Análisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las exigencias de la nueva...

7/23/2019 Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las exigencias de la nueva normativa trmi

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

DEPARTAMENTO DE INDENERA DE OBRAS CIVILES

ANLISIS COMPARATIVO DE SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS QUE

PERMITEN CUMPLIR LAS EXIGENCIAS DE LA NUEVA NORMATIVA

TRMICA EN LA IX REGIN

__________________________________________

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR__________________________________________

PROFESOR GUA: SR. MAURICIO GONZALEZ D

MILTON ARIEL CURIQUEO QUILODRN2007


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RESUMEN

El propsito de este trabajo es comparar 3 alternativas de soluciones constructivas

inscritas en el listado oficial de soluciones constructivas del Minvu, que se estn utilizando en

nuestra zona o zona vecina, con el propsito de identificar la mas viable tcnica y

econmicamente para implementar en una vivienda en nuestra regin. Para tal propsito

comienzo definiendo algunos conceptos trmicos relevantes para comprender las aplicaciones de

captulos posteriores y sealando el actual panorama energtico en muestra regin.

Para enriquecer el trabajo incluyo la normativa trmica actualmente vigente y que es la

pauta para verificar si las transmitancias trmicas calculada satisfacen tal normativa, agregando

algunos comentarios acerca de ella; en la siguiente etapa efecto una descripcin detallada de los

3 sistemas constructivos considerados, en cuanto a caractersticas, componentes, proceso

constructivo, recomendaciones constructivas, mano de obra, proveedores, ventajas y desventajas.

Una vez definido cada sistema la siguiente etapa corresponde a un estudio de costos de

implementacin de cada solucin constructiva. La siguiente etapa consiste en un anlisis

cuantitativo de aislacin trmica y gasto energtico, aplicando los procedimientos de clculo que

especifica la normativa trmica y descritos en la NCh 853 of.91.a una vivienda tipo. Paracomplementar el estudio mido la percepcin de los usuarios de cada sistema en base a una

encuesta y detallo la experiencia en terreno de obras para cada sistema considerando cada actor

que interviene en la ejecucin del proyecto.

Ya teniendo toda la informacin expuesta, formulo un anlisis comparativo como un

resumen de las propiedades ms relevantes de los sistemas, siendo este anlisis la base de las

conclusiones finales del trabajo en base a los objetivos.


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INDICE DE CONTENIDOS

Contenido Pgina

CAPTULO 1.- INTRODUCCIN 1-2

1.1 Descripcin de problema 1

1.2 Objetivos 2

CAPTULO 2.- CONCEPTOS TRMICOS Y GENERALIDADES 3-18

2.1 Calor 3

2.2 Flujo de calor 3

2.3 Densidad del flujo 3

2.4 Aislacin trmica 3

2.5 Transferencia de calor 4

2.5.1 Conduccin 5

2.5.2 Conveccin 52.5.3 Radiacin 6

2.6 Conductividad trmica 7

2.7 Resistencia trmica 7

2.7.1 Resistencia trmica de una capa material 8

2.7.2 Resistencia trmica total de un elemento compuesto 8

2.7.3 Resistencia trmica de una cmara de aire no ventilada 8

2.7.4 Resistencia trmica de superficie 8

2.8 Transmitancia trmica 9

2.9 Mtodos de clculo de la resistencia trmica total y de la transmitancia trmica

de elementos constructivos9

2.9.1 Resistencias trmicas de superficie 9

2.9.2 Elementos simples y homogneos 10

2.9.3 Elementos compuestos 10

2.9.4 Elementos heterogneos 11

2.9.5 Elementos y complejos de espesor variable 11


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2.9.5.1 Elementos con capas de espesor variable 12

2.9.5.2 Complejos con cmara de aire de espesor variable 12

2.10 Eficiencia energtica 15

2.11 Contaminacin Atmosfrica en Temuco y Padre las casas. 16

CAPTULO 3.- NORMATIVA TRMICA 19-32

3.1.1 Complejos de techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados 19

3.1.2 Exigencias para ventanas 23

3.2 Comentario sobre Normativa Trmica 28

CAPTULO 4.- SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 33-94

4.1 Albailera Armada, de ladrillos cermicos con revestimiento trmico interior

Poligyp33

4.1.1 Descripcin general 33

4.1.2 Caractersticas tcnicas del sistema 33

4.1.2.1 Albailera Armada 34

4.1.2.2 Revestimiento Trmico POLIGYP 41

4.1.2.2. A Elementos del sistema 43

4.1.3 Proceso de montaje de Poligyp 47

4.1.4 Recomendaciones 52

4.1.5 Mano de Obra 52

4.1.6 Certificacin de propiedades trmicas 53

4.1.7 Proveedores en la zona 54

4.1.8 Ventajas y desventajas del sistema 54

4.2 Albailera Armada, de Hormign Celular Termo Block 55



4.2.2.1Bloques de Hormign celular 56

4.2.2.2 Morteros 63

4.2.2.3 Herramientas 65

4.2.2.4 Elementos complementarios 67


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4.2.3 Proceso Constructivo Hebel 68






4.3 Termopared Exacta 74



4.3.3 Componentes del sistema 78

4.3.4 Proceso Constructivo Exacta 83

4.3.4.1 Instalacin de la primera hilada 83

4.3.4.2 Hormigonado de la primera hilada 85

4.3.4.3 Enfierraduras 85

4.3.4.4 Instalacin de las hiladas posteriores 86

4.3.4.5 Hormigonado de las hiladas posteriores 87

4.3.4.6 Encuentros 88

4.3.4.7 Revestimientos 904.3.4.8 Gasfitera y Electricidad 91






CAPTULO 5.- ESTUDIO DE COSTOS DE IMPLEMENTACIN DESISTEMAS CONSTRUCTIVOS

95-106

5.1 Descripcin general 95

5.2 Muro Tipo 95

5.3.1 Muro de albailera armada con aislacin trmica adicional. 96

5.3.2 Muro de albailera de hormign celular. 97

5.3.3 Termopared de hormign Exacta. 99


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5.3.4 Elementos del muro tipo comunes a los sistemas 100

5.3.5 Presupuesto Muro para cada sistema constructivo 103

5.3.6 Comparacin de resultados 106

CAPTULO 6.- ANLISIS CUANTITATIVO DE AISLACIN TRMICAY GASTO ENERGTICO

107-139


6.2 Vivienda Tipo 107

6.2.1 Especificaciones tcnicas 109

6.2.1.1 Complejo de Pisos 109

6.2.1.2 Complejo de Techumbre 111

6.2.1.3 Ventanas 112

6.3 Vivienda Tipo: Albailera armada 115

6.3.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Albailera

armada116

6.3.2 Transmitancia trmica ponderada para vivienda 117

6.4 Vivienda Tipo: Albailera de bloques Termoblock 118

6.4.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Albailera de

bloques Termoblock

119


6.5 Vivienda Tipo: Termopared Exacta 121

6.5.1 Transmitancia trmica a travs de muros en Vivienda Tipo: Termopared

Exacta122


6.6 Vivienda Tipo: Complejo de techumbre 124

6.6.1 Transmitancia trmica a travs de techumbre en Vivienda Tipo 124


6.7 Vivienda Tipo: Pisos 130

6.7.1 Transmitancia trmica a travs de pisos en Vivienda Tipo 130


6.8 Vivienda Tipo: Ventanas 132

6.8.1 Transmitancia trmica a travs de ventanas en Vivienda Tipo 132

6.8.2 Porcentaje mximo de ventanas para vivienda 133



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6.9 Anlisis de gasto energtico 136

6.9.1 Temperatura de Confort 136

6.9.2 Determinacin de la prdida de energa 137

6.9.3 Clculo de prdida de energa 137

6.10 Gasto en calefaccin 139

CAPTULO 7.- PERCEPCIN DE LOS USUARIOS 140-148


7.2 Diseo del estudio 140

7.3 Aplicacin del estudio 141

7.4 Comentario del estudio 147

CAPTULO 8.- OBRAS DONDE SE HA UTILIZADO CADA SISTEMACONSTRUCTIVO

149-169


8.2. Arboleda del Portal: Albailera armada + aislacin adicional 150

8.3. Valle de Alcal: Albailera de bloques de hormign celular 157

8.4. Vivienda unifamiliar, Familia Berckemeyer: Termopared Exacta 164

CAPTULO 9.- ANLISIS COMPARATIVO DE LOS SISTEMAS 170-172


9.2 Cuadro comparativo 171

CAPTULO 10 - CONCLUSIONES 173-176

BIBLIOGRAFIA 177- 177


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INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Resistencias trmicas de superficie 9

