electrodoméstico G que en un
A.
La mayor parte de los aparatos (a excepción de la iluminación) tienen una
vida media sobre diez años, por ende, al hacer uso de un artefacto eficiente
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(A) el ahorro en la boleta de la electricidad será considerable dentro del gasto
familiar.
Figura 9.1: Etiqueta energética.
Fuente: Guía de la buena energía (PPEE). 2005.
Gasto de energía de los electrodomésticos y consumo.