Estudio del modelo de certificación energética de viviendas del ministerio de vivienda y urbanismo

8/11/2019 Estudio del modelo de certificacin energtica de viviendas del ministerio de vivienda y urbanismo

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

ESTUDIO DEL MODELO DE CERTIFICACION ENERGETICA DE VIVIENDAS DELMINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR

PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ

NELSON ANDRES QUILAQUEO TORRES JUAN MATIAS SALAZAR MARTINEZ2012


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AGRADECIMIENTOS

Lo primero quiero darle gracia a Dios por darme toda la fuerza y salud en este

largo camino que se va terminando, esa fuerza para superar todas las adversidades

que se pusieron en mi camino. Darle gracias a toda mi familia en especial a mi mama,

mi papa que yo se que desde el cielo el me cuida, a mi abuela que a pesar de sus aos

todava tiene la fuerza de ayudarme en todo lo que necesite, darle la gracias a mi polola

Mara Isabel Lagos Lagos que estoy seguro que si no hubiese sido por ella creo que

todas las cosas maravillosas que me han pasado en este camino no habran sucedido,

darle las gracias a mi bebe Vicente Agustn Quilaqueo Lagos que su Llegada fue algo

sorpresivo y maravilloso a la vez y que me dio una escusa mas para superar este

camino, darle las gracias a todas las personas que me apoyaron a la distancia y aqu de

cerca, como mi compadre Vctor Thomsen Muoz, que estoy seguro que tambin

superara toda las adversidades que se le han puesto en el camino. Y no puedo dejar

pasar esta ocasin de darle las gracias a mis tos Carlos Vegas Gmez y Vernica

Levican Vargas por tratarme como a un hijo ms y soportarme todos estos aos en la

universidad. GRACIAS A TODOS.

Y finalmente en el mbito acadmico darle gracias a un amigo, el cual, con

mucha paciencia, me entrego toda su sabidura en la prctica de esta maravillosa

carrera, Jorge Cayupan Garrido y a todos mis profesores.

Nelson Andrs Quilaqueo Torres

Primero que todo, quiero agradecer a mi Madre Lidia Del Carmen Martnez

Casanova y a mi Padre Joel Arcadio Salazar Moncada, ya que ellos son la motivacin

para lograr las metas que me planteo en la vida, por su esfuerzo y sacrificio para un

mejor futuro, para nuestro futuro.

Agradecer el fiel apoyo de mis hermanos y familiares, los cuales siempre hicieron

notar ese apoyo constante.

Dar las gracias a las hermosas personas que he conocido en el trascurso de mi

vida universitaria.

Finalizar dando gracias a Juan Pablo Crdenas, Nicols Mndez, Ral Uribe y

Rodolfo Barrientos por su colaboracin en este Trabajo de Titulo.

Juan Matas Salazar Martnez


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INDICE DE CONTENIDOS

Pgina.

CAPITULO 1. INTRODUCCIN ......................................................................................1

1.1 Antecedentes del problema. .......................................................................................1

1.1.1 Exposicin general del problema. ...........................................................................1

1.1.2. Objetivos generales y especficos. .........................................................................2

CAPITULO 2. CONTEXTO. .............................................................................................4

2.1. Ensayos de Infiltracin. ..........................................................................................17

2.2. Software CCTE_V2.0 ..............................................................................................19

2.2.1. Generalidades. .....................................................................................................19

2.2.2. Modelacin en CCTE V _2.0 ................................................................................19

2.3. Modelacin mediante el Software DesignBuilder. ...................................................312.3.1 Modelo...................................................................................................................32

2.3.2 Actividad. ...............................................................................................................34

2.3.3 Cerramientos. ........................................................................................................35

2.3.4 Iluminacin. ...........................................................................................................36

3.5.5 Aberturas. ..............................................................................................................37

2.3.6 HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning). ................................................38

2.3.7 Muros Perimetrales. ..............................................................................................442.4. Certificacin del Edificio Modelado. .........................................................................46

2.4.1 Caractersticas de la Vivienda. ..............................................................................46

2.4.2 Dimensiones de la Vivienda. .................................................................................48

2.4.3 Caractersticas Trmicas de la Envolvente. ..........................................................49

2.4.4 Ventanas: Sombreamiento y Orientacin. .............................................................53

2.4.5 Definicin de la Metodologa a Usar en Clculo de la Demanda de Calefaccin. .58

2.4.6 Resultados del Clculo de Demanda. ...................................................................59

2.4.7 Definicin de los Equipos y Sistemas. ..................................................................60

2.4.8 Resultados del Consumo de Energa de la Vivienda. ...........................................62

2.4.9 ndice de Sobrecalentamiento. .............................................................................63