Tabla 3.1 Exigencias trmicas para techumbres, muros y pisos ventilados 19

Tabla 3.2 Alternativas R100 para cumplir con la normativa 22

Tabla 3.3 Exigencias para ventanas 24

Tabla 3.4 Exigencia alternativa para ventanas 26

Tabla 4.1 Clasificacin por grado y clase de ladrillos cermicos 34

Tabla 4.2 Caractersticas de ladrillo Extra Titn 36

Tabla 4.3 Resistencia a la compresin mortero 37

Tabla 4.4 Retencin de agua del mortero 37

Tabla 4.5 Caractersticas del mortero de pega 38

Tabla 4.6 Caractersticas del hormign de relleno 39

Tabla 4.7 Especificaciones tcnicas Poligyp 42

Tabla 4.8 Resistencia a la compresin de bloques de H.C.A 57

Tabla 4.9 Conductividad trmica de bloques de hormign celular 58

Tabla 4.10 Caractersticas de bloque macizos de H.C.A 60

Tabla 4.11 Caractersticas de bloque macizos de H.C.A 60Tabla 4.12 Dimensiones bloques de H.C.A perforados 61

Tabla 4.13 Conductividad trmica de bloques 76

Tabla 4.14 Caractersticas de los bloques de poliestireno expandido 77

Tabla 4.15 Especificaciones tcnicas bloque 250 79

Tabla 4.16 Especificaciones tcnicas bloque 125 80

Tabla 7.1 Muestra considerada en la encuesta 140


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INDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Ejemplo de heterogeneidad simple 11

Figura 2.2 Consumo de energa 16

Figura 2.3 Participacin por regin en el consumo de lea 17

Figura 3.1 Comparacin de temperatura interior para da ms caluroso 31

Figura 3.2 Comparacin de temperatura interior para da ms frio 32

Figura 4.1 Revestimiento trmico Poligyp 41

Figura 4.2 Grafico de propiedades trmicas de Poligyp 42

Figura 4.3 Pegamento Romeral 44

Figura 4.4 Masillas Romeral 44

Figura 4.5 Huinchas para tratamiento de junta Romeral 45

Figura 4.6 Accesorios de terminacin 46

Figura 4.7 Componentes del sistema Romeral 47

Figura 4.8 Trazado en piso y cielo 48

Figura 4.9 Corte de la placa Romeral 48

Figura 4.10 Preparacin del pegamento Romeral 49

Figura 4.11 Colocacin del pegamento Romeral 49Figura 4.12 Colocacin del revestimiento trmico 50

Figura 4.13 Colocacin y encuentro del revestimiento 50

Figura 4.14 Preparacin de la masilla base Romeral 51

Figura 4.15 Aplicacin de masilla y huincha en junta 51

Figura 4.16 Aplicacin 2 capa de masilla 51

Figura 4.17 Certificado de propiedades trmicas Poligyp 53

Figura 4.18 Albailera armada de bloques de hormign celular 55

Figura 4.19 Bloque de H.C.A macizo 60

Figura 4.20 Dimensiones bloques de H.C.A macizos 60

Figura 4.21 Bloque de H.C.A perforado 61

Figura 4.22 Dimensiones bloques de H.C.A perforados 61

Figura 4.23 Detalles de bloques H.C.A 61

Figura 4.24 Escalerilla Hebel 62

Figura 4.25 Escalerilla Hebel 62


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Figura 4.26 Encuentro escalerillas en esquina 62

Figura 4.27 Encuentro escalerillas en T 62

Figura 4.28 Escantilln albailera armada H.CA 64

Figura 4.29 Herramientas Hebel 66

Figura 4.30 Elementos complementarios 67

Figura 4.31 Proceso constructivo Hebel 70

Figura 4.32 Bloque 250 79

Figura 4.33 Bloque 125 80

Figura 4.34 Terminal 250 superior e inferior 81

Figura 4.35 Terminal 125 81

Figura 4.36 Aditivo Poliplus 81

Figura 4.37 Malla de fibra vidrio 82

Figura 4.38 Fundacin radier con zarpa 82

Figura 4.39 Anclaje de armadura vertical 83

Figura 4.40 Correcta posicin de bloques en la hilada 83

Figura 4.41 Primera hilada instalada con anclajes 84

Figura 4.42 Corte en encuentro entre bloques 84

Figura 4.43 Encuentro T 84Figura 4.44 Encuentro L 85

Figura 4.45 Encuentro en ngulo distinto a 90 85

Figura 4.46 Posicin de la armadura en el bloque 85

Figura 4.47 Apuntalamiento de madera 86

Figura 4.48 Albailera armada Exacta 87

Figura 4.49 Buzn concretero 87

Figura 4.50 Seccin encuentro losa muro Exacta 88

Figura 4.51 Seccin encuentro piso de madera con pletina muro Exacta 88

Figura 4.52 Seccin encuentro viga muro Exacta 89

Figura 4.53 Detalle encuentro cercha con muro Exacta 89

Figura 4.54 Detalle de estuco sobre muro Exacta 91

Figura 4.55 Instalacin de tubera pequeo dimetro 92

Figura 4.56 Instalacin de tubera gran dimetro 92

Figura 5.1 Elevacin de muro tipo 95


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Figura 5.2 Elevacin de los tres sistemas analizados 95

Figura 6.1 Vivienda tipo 107

Figura 6.2 Planta de arquitectura vivienda tipo 108

Figura 6.3 Alternativa piso con alfombra 109

Figura 6.4 Alternativa piso con cermica 110

Figura 6.5 Alternativa piso laminado 110

Figura 6.6 Cercha y tabiquera de techumbre 111

Figura 6.7 Ventana termopanel V1 113

Figura 6.8 Ventana termopanel V2 V3 113

Figura 6.9 Ventana vidrio monoltico V4 V5 113

Figura 6.10 Escantilln tipo albailera con aislacin Poligyp 115

Figura 6.11 Escantilln tipo albailera de boques Termoblock 118

Figura 6.12 Escantilln tipo termopared Exacta 121

Figura 6.13 Planta esquemtica de cerchas y frontones 129

Figura 6.14 Grfico de perdida de energa en vivienda segn sistema 139

Figura 7.1 Grfico pregunta 1 141


Figura 7.3 Grfico pregunta 3 142Figura 7.4 Grfico pregunta 4 142















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Figura 7.19 Grfico de evaluacin de usuarios de cada sistema 148

Figura 8.1 Vivienda WY-128 150

Figura 8.2 Plano de ubicacin del proyecto 150

Figura 8.3 Planta 1 nivel 151


Figura 8.5 Pao de albailera 152

Figura 8.6 Albailera estucada y rayada 152

Figura 8.7 Transporte de placa Polyplack 152

Figura 8.8 Preparacin del adhesivo Perlfix 152

Figura 8.9 Trazado del corte 153

Figura 8.10 Corte de la placa con corta cartn 153

Figura 8.11 Aplicacin del pegamento 153

Figura 8.12 Instalacin de la placa 153

Figura 8.13 Fijacin provisoria de la placa 153

Figura 8.14 Calado para instalacin elctrica 153

Figura 8.15 Esquinero metlico 154

Figura 8.16 Junta tratada con masilla 154Figura 8.17 Terminacin con papel mural 154

Figura 8.18 Muestra de revestimientos 154

Figura 8.19 Consideracin de corte en placas 156

Figura 8.20 Vivienda GF-42 157

Figura 8.21 Plano de Ubicacin 157



Figura 8.24 Preparacin de sobrecimientos 159

Figura 8.25 Colocacin mortero de nivelacin 159

Figura 8.26 Instalacin de los bloques 159

Figura 8.27 Chequeo de la hilada 159

Figura 8.28 Ubicacin de la lamina conectora 160

Figura 8.29 Alfeizar reforzado 160

Figura 8.30 Instalacin de Moldaje 160


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Figura 8.31 Aplicacin de mortero reparador 160

Figura 8.32 Refuerzo con malla de fibra de vidrio 160

Figura 8.33 Enyesado en muro 160

Figura 8.34 Elevacin lateral de vivienda 164

Figura 8.35 Corte transversal de vivienda 165

Figura 8.36 Ensamblaje de bloques 166

Figura 8.37 Muro interior 166

Figura 8.38 Detalle de muro con estuco y malla 167

Figura 8.39 Estuco fisurado 167

Figura 8.40 Fotografa exterior de construccin 167

Figura 8.41 Elevacin de 1 y 2 nivel 167


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CAPTULO 1

INTRODUCCIN


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Captulo 1. Introduccin

_____________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 1exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin

1.1 Descripcin del problema

Ante la ocurrencia permanente y progresiva de trastornos en el clima a nivel global y la

crisis energtica a nivel nacional, la industria de la construccin no ha quedado inmune, por lo

que ha fomentado, con la incorporacin de nuevos productos, la eficiencia energtica en las

viviendas.