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CAPITULO 3. METODOLOGIA .....................................................................................70

3.1 Introduccin. .............................................................................................................70

3.2 Eleccin de las Viviendas. ........................................................................................70

3.3 Informacin Tcnica de las Viviendas. .....................................................................73

CAPITULO 4. RESULTADOS ........................................................................................754.1 Introduccin. .............................................................................................................75

4.2 Ensayo de Infiltraciones ...........................................................................................75

4.3 Ensayo de Termografa. ...........................................................................................76

4.4 Resultados de Demanda Energtica de Viviendas. .................................................78

CAPITULO 5. ANLISIS DE RESULTADOS ................................................................92

5.1 Introduccin. .............................................................................................................92

5.2 Anlisis de Resultados Vivienda JJ-01. ....................................................................92

5.3 Anlisis de Resultados Vivienda JJ-02. ....................................................................95

5.4 Anlisis de Resultados Vivienda WY-09...................................................................97

5.5 Anlisis de Resultados Vivienda WY-10.1................................................................99

5.6 Anlisis de Resultados Vivienda GF-49. ................................................................101



5.9 Anlisis General de Demanda de Consumo Energtico. .......................................108

5.10 Comparacin de los Programas de Modelacin. ..................................................1115.11 Anlisis del Certificado. ........................................................................................112

CAPITULO 6. CONCLUSIONES .................................................................................117

CAPITULO 7. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................121


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INDICE DE FIGURAS

CAPITULO 2. CONTEXTUALIZACIN Pgina.

Figura 2. 1. Consumo de Energa sectorial. (Ministerio de Energia, 2011) 5

Figura 2. 2. Consumo de energa elctrica en el rea de edificacin. (MINVU, 2011) 5Figura 2. 3 Distribucin de consumo de energa elctrica residencial. (MINVU, 2011) 6Figura 2. 4. Consumo Energtico Residencial. (Ministerio de Energia, 2011) 7Figura 2. 5. Consumo de lea en Temuco. 8Figura 2. 6 Infiltraciones en un inmueble. 15Figura 2. 7. Medidor de infiltraciones Blower Door Test 18Figura 2. 8. Descripcin del Proyecto. 20Figura 2. 9. Configuracin del Espacio de Trabajo. 21Figura 2. 10. Propiedades del Piso. 23Figura 2. 11. Propiedades del muro. 24

Figura 2. 12. Creacin de soluciones constructivas en el software. 26Figura 2. 13. Modelacin en Software CCTE_V2.0. 27Figura 2. 14. Calculo de demanda generada por el Software. 28Figura 2. 15. Consumo de energa. 29Figura 2. 16. Demanda de acuerdo a espacios delimitados. 30Figura 2. 17. Ubicacin del proyecto. 31Figura 2. 18. Modelo. 32Figura 2. 19. Espacio de Trabajo. 32Figura 2. 20. Aberturas. 33

Figura 2. 21. Divisiones interiores. 33Figura 2. 22. Pestaa Actividad. 34Figura 2. 23. Pestaa Cerramientos. 35Figura 2. 24. Pestaa Iluminacin. 36Figura 2. 25. Pestaa Aberturas. 37Figura 2. 26. Pestaa HVAC. 38Figura 2. 27. Programaciones de Datos. 39Figura 2. 28. Perfil de iluminacin. 40Figura 2. 29. Estanqueidad al aire. 40Figura 2. 30. Modelacin con infiltracin. 41

Figura 2. 31. Estanqueidad del aire. 42Figura 2. 32. Modelacin con ach=1.0. 42Figura 2. 33. Valor "U" muros perimetrales. 44Figura 2. 34. Valor "U" complejo de techumbres. 45Figura 2. 35. Datos generales e identificacin del proyecto. 46Figura 2. 36. Descripcin general de los elementos de la envolvente. 47Figura 2. 37. Descripcin general de los sistemas de calefaccin y agua calientesanitaria. 48