Con el propsito de mejorar la calidad trmica de la vivienda, estableciendo exigencias

para ventanas, muros y pisos ventilados, el 5 de enero del presente ao entr en vigencia la

segunda etapa de la Reglamentacin Trmica, que contribuye a lograr el confort trmico concostos mnimos. El principal inconveniente que ha encontrado la nueva normativa trmica es

como cumplir con la norma, no incurriendo en mayores costos para los consumidores o afectar el

tamao de las viviendas.

Para complementar la normativa se efecta la publicacin del Listado Oficial de

Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico del Ministerio de Vivienda y

Urbanismo, generando la introduccin al mercado de nuevos sistemas constructivos y productos

para aislar trmicamente la envolvente de una vivienda. Ante esta oferta y los requerimientos

normativos, el profesional de la construccin debe estar capacitado para elegir la alternativa ms

adecuada y dar solucin a las necesidades que la sociedad plantea.

Como constructores y potenciales usuarios de estas soluciones constructivas es de vital

importancia conocer las ventajas y debilidades de los sistemas, analizar costos de ejecucin y las

propiedades aislantes en pro del confort trmico al interior de la vivienda.

Los sistemas constructivos de Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin trmica

adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign cumplen

los requerimientos de la normativa trmica, siendo excelentes soluciones constructivas aplicables

en todo el pas.


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Captulo 1. Introduccin


1.2 Objetivos

Analizar y comparar alternativas de Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin

trmica adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign

desde la perspectiva de sus propiedades tcnicas, trmicas, costos asociados a su ejecucin y

ahorro energtico.

Adems se deben cumplir los siguientes objetivos especficos:

Apreciar el escenario energtico del pas y la regin y el rol de la industria de laconstruccin.

Analizar nueva Reglamentacin Trmica aplicndola a una vivienda en su totalidad.

Comparar tcnica y econmicamente las soluciones constructivas ejecutadas con

Albaileras de ladrillos cermicos con aislacin trmica adicional, Albaileras de

bloques de Hormign Celular y Termoparedes de hormign.

Comparar ahorro energtico de cada una de las alternativas analizadas, aplicando

metodologa de clculo a una vivienda tipo.

Evaluar percepcin de usuarios de viviendas construidas con Albaileras de ladrillos

cermicos con aislacin trmica adicional, Albaileras de bloques de Hormign Celular y

Termoparedes de hormign.

Elegir entre las 3 opciones analizadas, la solucin constructiva ms adecuada para una

vivienda en la IX regin.


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CAPTULO 2

CONCEPTOS TRMICOS YGENERALIDADES


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Captulo 2. Conceptos trmicos y generalidades


2.1 Calor

Es la energa que se transfiere de un cuerpo hacia otro en virtud de una diferencia de temperatura.

2.2 Flujo de calor

Es la cantidad de calor intercambiado por unidad de tiempo. Puede definirse tambin como la

derivada de la energa en funcin del tiempo, o sea, es una potencia y se designa con la letra .

En el sistema internacional se expresa en Joules/segundo (J/s) = Watt (W). Tambin se mide en

Kilocalora/hora. La equivalencia entre unidades esta dada por: 1W = 0,860 Kcal/hr.

2.3 Densidad del flujo

Es el flujo de calor por unidad de superficie. Se designa por la letra . En el sistema

internacional se mide en W/m2.

2.4 Aislacin trmica

Se asocia el concepto de aislacin trmica al propsito de lograr confort, seguridad,

proteccin y ahorro econmico a los moradores de las viviendas o edificios respecto del ambiente

exterior.

La aislacin trmica esta definida como la barrera que presentan los diferentes materiales

al paso de calor. En construccin no se puede hablar de una barrera perfecta, ya que no existen

los espacios interiores totalmente hermticos, debido a infiltraciones de aire por puertas, ventanas

etc. adems no existe un material que impida en un 100% el paso de calor, solamente es posible

retardarlo o moderar su paso.

La resistencia de un material al paso de calor depende del espesor y la conductividad

trmica de este. Mientras mayor sea su conductividad, menor es la resistencia al paso de calor.


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Los objetivos de la aislacin trmica son brindar un ambiente agradable para la vida

humana y para el desarrollo de actividades, adems de obtener una economa en el consumo de

energa necesaria para mantener un ambiente agradable.

Estos objetivos son afectados o condicionados por:

El clima en que esta inserta la vivienda.

El ser humano y sus caractersticas fisiolgicas especiales.

Los hbitos y construccin que separan el ambiente interior y exterior de la vivienda.

Una mala o deficiente aislacin trmica, produce en poca de invierno prdidas de calor

desde el interior de la vivienda, y en verano la penetracin exagerada de calor desde el exterior,

producindose efectos perjudiciales para la salud de los moradores y el deterioro de las

construcciones.

Otra consecuencia de una mala aislacin trmica en los muros envolventes de una

edificacin, es el aumento de condensacin superficial por la cara interior de este, disminuyendo

su durabilidad, desmejorando su aspecto y obligando a reparaciones no presupuestadas.

2.5 Transferencia de calor

Para que exista flujo trmico entre dos elementos, debe existir dos o ms superficies entre

las cuales exista una diferencia de temperatura, de esta manera se produce un flujo a travs del

material por desplazamiento del calor desde la superficie con mayor temperatura hacia la

superficie o lado de menor temperatura. Esta transferencia de calor se produce hasta que se

alcanza el equilibrio de temperatura entre ambos ambientes. Cabe mencionar que la cantidad decalor transmitida esta directamente relacionada con las propiedades trmicas del elemento en

estudio, en este caso del muro o solucin constructiva analizada.

Existen tres mecanismos o procesos en los cuales se desarrolla la transmisin de calor,

estos mecanismos son: radiacin, conveccin y conduccin. En la mayor parte de los casos estos

mecanismos interactan en forma simultnea.


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2.5.1 Conduccin

Consiste en la transferencia de energa por contacto directo (molecular). En un slido

homogneo es la transferencia de calor de una parte a otra, debido a un gradiente de temperatura,

sin desplazamiento apreciable de partculas. La conduccin implica la transferencia de energa

cintica de una molcula a otra adyacente, siendo ste el nico mecanismo del flujo calorfico en

un slido opaco.

Supongamos un cuerpo limitado por dos caras planas paralelas de la misma superficie A

m2, distante "e" metros. Un flujo de calor se desliza uniformemente de la cara mas caliente hacia

la otra. La intensidad de ste flujo ser medida por:

)(/

12 WattsAL

ttQ

(2.1)

Donde:

Q = rapidez del flujo trmico (W)

= coeficiente de conduccin trmica del elemento considerado.

Vara para cada cuerpo con su temperatura y, sobre todo, su grado de humedad

L = Espesor del elemento (m)

A = rea superficial, perpendicular al flujo (m2)

t2 = Temperatura en el lado caliente de la placa (C)

t1 = Temperatura en el lado fri de la placa (C).

En un cuerpo poroso, como lo son muchos de los materiales de construccin, el calor se

transmite en parte a travs del aire o el agua que llena las cavidades, segn que los materiales

estn secos o hmedos.

2.5.2 Conveccin

El calor no se desplaza solo, como en la conduccin, sino sobre las partculas del cuerpo,

que estn en movimiento, es decir, la velocidad de propagacin del calor es un factor importante

que hay que tener en cuenta en funcin del fluido que transporta la energa calorfica.


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Se debe distinguir la conveccin natural donde el movimiento del fluido es causado

exactamente por la variacin de temperatura: por ejemplo, en una habitacin el aire que rodea un

radiador se calienta, su densidad disminuye, se eleva, y mientras el aire fresco desciende del

techo, se calienta a su vez. Es gracias a estas corrientes de conveccin por lo que la temperatura

de un local se equilibra, lejos o cerca de la fuente de calor. En la conveccin forzada, por el

contrario, el movimiento del fluido y su velocidad estn impuestos: es el caso del agua caliente o

del vapor que circula por los conductos de calefaccin y cuyo movimiento es ayudado por una

bomba.

La velocidad del flujo trmico queda definida por la siguiente formula:

)()( 12 WattsttAhQ (2.2)

Donde:

Q = rapidez del flujo trmico (W)

h= coeficiente global de conveccin (W/hr m2K), que depende

esencialmente, en conveccin natural, de la orientacin de los cuerpos en

contacto y de su diferencia de temperatura (t2-t1); en conveccin forzada, de la

velocidad impuesta al fluido.