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Figura 2. 38. Dimensiones de la vivienda. 48Figura 2. 39. rea y coeficiente de transferencia de calor por elemento constructivo. 53Figura 2. 40. Obtencin de datos A y B. 56Figura 2. 41. Caractersticas trmicas de las ventanas. 58Figura 2. 42. Definicin de la metodologa. 59Figura 2. 43. Resultados del clculo de demanda. 59Figura 2. 44. Sistema de calefaccin. 60Figura 2. 45. Sistema de agua caliente sanitaria. 61Figura 2. 46. Sistema de iluminacin. 61Figura 2. 47. Sistemas de captacin de energas renovables no convencionales. 62Figura 2. 48. Resultados del consumo de energa de la vivienda. 63Figura 2. 49. ndice de sobrecalentamiento. 64Figura 2. 50. Certificado de eficiencia energtica. 65Figura 2. 51. Calificacin energtica. 66Figura 2. 52. Ingreso de demanda de la Vivienda. 67

Figura 2. 53 Demanda a modificar. 67Figura 2. 54. Certificado con modelacin en DesignBuilder. 68

CAPITULO 4. RESULTADOS

Figura 4. 1 Termografa de Infiltracin en las Instalaciones Elctricas. ..........................76Figura 4. 2 Termografa en Esquinas de Muros. ............................................................77Figura 4. 3 Termografa de Infiltraciones en Marcos de Ventanas. ................................78Figura 4. 4 Termografa de Infiltraciones en Unin de Muro con Cielo. .........................78

CAPITULO 5. ANLISIS DE RESULTADOS

FIGURA 5. 1 Acristalamiento Vivienda GF-50 (ver Anexo C)......................................109FIGURA 5. 2 Acristalamiento Vivienda JJ-02 (ver Anexo C) ........................................110FIGURA 5. 3 Clasificacin Energtica Vivienda WY-09. ..............................................112FIGURA 5. 4 Modificacin del sistema de Calefaccin. ...............................................113FIGURA 5. 5 Modificacin del sistema de Calefaccin. ...............................................114

FIGURA 5. 6 Clasificacin Energtica Vivienda WY-09 Modificada. ............................115


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INDICE DE TABLAS

CAPITULO 2. CONTEXTUALIZACIN Pgina.

Tabla 2. 1. Tipos de combustibles utilizados en Temuco. 9Tabla 2. 2. Tipos de viviendas en el pas. 10Tabla 2. 3. Tipos de Viviendas en la Regin de la Araucana. 11Tabla 2. 4. Materialidad de las viviendas en la Regin de la Araucana. 12Tabla 2. 5. Indicadores de materialidad de viviendas. 12Tabla 2. 6. Planilla tipo de Vrtices. 22Tabla 2. 7. Transmitancia (U) y Resistencia Trmica (Rt). 43Tabla 2. 8. Valores de Transmitancia. 50Tabla 2. 9. Transmitancia para distintos tipos de vidrios. 50Tabla 2. 10. Transmitancia trmica para DVH. 51

Tabla 2. 11. Transmitancia trmica lineal. 52Tabla 2. 12. Factor de accesibilidad para ventanas. (Mendez y Uribe, 2012) 54Tabla 2. 13. Factor de accesibilidad en ventanas. (Mendez y Uribe, 2012) 55Tabla 2. 14. Factor de marco de ventana. 57Tabla 2. 15. Determinacin del ndice de sobrecalentamiento. 64

CAPITULO 3. METODOLOGIA

Tabla 3. 1. Datos Vivienda JJ-01. 70

Tabla 3. 2. Datos Vivienda JJ-02 71Tabla 3. 3. Datos Vivienda WY-09 71Tabla 3. 4. Datos Vivienda WY-10.1 71Tabla 3. 5. Datos Vivienda GF-49 72Tabla 3. 6. Datos Vivienda GF-50 72Tabla 3. 7. Datos Vivienda GF-51 72

CAPITULO 4. RESULTADOS

Tabla 4. 1 Resultados Ensayos de Infiltraciones. 76Tabla 4. 2 Resultados Modelacin Vivienda JJ-01 (Mendez y Uribe, 2012) 79Tabla 4. 3 Certificacin MINVU Vivienda JJ-01 80Tabla 4. 4 Resultados Modelacin Vivienda JJ-02 81Tabla 4. 5 Certificacin MINVU Vivienda JJ-02. 82Tabla 4. 6 Resultados Modelacin Vivienda WY-09. (Mendez y Uribe, 2012) 82Tabla 4. 7 Certificacin MINVU Vivienda WY-09. 84


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Tabla 4. 8 Resultados Modelacin Vivienda WY-10.1. 84Tabla 4. 9 Certificacin MINVU Vivienda WY-10.1. 85Tabla 4. 10 Resultados Modelacin Vivienda GF-49. (Mendez y Uribe, 2012) 86Tabla 4. 11 Certificacin MINVU Vivienda GF-49. 87Tabla 4. 12 Resultados Modelacin Vivienda GF-50. 87Tabla 4. 13 Certificacin MINVU Vivienda GF-50. 88Tabla 4. 14 Resultados Modelacin Vivienda GF-51. (Mendez y Uribe, 2012) 89Tabla 4. 15 Certificacin MINVU Vivienda GF-51. 90

CAPITULO 5. ANLISIS DE RESULTADOS

Tabla 5. 1 Resumen de Demandas. 108Tabla 5. 2 Comparacin de Programas de Modelacin. 111


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INDICE DE GRFICOS

CAPITULO 5. ANLISIS DE RESULTADOS Pgina.