A = rea superficial, perpendicular al flujo (m2)

t2 = Temperatura en el lado caliente de la placa (C)

t1 = Temperatura en el lado fri de la placa (C).

2.5.3 Radiacin

Todo cuerpo cuya temperatura absoluta es nula, emite una radiacin cuya naturaleza es

imposible definir precisamente, en trminos que no sean puramente matemticos.

Cuando se arroja una piedra al agua, un movimiento ondulatorio se propaga; un objeto

flotante en la superficie, es peridicamente elevado a cada paso de las ondas concntricas que

irradian del punto de cada. El intervalo entre dos crestas sucesivas se llama "longitud de onda".

Los radios tienen igualmente una longitud de onda, pero los crculos concntricos son


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imaginarios, puesto que las radiaciones se propagan sin soporte material En resumen, la radiacin

del, calor a travs del espacio se rige por las mismas leyes fsicas de la luz.

El flujo emitido por un cuerpo de temperatura absoluta T se mide por:

)//()100/(9,4 24 hrmKcalTAQ (2.3)

Donde:

Q = flujo emitido (Kcal/m2/hr)

C= coeficiente de absorcin, y est muy prximo a 1 para la mayor parte delos materiales de construccin (hormign, madera, etc).

T = Temperatura absoluta.

2.6 Conductividad trmica ()

Est definida en la NCh853 como la cantidad de calor que en condiciones estacionarias

pasa en la unidad de tiempo a travs de la unidad de rea de una muestra de material homogneo

de extensin infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una

diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se expresa en W/(m K).

Se determina experimentalmente segn la norma NCh850 o NCh851.

2.7 Resistencia trmica (R)

Se define en la NCh853 como oposicin al paso del calor que presentan los elementos de

construccin.

Se pueden distinguir cuatro casos:


23/206



2.7.1 Resistencia trmica de una capa material

Para una capa de caras planas y paralelas, de espesor e, conformadas por un material

homogneo de conductividad trmica , la resistencia trmica, R, queda dada por:

)( 2 WKme

R

(2.4)

2.7.2 Resistencia trmica total de un elemento compuesto

Inverso de la transmitancia trmica del elemento. Suma de las resistencias de cada capa

del elemento.

)(1 2 WKmU

Rt (2.5)

2.7.3 Resistencia trmica de una cmara de aire no ventilada

Resistencia trmica que presenta una masa de aire confinado (cmara de aire). Se

determina experimentalmente por medio de la norma NCh851. Se designa con la letra Rg y se

expresa en (m2*K/W)

2.7.4 Resistencia trmica de superficie

Inverso del coeficiente superficial de transferencia trmica h , es decir:

)(1 2 WKmh

Rs (2.6)


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2.8 Transmitancia trmica

Flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia detemperaturas entre los dos ambientes separados por dicho elemento.

Se expresa en W/(m2*K).

2.9 Mtodos de clculo de la resistencia trmica total y de la transmitancia trmica de

elementos constructivos

2.9.1 Resistencias trmicas de superficie

En la tabla 2.1 se dan los valores Rsi, Rse y (Rsi+ Rse) que deben considerarse para los

clculos sealados en esta norma, segn el sentido del flujo de calor, la posicin y situacin del

elemento separador y la velocidad del viento.

Tabla 2.1. Resistencias trmicas de superficie.

Resistencias trmicas de superficie en m2 K/W

Posicin del elemento y sentido delflujo de calor

Situacin del elementoDe separacin con espacioexterior o local abierto

De separacin con otro local,desvn o cmara de aire

Rsi Rse Rsi+ Rse Rsi Rse Rsi+ Rse

Flujo horizontal enelementos verticales ocon pendiente mayor de60 respecto a laHorizontal

0,12 0,5 0,17 0,12 0,12 0,24

Flujo ascendente enelementos horizontales ocon pendiente menor oigual a 60 respectoa la horizontal

0,09 0,05 0,14 0,10 0,10 0,20

Flujo descendente enelementos horizontales ocon pendiente menor oigual a 60 respectoa la horizontal

0,17 0,05 0,22 0,17 0,17 0,34


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NOTAS

1) Estos valores se han obtenido experimentalmente por el mtodo de la norma NCh851.

2) Los valores de esta tabla corresponden a velocidades del viento en el exterior inferiores a 10 km/h.Para velocidades superiores se debe considerarse R = 0.

3) Bajo condiciones de prdidas trmicas por parte del local (invierno), en general, el flujo de calor es ascendente atravs de complejos de techumbres y descendente a travs de los pisos.

4) Bajo condiciones de ganancias trmicas por parte del local (verano), en general, el flujo de calor es ascendente atravs de los pisos y descendente a travs de las techumbres.

Fuente:NCh 853 Of.91

2.9.2 Elementos simples y homogneos

Para un elemento de caras planas y paralelas, de espesor e, conformado por un solo

material de conductividad trmica , la resistencia trmica total queda dada por:

sesiT Re

RU

R

1 (2.7)

en que:

e/ = resistencia trmica del material;

Rsi = resistencia trmica de superficie al interior;

Rse = resistencia trmica de superficie al exterior.

2.9.3 Elementos compuestos

Elementos compuestos por varias capas homogneas

Para un elemento formado por una serie de capas o placas planas y paralelas de materialesdistintos en contacto entre s, la resistencia trmica total, queda dada por:

sesiT Re

RU

R

1 (2.8)

en que:

e/ = sumatoria de las resistencias trmicas de las capas que conforman el elemento.


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2.9.4 Elementos heterogneos

Por lo general los elementos constructivos no son homogneos, ya que existen, en mayoro menor grado, discontinuidades que los transforman en elementos trmicamente heterogneos.

Es el caso, por ejemplo, de las juntas de pega en las albaileras, las nervaduras de paneles

prefabricados, los ladrillos y bloques con huecos o perforaciones, los pilares y vigas, los

encuentros entre muros y losas, los ensambles metlicos, etc.

El mtodo de clculo de los coeficientes de transmisin trmica depende, entonces, de la

influencia que presenten las discontinuidades sobre la uniformidad del flujo de calor que se

transmite a su travs. De acuerdo con esto los elementos se pueden clasificar como de

heterogeneidades simples o heterogeneidades complejas.

En este caso solo nos encontramos con heterogeneidades simples, entonces se omite el

procedimiento de clculo de elementos con heterogeneidades complejas.

Elementos con heterogeneidades simples

Se consideran como de heterogeneidades simples aquellos elementos en los que se

cumplen las siguientes condiciones:

- la heterogeneidad queda perfectamente definida y delimitada por dos planos perpendiculares a

las caras del elemento;

- el conjunto tiene una constitucin tal, que no se producen flujos trmicos laterales de

importancia entre la heterogeneidad y el resto del elemento.

Figura 2.1. Ejemplo de heterogeneidad simple


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El mtodo de clculo de la transmitancia trmica media de un elemento con

heterogeneidades simples viene dado por la frmula siguiente:

i

ii

T A

AU

RU

1 (2.9)

Siendo Ai la superficie de la parte del elemento a la que corresponda una transmitancia trmica

Ui.

Este procedimiento puede ser aplicado, por ejemplo, para obtener la transmitancia trmica

media de elementos construidos con bloques huecos de hormign, siempre que el espesor del

espacio de aire sea mayor de 20mm y que, a su vez, el espacio sea suficientemente ancho

comparado con el espesor. No es aplicable para el caso de ladrillos huecos o perforados en los

cuales las cmaras de aire son pequeas.

2.9.5 Elementos y complejos de espesor variable

2.9.5.1 Elementos con capas de espesor variable

Cuando las capas no son totalmente planas y paralelas o presentan cierta irregularidad en

su espesor, la resistencia trmica se obtendr por medio de las frmulas dadas en prrafos 2.9.2 y

2.9.3, segn sea el caso.

2.9.5.2 Complejos con cmara de aire de espesor variable

Este punto se refiere principalmente a espacios como desvanes y entretechos que

conforman una cmara de aire de espesor variable.

El grado de ventilacin del entretecho o desvn se puede relacionar con el cuociente entre

la seccin total de orificios o rendijas en sus cerramientos exteriores expresada en centmetros

cuadrados, y la superficie Ai de la losa o cielo que lo separa del local calefaccionado.


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De acuerdo con el grado de ventilacin se pueden presentar tres casos:

Caso a - Complejo con cmara de aire dbilmente ventilada

Se considera que la cmara est dbilmente ventilada cuando:

S/Ai es menor que 3 cm2/m2

El clculo de la resistencia trmica total (m2*K/W) del complejo se realiza mediante la

frmula siguiente:

ee

i

iT AU

A

URU

11 (2.10)

en que:

Ui = transmitancia trmica del elemento de cielo; (Ue*Ae) = sumatoria de los productos entre la transmitancia trmica y el rea de los

elementos exteriores que delimitan la cmara de aire;

Ai = rea del elemento de cielo (que separa el entretecho o desvn del local

calefaccionado).

Caso b - Complejo con cmara de aire medianamente ventilada

Se considera que la cmara de aire est medianamente ventilada cuando:

3 cm2/m2 S/ Ai 30 cm2/m2

en este caso:


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ieeiT AAUURU

/

111

(2.11)

en que:

Ui, Ue

Ae y Ai = tienen el mismo significado que en el Caso a;

= es un coeficiente igual a 5 W/(m2* K).

Caso c - Complejo con cmara de aire muy ventilada

Se considera que la cmara est muy ventilada cuando:

S/Ai es mayor o igual que 30 cm2/m2

Si la techumbre posee celosas y stas no tienen grandes aberturas de ventilacin, se

considera que el aire del entretecho se encuentra en relativa calma, y la resistencia trmica total

del conjunto se calcula segn la frmula:

isiT RRU

R 21

(2.12)

En ella, Ri es la resistencia trmica de la losa o cielo.

Si la cubierta no cumple otra finalidad que pantalla para la proteccin de la lluvia y el

soleamiento (espacio muy abierto), la resistencia trmica total del conjunto se calcula con la

frmula:

seisiT RRRU

R 1

(2.13)


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2.10 Eficiencia energtica

Eficiencia energtica significa mantener o mejorar el confort o estndar de una

construccin utilizando menores recursos energticos. Chile es hoy un pas eficiente en muchos

aspectos, pero no en el energtico. Ms an, en el caso especfico de la energa usada para el

acondicionamiento trmico de edificaciones de uso habitacional, se estiman perdidas

impresionantes.

En cuanto a la temperatura, el ser humano requiere que sta oscile entre 18C y 25C,

dependiendo de la humedad relativa y de la actividad que se desarrolle. Este rango detemperatura, en combinacin con un rango de humedad relativa de entre 50% y 60% se denomina

"zona de confort trmico". Una de las formas de obtener las condiciones descritas es diseando

soluciones arquitectnicas que hagan uso de materiales adecuados de modo que, en la interaccin

con el medio ambiente en que se ubica la edificacin, hagan posible aprovechar las ventajas y

disminuir las adversidades climticas del lugar. De este modo, es posible aproximarse a la zona

de confort en el interior de las edificaciones haciendo uso de las condiciones naturales. Es el

caso, por ejemplo, de la arquitectura solar pasiva o activa, y de la arquitectura tradicional propia

del lugar.

Hay materiales que contribuyen a la eficiencia energtica. Se ha determinado que la clave

para conservar la energa al interior de las viviendas es una buena aislacin. Sin embargo, la

mayora de los sistemas implican gastos en mano de obra y terminaciones que incrementan el

costo de las construcciones. Entre las estructuras ms simples estn las perfileras metlicas y de

madera que admiten aislantes entre sus capas. Ms complejos son los muros de hormign y

ladrillos, pues el aislante que va en las caras interiores o exteriores, aumentando los espesores deconstruccin y requiere faenas adicionales de recubrimiento.

Por otra parte, es comn que una casa con mala aislacin abuse de calefaccin durante el

invierno para compensar las bajas temperaturas, pero la falta de sellos y la escasez de aislantes

producen permanentes fugas y prdidas de energa.


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2.11 Contaminacin Atmosfrica en Temuco y Padre las casas.

Ambas comunas han sido el referente obligado de la contaminacin del sur de Chile.

Desde 1997 existen mediciones que permiten constatar que durante varios das de otoo e

invierno se supera el valor fijado para la concentracin de material particulado respirable. Esta

situacin llev a que Temuco fuese declarada zona saturada, segn decreto de mayo de 2005, lo

cual obliga a la autoridad a establecer un plan de descontaminacin, instrumento que establece

los mecanismos para reducir los niveles de contaminantes en la atmsfera de la ciudad.

Dado que la fuente principal de contaminacin en la zona saturada es la combustin

residencial de lea, se ha puesto nfasis en estas medidas, enmarcadas en las lneas estratgicas:

regulacin al uso y mejoramiento de la calidad de la lea; de los artefactos residenciales que

combustionan lea, y de la eficiencia trmica de la vivienda, junto con las medidas asociadas.

Consumo de energa primaria en Chile

PETROLEO

CRUDO

40 %

GAS NATURAL

24%

CARBON

12%

HIDROELECTRICI

DAD

8%

LEA

16%

BIOGAS

0%

Consumo de energa sector residencial

NAFTA

0%

ELECTRICIDAD

15%

CARBON (*)

0%

LEA

58%

KEROSENE

1%GAS LICUADO

18%

DIESEL

0%

GAS NATURAL (*)

8%GAS CORRIENTE

0%

Figura 2.2. Consumo de energa

La lea a nivel nacional segn balance energtico de la comisin nacional de energa

(CNE), segn la figura anterior es tercer combustible mas utilizado y en el sector residencial, es

la alternativa mas usada.


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Figura 2.3. Participacin por regin en el consumo de lea

El grafico anterior muestra nuestra regin ocupando el tercer lugar en utilizacin de lea,

tras la dcima y octava regiones.

El documento tambin contiene las medidas regulatorias para industria, comercio, quemas

agrcolas y transporte. Para garantizar el cumplimiento del plan se desarroll un programa de

fiscalizacin, verificacin del cumplimiento y actualizacin de las medidas.

ndices de contaminacin

La zona de Temuco y Padre Las Casas presenta eventos que superan la norma primaria de

calidad de aire para MP10 (150 g/m3 como promedio 24 horas) a lo menos diez das al ao,

cuando los niveles alcanzados son del orden de los 170 g/m3.

Considerando 2004 como ao base, que el PDA tiene un horizonte de diez aos, y

suponiendo que al 2012 la norma MP10 disminuir a 120 g/m3, se plantea que para revertir el

estado de saturacin se deben disminuir en un 31% las concentraciones y las emisiones. Por lo

tanto, se espera un cumplimiento de la norma para el ao 2018.

Programa de certificacin para uso de lea seca


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La lea es el principal combustible residencial en Temuco y Padre Las Casas, el mayor

responsable de la contaminacin por MP10. Sin embargo, y a pesar de su uso masivo, no existen

herramientas legales que regulen su calidad como combustible. La comercializacin no obedece a

normas bsicas de calidad y existe una gran heterogeneidad en formatos de venta, contenidos de

humedad y poder calorfico. La combinacin de estos factores implica que las emisiones de

MP10 pueden ser hasta 1.000 veces mayores que las que se generan en condiciones ptimas,

como ha sido demostrado en laboratorios suizos y chilenos. Por eso se estableci como necesidad

prioritaria contar con un marco legal que regularice e institucionalice la produccin, distribucin,

comercializacin y fiscalizacin del mercado del recurso energtico lea. Esto permitir facilitar

la gestin en el rea saturada, pero tambin har posible abordar el problema que acarrea el maluso de la lea en el sur de Chile.

Ya se han desarrollado algunas medidas, como la creacin del Sistema Nacional de

Certificacin de Lea, de 2006, que ha permitido tomar contacto con los distintos comerciantes

de la ciudad para entregarles informacin de los procedimientos y llenar la cmara de combustin

con lea y luego mantener cerrada la entrada de aire durante la noche es la operacin que genera

el mayor nivel de emisiones de MP10.

La norma de emisin de estufas o calefactores est en proceso de elaboracin en la

Direccin Ejecutiva de CONAMA Nacional.


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CAPTULO 3

NORMATIVA TRMICA


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Captulo 3. Normativa trmica


3.1 Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Artculo 4.1.10.

Todas las viviendas debern cumplir con las exigencias de acondicionamiento trmico que

se sealan a continuacin:

3.1.1 Complejos de techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados:

A. Exigencias:

Los complejos de techumbres, muros perimetrales y pisos inferiores ventilados,

entendidos como elementos que constituyen la envolvente de la vivienda, debern tener una

transmitancia trmica U igual o menor, o una resistencia trmica total Rt igual o superior, a

la sealada para la zona que le corresponda al proyecto de arquitectura, de acuerdo con los planos

de zonificacin trmica aprobados por resoluciones del Ministro de Vivienda y Urbanismo y a la

siguiente tabla:

Tabla 3.1. Exigencias trmicas para techumbre, muros y pisos ventilados.