Grfica 5. 1 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 92Grfica 5. 2 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 93Grfica 5. 3 Demanda Energtica Modelo. 94Grfica 5. 4 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 95Grfica 5. 5 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 96Grfica 5. 6 Demanda Energtica Modelo. 96Grfica 5. 7 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 97Grfica 5. 8 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 98Grfica 5. 9 Demanda Energtica Modelo. 98Grfica 5. 10 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 99

Grfica 5. 11 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 100Grfica 5. 12 Demanda Energtica Modelo. 100Grfica 5. 13 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 101Grfica 5. 14 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 102Grfica 5. 15 Demanda Energtica Modelo. 102Grfica 5. 16 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 103Grfica 5. 17 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 104Grfica 5. 18 Demanda Energtica Modelo. 104Grfica 5. 19 Demanda energtica Modelo V/S Normada. 105Grfica 5. 20 Porcentaje de la Demanda de Referencia "C". 106

Grfica 5. 21 Demanda Energtica Modelo. 107Grfica 5. 22 Resumen de Demanda Energtica en Viviendas Modeladas. 110

ANEXOS

ANEXO A: PLANOSANEXO B:VERTICES TIPOSANEXO C:INFORMES CCTEANEXO D:CERTIFICADOS


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CAPTULO I

INTRODUCCIN


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CAPITULO 1. INTRODUCCIN

1

ESTUDIO DEL MODELO DE CERTIFICACION ENERGETICA DE VIVIENDAS DEL MINISTERIO DEVIVIENDA Y URBANISMO


1.1 Antecedentes del problema.

1.1.1 Exposicin general del problema.

Desde hace algunos aos el mundo y Chile se encuentran en una situacin de

vulnerabilidad ambiental y energtica, provocados por el cambio climtico, debido al

aumento en la emisin de gases de efecto invernadero, donde el crecimiento de las

actividades humanas han producido una mayor concentracin de estos en la atmosfera

y por consiguiente un crecimiento de este fenmeno. La vulnerabilidad energtica viene

dada por el aumento considerable de los precios internacionales de los combustibles,

de lo que depende y se abastece el Pas a travs de la importacin. (Adelqui y

Colonelli, 2009)

El precio del petrleo ha aumentado en casi un 100% en los ltimos doce meses.

Todo esto, sumado a la dependencia de Chile de la energa hidroelctrica y

consecuentemente de los factores climticos que la proporcionan, pone al pas en un

escenario inestable desde el punto de vista energtico. (Adelqui y Colonelli, 2009)

En el caso Chile, uno de los principales medios de generacin de energa es la

lea, donde es el principal combustible utilizado en los hogares con un 58% del

consumo de energa en el sector residencial. (Ministerio de Energia, 2011)

La combustin de lea est ligada a impactos ambientales importantes en todo el

centro y sur de Chile. En el caso de Temuco y Padre Las Casas, la combustin

residencial de lea est asociada a episodios de contaminacin por material particuladorespirable. Especficamente, se estima que la combustin residencial de lea aporta

ms del 70% del material contaminante presente en el aire, por lo cual los sistemas de

calefaccin que se utilicen en la ciudad deben ser eficientes y que disminuyan la

demanda energtica de la vivienda. (Ulloa et al, 2007)


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2

ESTUDIO DEL MODELO DE CERTIFICACION ENERGETICA DE VIVIENDAS DEL MINISTERIO DEVIVIENDA Y URBANISMO

Ante este panorama las autoridades han puesto en marcha una serie de medidas

para terminar con el problema ambiental, emanacin de gases de efecto invernadero, y

con la vulnerabilidad energtica, donde destaca, para efectos de esta investigacin, el

SISTEMA DE CERTIFICACIN ENERGTICA DE VIVIENDAS.

1.1.2. Objetivos generales y especficos.

Objetivos generales.