Zona Techumbre Muros Pisos ventilados

U

W/m2K

Rt

m2K/W

U

W/m2K

Rt

m2K/W

U

W/m2K

Rt

m2K/W1 0,84 1,19 4,0 0,25 3,60 0,282 0,60 1,67 3,0 0,33 0,87 1,153 0,47 2,13 1,9 0,53 0,70 1,434 0,38 2,63 1,7 0,59 0,60 1,675 0,33 3,03 1,6 0,63 0,50 2,006 0,28 3,57 1,1 0,91 0,39 2,567 0,25 4,00 0,6 1,67 0,32 3,13

Fuente: MINVU

1. Techumbres:

Para efectos del presente artculo se considerar complejo de techumbre al conjunto de

elementos constructivos que lo conforman, tales como cielo, cubierta, aislacin trmica,

cadenetas y vigas.

Las exigencias de acondicionamiento trmico para la techumbre sern las siguientes:


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a. En el caso de mansardas o paramentos inclinados, se considerar complejo de techumbre

todo elemento cuyo cielo tenga una inclinacin de 60 sexagesimales, o menos, medidos

desde la horizontal.

b. Para minimizar la ocurrencia de puentes trmicos, los materiales aislantes trmicos o

soluciones constructivas especificadas en el proyecto de arquitectura, slo podrn estar

interrumpidos por elementos estructurales de la techumbre, tales como cerchas, vigas y/o

por tuberas, ductos o caeras de las instalaciones domiciliarias.

c. Los materiales aislantes trmicos o las soluciones constructivas especificadas en elproyecto de arquitectura, debern cubrir el mximo de la superficie de la parte superior

de los muros en su encuentro con el complejo de techumbre, tales como cadenas, vigas o

soleras, conformando un elemento continuo por todo el contorno de los muros

perimetrales.

d. Para obtener una continuidad en el aislamiento trmico de la techumbre, todo muro o

tabique que sea parte de sta, tal como lucarna, antepecho, dintel, u otro elemento que

interrumpa el acondicionamiento trmico de la techumbre y delimite un local habitable o

no habitable, deber cumplir con la misma exigencia que le corresponda al complejo de

techumbre, de acuerdo a lo sealado en la Tabla 1 del presente artculo.

e. Para toda ventana que forme parte del complejo techumbre de una vivienda emplazada

entre la zona 3 y 7, ambas inclusive, cuyo plano tenga una inclinacin de 60

sexagesimales, o menos, medidos desde la horizontal, se deber especificar una solucin

de doble vidriado hermtico, cuya transmitancia trmica debe ser igual o menor a3,6W/m2K.

2. Muros:

Para la aplicacin del presente artculo se considerar complejo de muro al conjunto de

elementos constructivos que lo conforman y cuyo plano de terminacin interior tenga una

inclinacin de ms de 60 sexagesimales, medidos desde la horizontal.


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Las exigencias de acondicionamiento trmico para muros sern las siguientes:

a. Las exigencias sealadas en la Tabla 1 del presente artculo, sern aplicables slo a

aquellos muros y/o tabiques, soportantes y no soportantes, que limiten los espacios

interiores de la vivienda con el espacio exterior o con uno o ms locales abiertos, y no

ser aplicable a aquellos muros medianeros que separen unidades independientes de

vivienda.

b. Los recintos cerrados contiguos a una vivienda tales como bodegas, leeras,

estacionamientos e invernaderos, sern considerados como recintos abiertos para efectosde esta reglamentacin, y slo les ser aplicable las exigencias de la Tabla 1 a los

paramentos que se encuentren contiguos a la envolvente de la vivienda.

c. Para minimizar la ocurrencia de puentes trmicos en tabiques perimetrales, los

materiales aislantes trmicos o soluciones constructivas especificadas en el proyecto de

arquitectura, slo podrn estar interrumpidos por elementos estructurales, tales como

pies derechos, diagonales estructurales y/o por tuberas, ductos o caeras de las

instalaciones domiciliarias.

d. En el caso de la albailera confinada de conformidad a la definicin de la NCh 2123, no

ser exigible el valor de U de la Tabla 1 en los elementos estructurales tales como

pilares, cadenas y vigas.

e. En el caso que el complejo muro incorpore materiales aislantes, la solucin constructiva

deber considerar barreras de humedad y/o de vapor, segn el tipo de materialincorporado en la solucin constructiva y/o estructura considerada.

f. En el caso de puertas vidriadas exteriores, deber considerarse como superficie de

ventana la parte correspondiente al vidrio de la misma. Las puertas al exterior de otros

materiales no tienen exigencias de acondicionamiento trmico.


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3. Pisos Ventilados:

Para efectos de la aplicacin del presente artculo se considerar complejo de pisoventilado al conjunto de elementos constructivos que lo conforman que no estn en contacto

directo con el terreno. Los planos inclinados inferiores de escaleras o rampas que estn en

contacto con el exterior tambin se considerarn como pisos ventilados. Para minimizar la

ocurrencia de puentes trmicos en pisos ventilados, los materiales aislantes trmicos o soluciones

constructivas especificadas en el proyecto de arquitectura, slo podrn estar interrumpidos por

elementos estructurales del piso o de las instalaciones domiciliarias tales como vigas, tuberas,

ductos o caeras.

B. Alternativas para cumplir las exigencias trmicas definidas en el presente artculo:

Para los efectos de cumplir con las condiciones establecidas en el Tabla 1 se podr optar

entre las siguientes alternativas:

1. Mediante la incorporacin de un material aislante etiquetado con el R100

correspondiente a la Tabla 2:

Se deber especificar y colocar un material aislante trmico, incorporado o

adosado, al complejo de techumbre, al complejo de muro, o al complejo de piso ventilado

cuyo R100 mnimo, rotulado segn la norma tcnica NCh 2251, de conformidad a lo

indicado en la Tabla 2 siguiente:

Tabla 3.2. Alternativas R100 para cumplir con la normativa.

Zona TechumbreR100 (*) MurosR100 (*) Pisos VentiladosR100 (*)

1 94| 23 232 141 23 983 188 40 1264 235 46 1505 282 50 1836 329 78 2397 376 154 295

Fuente: MINVU


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(*) Segn la norma NCh 2251: R100 = valor equivalente a la Resistencia

trmica (m2K/W) x 100.

2. Mediante un Certificado de Ensaye otorgado por un Laboratorio de Control Tcnico de

Calidad de la Construccin, demostrando el cumplimiento de la transmitancia o

resistencia trmica total de la solucin del complejo de techumbre, muro y piso

ventilado.

3. Mediante clculo, el que deber ser realizado de acuerdo a lo sealado en la norma

NCh 853, demostrando el cumplimiento de la transmitancia o resistencia trmica delcomplejo de techumbre, muro y piso ventilado. Dicho clculo deber ser efectuado por

un profesional competente.

4. Especificar una solucin constructiva para el complejo de techumbre, muro y piso

ventilado que corresponda a alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de

Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico, confeccionado por el

Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

3.1.2 Exigencias para ventanas

Se considerar complejo de ventana a los elementos constructivos que constituyen los

vanos vidriados de la envolvente de la vivienda.

A. Porcentaje mximo de superficie de ventanas respecto a paramentos verticales de la

envolvente:

El complejo de ventana deber cumplir con las exigencias establecidas en la Tabla 3, en

relacin al tipo de vidrio que se especifique y a la zona trmica en la cual se emplace el proyecto

de arquitectura. El tipo de vidrio a utilizar en las superficies de ventanas deber ser indicado en

las especificaciones tcnicas del proyecto de arquitectura.


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Para determinar el porcentaje mximo de superficie de ventanas de un proyecto de

arquitectura, se deber realizar el siguiente procedimiento:

a) Determinar la superficie de los paramentos verticales de la envolvente del proyecto de

arquitectura. La superficie total a considerar para este clculo, corresponder a la suma de las

superficies interiores de todos los muros perimetrales que considere la unidad habitacional,

incluyendo los medianeros y muros divisorios.

b) Determinar la superficie total de ventanas del proyecto de arquitectura correspondiente a la

suma de la superficie de los vanos del muro en el cual est colocada la ventana, considerando,para ello, el marco como parte de su superficie. Para el caso de ventanas salientes, se considerar

como superficie de ventana aquella correspondiente al desarrollo completo de la parte vidriada.

La superficie mxima de ventanas que podr contemplar el proyecto de arquitectura

corresponder a la superficie que resulte de aplicar la Tabla 3, respecto de la superficie de los

paramentos verticales de la unidad habitacional sealada en el punto a) precedente, considerando

la zona y el tipo de vidrio que se especifique.

Tabla 3.3. Exigencias para ventanas.

ZONA

VENTANAS

% Mximo superficie respecto a paramentosverticales de la envolvente

VidrioMonoltico(b)

DVHDoble vidriado hermtico (c)3,6 U >

2,4 W/m2K (a)U 2,4W/m2K

1 50 60 80

2 40 60 80

3 25 60 80

4 21 60 75

5 18 51 70

6 14 37 55

7 12 28 37

Fuente: MINVU


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(a) La doble ventana que forme una cmara de aire se asimila al DVH, con valor U entre 3,6

y 2,4 W/m2K

(b) Vidrio monoltico:

De acuerdo a la NCh 132, se entender por aquel producto inorgnico de fusin, que ha

sido enfriado hasta un estado rgido sin cristalizacin, formado por una sola lmina de

vidrio.

(c) Doble vidriado hermtico (DVH):

De acuerdo a la NCh 2024, se entender por doble vidriado hermtico el conjunto

formado por dos o ms vidrios paralelos, unidos entre s, por un espaciador perimetral,

que encierran en su interior una cmara con aire deshidratado o gas inerte.

En el caso que el proyecto de arquitectura considere ms de un tipo de vidrio, segn

Tabla 3, se deber determinar el mximo porcentaje posible para cada tipo de vidrio respecto

a la superficie total de la envolvente vertical. Para ello, por cada tipo de vidrio a utilizar, se

deber aplicar la siguiente formula:

TP x MV = MSV (3.1)100

TP: Porcentaje del tipo de vidrio respecto del total de la superficie vidriada.

MV: Porcentaje mximo de superficie vidriada respecto a paramentos verticales de la

envolvente, segn Tabla 3.

MSV: Porcentaje mximo de superficie para tipo de vidrio, respecto de la superficie

total de la envolvente.


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B. Mtodo alternativo del U ponderado:

Slo en las zonas trmicas: 3; 4; 5; 6 y 7, se podr utilizar un mtodo alternativo del U

ponderado el cual slo podr aplicarse para el caso de vidrios monolticos.

Para los casos previstos en el prrafo anterior, se podr aumentar la superficie vidriada

sobre los valores de Tabla 3 de este artculo, compensando el aumento de superficie vidriada con

el mejoramiento de la transmitancia trmica de la solucin de muros. El U ponderado deber

tener un valor igual o menor al sealado para la zona en la que se ubique el proyecto de

arquitectura de acuerdo a la Tabla 4 siguiente:

Tabla 3.4. Exigencia alternativa para ventanas

ZONA U Ponderado

W/m2K

3 2,884 2,565 2,366 1,76

7 1,22

Para determinar la transmitancia trmica ponderada de los paramentos verticales de la

envolvente del proyecto de arquitectura, se deber calcular el U ponderado del proyecto de

conformidad a la frmula que se seala, debiendo los muros perimetrales en contacto al exterior

poseer una transmitancia trmica igual o menor al valor establecido, segn zona trmica, en las

exigencias para muros de la Tabla 1 del presente artculo:

SM : Superficie de muro

UM : Transmitancia trmica del muro

SV : Superficie de ventana

UV : Transmitancia trmica ventana

STE: Superficie total de los paramentos verticales de la envolvente del proyecto de arquitectura.


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Para aplicacin de la formula del prrafo anterior, los muros que limiten con uno o ms

locales cerrados, debern considerase como parte de la envolvente para efectos de clculo del U

ponderado. Para estos muros se adoptar la transmitancia establecida para la zona trmica en la

cual se emplace el proyecto de arquitectura, de acuerdo a la Tabla 1, independiente de su

transmitancia trmica real.

En el caso en que los paramentos verticales del proyecto de arquitectura estn compuestos

por ms de una solucin constructiva, determinando as, ms de una transmitancia trmica para

muros, se aplicar la siguiente frmula para determinar el U ponderado:

(SM-1 x U 1) + (SM-2 x U-2) + (SM-n... x U-n...) + (SV x UV) = U ponderado (3.2)STE

SM-1 : Superficie muro 1

U-1 : Transmitancia trmica muro 1

SM-2 : Superficie muro 2

U-2 : Transmitancia trmica muro 2

SV : Superficie ventana

UV : Transmitancia trmica ventana

STE : Superficie total de los paramentos verticales de la envolvente

En ambos casos, si el proyecto de arquitectura contempla ms de un tipo de ventana,

asimilados a distintos valores de Transmitancia, segn la Tabla 3, se ponderar toda la superficie

vidriada con el valor de transmitancia trmica del vidrio monoltico.

La superficie de ventana para el vidrio monoltico del clculo del U ponderado no podr,

en ningn caso, aumentar ms de un 40 % respecto al porcentaje mximo de superficie permitido

para la zona trmica, segn lo sealado en la Tabla 3.


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3.2 Comentario sobre Normativa Trmica

La aplicacin de la segunda etapa de la normativa trmica que entr en vigencia el 4 de

enero de 2007, ha trado una serie de esperados beneficios, como por ejemplo: mejoras en la

aislacin trmica de las viviendas, aumento en la investigacin de nuevas tecnologas, inters por

parte de la poblacin de utilizar eficientemente la energa, etc.

Respecto de los estndares de aislacin mnimos fijados para cada elemento de la

envolvente, es necesario considerar que estos han sido fijados en consenso entre los integrantes

del comit tcnico que elabor la reglamentacin, compuesto por acadmicos, industriales,constructores, y representantes del sector pblico. A pesar de que se generaron exigencias de

consenso para el aislamiento trmico de ventanas y pisos ventilados, en el caso de los muros, las

diferencias al interior del comit obligaron a presentar dos propuestas a la autoridad,

diferencindose dos posiciones en cuanto a aumentar o reducir las exigencias presentadas por el

Instituto de la Construccin. Los productores de Hormign y Ladrillos cermicos planteaban

reducir las exigencias y los industriales de aislamiento trmico planteaban aumentarlas.

Finalmente despus de numerosos estudios la autoridad decidi establecer valores intermedios

para el complejo de muros.

Para determinar las exigencias de transmitancia trmica para muros, pisos y ventanas, el

Instituto de la Construccin aplic un estudio a 15 tipologas de viviendas -con distintos sistemas

constructivos, y superficies- en 7 zonas climticas del pas. Para determinar la demanda

energtica, medida en kilowatts, estableci el confort trmico en 20C durante el da y 17C en la

noche, en promedio. Para ello se configuraron modelos representativos de cada tipologa a los

que se les calcul la demanda energtica para alcanzar el confort trmico al interior de lasviviendas. Se combinaron sistemas de aislamiento, calculando tanto el costo de aplicacin del

aislante como el de la disminucin de la demanda energtica.

Bajo esta modalidad se determin si la disminucin de la demanda energtica haca

rentable la utilizacin de aislantes para muros, ventanas y pisos.


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La actual normativa podra atender las ganancias de calor en los meses de verano,

considerando que la mayora de las zonas urbanas de Chile central se encuentra en zonas

climticas de veranos secos y calurosos. Para ello, la aislacin trmica debe cumplir un rol

importante en la nueva norma, as como tambin se podran incluir elementos complementarios

tales como las barreras de radiacin, no exigidas. Por ejemplo, una cubierta de teja asfltica color

negro puede alcanzar temperaturas de 60 C a 80 C al estar expuesta a radiacin directa en

verano en la zona central. Algunos problemas que pueden ocasionar las cubiertas de materiales

oscuros que poseen una gran absorcin solar:

Incremento de la energa necesaria para refrigerar. Producen gran demanda de electricidadya que la mayora de los equipos de refrigeracin usan electricidad.

Reduce el confort interior (excesivo calor en mansardas )

Incremento del efecto de la isla de calor: a ciudades ms calientes, ms difcil es enfriar

los edificios que la pueblan.

Deterioro acelerado de los materiales de la cubierta.

Ante esto se puede sealar que, muchos de los problemas de habitabilidad ocurren en

verano, por sobrecalentamiento. Es por eso que, si bien los materiales aislantes se comportan

ptimamente en invierno, evitando el escape del calor, en verano es muy importante que nos

ayuden a mantener frescos nuestros edificios.

Es posible cumplir la normativa trmica respecto a la resistencia Trmica o la Transmitancia,indistintamente, si la aislacin se instala por fuera, al interior o por dentro de un muro, por

ejemplo. Pero el comportamiento de ese recinto es diferente dependiendo de donde se instala la

aislacin con respecto a ciertas propiedades de la masa trmica de los materiales y segn el clima

en que se ubica la vivienda.


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Si estamos frente a un clima cuyas temperaturas se mantienen constantemente fras,

conviene que la envolvente mantenga el calor al interior y tenga una respuesta rpida la

calefaccin. Para ello se encuentra las albaileras con el aislante por el interior del recinto. Por el

contrario, si estamos frente a un clima de gran oscilacin trmica diaria (fro de noche y caluroso

de da), es preferible una envolvente que equilibre las temperaturas, es decir que mantenga una

temperatura cercana a la media entre la ms alta y la ms baja. Para ello la respuesta debiera ser

lenta o con inercia, siendo preferible muros de gran masa trmica expuesta al interior de los

recintos y con el aislante por el exterior.

La admitancia es la propiedad que controla la cantidad de calor que fluye hacia y desde elmaterial de construccin, debido al cambio de la temperatura interna. La admitancia es alta para

materiales pesados y baja para los aislantes.

Es por ello que al instalar aislante trmico a un muro de albailera por la cara interior del

recinto, ste pierde admitancia y tiende a tener una respuesta ms instantnea a las oscilaciones

trmicas. Por el contrario, si el aislante va por fuera de la albailera, queda expuesta la masa

trmica al interior del recinto. Esto permite regular las grandes fluctuaciones de temperatura de

algunos climas de Chile. Y tiene una gran influencia en el confort interno, ya que hace los

recintos ms frescos durante el da en verano y ms clidos por la noche en invierno. Tambin

permite aprovechar de mejor manera las ventajas de una arquitectura solar pasiva, pues la inercia

permite calentar el interior de pisos y muros durante un da de invierno soleado, y entregar ese

calor durante la noche.

Para demostrar este fenmeno, se simularon dos modelos idnticos en forma y

orientacin, teniendo ambos muros el mismo valor de transmitancia (0,4 W/m2K) e idnticamaterialidad, pero con un orden de las capas distinto. Uno de hormign de 150mm de espesor y

con aislante de poliestireno expandido de 80mm por la cara exterior (con admitancia de 5,52

W/m2K); el otro, con los mismos 150mm de hormign, pero con 40mm de poliestireno por cada

una de las caras, la exterior y la interior (con admitancia de 3,54 W/m2K).

Para el anlisis se situ ambos modelos en Santiago (se simularon con ECOTECT 5.5).


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Los resultados se resumen en los siguientes grficos de temperatura y demanda

energtica.

En el primer grafico (Figura 3.1.) se compara el perfil de temperatura horaria sin

climatizacin para ambos materiales en el da ms caluroso del ao para Santiago. Siendo la

temperatura exterior la lnea azul, con una temperatura que va desde los 12,5 C mnima hasta los

34 C mxima (21,5 C de oscilacin diaria), se aprecia que el material con inercia tiende a

mantener los recintos mas frescos por 2C menos durante en el da que el material sin inercia, y

que durante la noche es ms clido por uno y fraccin. Es decir, el recinto tiende a tener una

temperatura ms constante.

Figura 3.1. Comparacin de temperatura interior para da ms caluroso


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En el da ms fro del ao, se presenta ms marcada esa diferencia, siendo el recinto con

muros de inercia ms clido durante la noche de invierno que el material sin inercia, por casi 2

C, y por el contrario, durante el da responde de manera ms lenta a la ganancia solar que entra

por las ventanas, siendo ms fro el recinto por 4 C que el recinto sin inercia. ste responde ms

instantneamente, perdiendo la temperatura apenas se interrumpe la ganancia solar sin acumular

calor para la noche.

Figura 3.2. Comparacin de temperatura interior para da ms fri

Finalmente, se puede apreciar que con muros de inercia se requiere mucho menos

refrigeracin en verano que con el que no tiene inercia, sin embargo en invierno la relacin se

invierte, siendo ms efectivo calefaccionar el recinto con baja masa trmica, ya que responde msrpido al efecto de la calefaccin. Por lo tanto la ubicacin de la aislacin si es relevante, a pesar

de conseguir indistintamente de la posicin una misma transmitancia trmica.


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CAPTULO 4

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS


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Captulo 4. Sistemas constructivos

______________________________________________________________________________________________Anlisis comparativo de soluciones constructivas que permiten cumplir las 33exigencias de la Nueva Normativa Trmica en la IX Regin

4.1 Albailera Armada, de ladrillos cermicos con revestimiento trmico interior Poligyp

4.1.1 Descripcin general

Esta solucin constructiva mezcla las cualidades constructivas de una albailera de

ladrillos y las ventajas de la aislacin trmica del poliestireno expandido, pudindose aplicar

sobre albaileras nuevas y antiguas.

La ejecucin de una Albailera armada de ladrillos cermicos con revestimiento trmico

interior Poligyp consta de 2 etapas:

1. La elaboracin de muros de albailera de ladrillos cermicos, pegados con mortero, y

armados con barras de acero vertical y horizontalmente.

2. El revestimiento trmico para muros perimetrales Poligyp, placa de yeso-cartn unida a

plancha de poliestireno expandido, que se aplica sobre la albailera utilizando los materiales y

herramientas recomendados por el fabricante ROMERAL.

El producto resultante es un muro perimetral estructuralmente resistente, con excelente

superficie de terminacin y logrando una importante mejora en las caractersticas trmicas en la

envolvente del edificio.

4.1.2 Caractersticas tcnicas del sistema

En primer lugar se definen requerimientos y caractersticas tcnicas de los ladrillos,morteros, hormigones y aceros utilizados en la albailera, para luego definir la aislacin Poligyp

que provee los estndares trmicos requeridos por la albailera.


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4.1.2.1 Albailera Armada

La albailera segn la norma Nch 1928. Of. 1993 Mod. 2003 se define como materialestructural que se obtiene con unidades de albailera ordenadas en hiladas segn un aparejo

prefijado y unidas con mortero. Tambin esta norma define a la albailera armada como

albailera que lleva incorporados refuerzos de barras de acero en los huecos verticales y en las

juntas o huecos horizontales de las unidades, en conformidad con la presente norma.

Ladrillos Cermicos

Para efectos del presente trabajo se considera, de acuerdo a las definiciones anteriores, las

unidades de albailera como ladrillo cermico que es una unidad obtenida por coccin, a

travs de un proceso industrial, de una pasta de arcilla, segn la Nch 791 Of. 2001.

Las unidades de ladrillo cermico usadas en los elementos estructurales de albailera

armada deben satisfacer los requisitos de los grados 1 y 2 clases MqM yMqP, especificados en

NCh 169 Of. 2001, los requisitos de geometra y resistencia a la compresin especificados en el

Anexo A de la Nch 1928. Adicionalmente, se limita a un 2% como mximo, en el pao, el

porcentaje de unidades con fisuras superficiales.

Tabla 4.1. Clasificacin por grado y clase de ladrillos cermicos.

Requisitos mecnicos

Grados de ladrillos cermicos

1 2 3

Clases de ladrillos cermicos

MqM MqP MqH MqP MqH MqP MqH

Resistencia a la compresin,mnima (MPa)

15 15 15 11 11 5 5

Absorcin de agua, mxima % 14 14 14 16 16 18 18

Adherencia, mnima (MPa)(rea neta)

0,4 0,4 0,4 0,35 0,35 0,30 0,25

Fuente:NCh 169 of.2001


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Clasificacin por clase

Ladrillos macizos hechos a mquina (MqM): Unidades macizas sin perforaciones nihuecos.

Ladrillos perforados hechos a mquina (MqP): Unidades que poseen perforaciones y

huecos, regularmente distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen bruto o total.

Ladrillos huecos hechos a mquina (MqH): Unidades que poseen huecos y

perforaciones, regularmente distribuidos, cuyo volumen es mayor o igual al 50% del volumenbruto o total.

Princesa es un fabricante nacional de ladrillos cermicos, que provee este material desde

el ao 1957. Actualmente cuenta con una gran variedad de ladrillos para muros, clasificados

comercialmente dentro de su reconocida Serie Titn Reforzado, de acuerdo a geometra y Tipo

consistente en los productos:

Titn

Extra Titn

Gran Titn

Sper Titn

De estas alternativas se elige, para efecto de clculos posteriores, el producto Extra Titn

ya que esta alternativa se utiliza en el Proyecto Arboleda del Portal de la Empresa Socovesa, que

se analiza en un capitulo posterior como aplicacin practica de la normativa Trmica.

La serie Titn adems diferencia los ladrillos o unidades de albailera de acuerdo a su

utilizacin en albaileras, designando la clasificacin anterior a las unidades con huecos

verticales para la armadura de acero e igual designacin aco

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