Analizar la eficacia del sistema de certificacin energtica de viviendas propuesto

por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

Objetivos Especficos.

Evaluar la eficiencia energtica de viviendas nuevas de la ciudad de Temuco.

Evaluar y certificar la eficiencia energtica de viviendas nuevas, considerando

ensayos de infiltraciones.

Anlisis de la calificacin y demanda energtica en viviendas nuevas y

limitancias entre ambos programas de modelacin.


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CAPTULO II

CONTEXTO


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CAPITULO 2. CONTEXTO.

4ESTUDIO DEL MODELO DE CERTIFICACION ENERGETICA DE VIVIENDAS DEL MINISTERIO DE

VIVIENDA Y URBANISMO


Chile, actualmente se encuentra en una situacin de vulnerabilidad energtica

producida por el aumento considerable de los precios internacionales de los

combustibles, de los que depende y se abastece a travs de la importacin. Todo esto,

sumado a la dependencia de Chile de la energa hidroelctrica y consecuentemente de

los factores climticos que la propician, pone al pas en un escenario inestable desde el

punto de vista energtico (Adelqui y Colonelli, 2009). Adems existe una crisis mundial

por el aumento considerable de las emisiones de CO2 que producen el denominado

efecto invernadero.

El efecto invernadero es un fenmeno por el cual ciertos gases, como el H 2O y

CO2que son emitidos a la atmosfera, retienen parte de la energa emitida por el suelo

tras haber sido calentado por la radiacin solar. Aunque este efecto se produce por

varios componentes de la atmosfera planetaria, el proceso de calentamiento ha sido

acentuado en las ltimas dcadas por la accin del hombre, con la emisin de CO2,

entre otros gases.

El efecto invernadero es una de las causas del calentamiento global, ya quedebido a dicho efecto, la temperatura terrestre ha aumentado en los ltimos tiempos y

que, de no cambiar la conducta humana, seguir aumentando.

De acuerdo a datos estadsticos dados a conocer en el balance energtico del

Ministerio de Energa correspondiente al ao 2010 y elaborado en el mes de Diciembre

del ao 2011, en Chile el consumo de energa se distribuye en 3 grandes sectores:

sector Pblico con un consumo de 3%, el sector Comercial con un 18% y el sector

Residencial con 79%. Esto con respecto al consumo total de energa elctrica en elpas. Ver Figura 2.1 (Ministerio de Energia, 2011)


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Figura 2. 1. Consumo de Energa sectorial. (Ministerio de Energia, 2011)

De acuerdo a datos estadsticos aportados por el Ministerio de Vivienda y

Urbanismo MINVU, en marco de la poltica de eficiencia energtica, el consumo de

energa elctrica en el rea de la edificacin, alcanza un 25 % del consumo total del

pas, dentro del cual un 81% de este consumo corresponde a un consumo residencial.

(MINVU, 2011)

Figura 2. 2. Consumo de energa elctrica en el rea de edificacin. (MINVU,

2011)

79%

3%18%

Residencial Pblico Comercial

81%

3%16%

Residencial Pblico Comercial


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De acuerdo a la Figura 2.2., la mayor parte del consumo de energa elctrica se

utiliza en el rea residencial, la cual se distribuye de acuerdo a la Figura 2.3.

Figura 2. 3 Distribucin de consumo de energa elctrica residencial. (MINVU,

2011)

Como lo muestra la Figura 2.3 anterior del 81% de energa que se consume en el

rea de edificacin para uso residencial, un 58,3% es utilizado para fines de

calefaccin.

Otra fuente de calefaccin es la utilizacin de lea, la cual ha sido el mtodo ms

tradicional, aunque su utilizacin a cielo abierto siempre resto eficacia a su poder

calorfico. El nacimiento de los hogares cerrados, primero en piedra y luego en

fundicin, comenzaron a aprovechar la verdadera potencia de la lea.

0.8

0.8

0.9

1.4

1.82.2

2.8

5.0

7.6

17.6

58.3

0.5

LAVADO DE ROPA

ASPIRADORA

COMPUTADOR

HORNO

STAND BY

TELEVISION

ILUMINACION

REFRIGERADOR

COCINA

ACS

CALEFACORES

HERVIDOR


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Dentro de las ventajas de la lea se puede decir que:

Es un elemento combustible sin poder de explosin.

Alto poder calrico de algunas especies.

Elemento biodegradable aun despus de su combustin. Precio razonablemente econmico en comparacin con otros sistemas de

calefaccin.

Aspecto importante a tener en cuenta a la hora de tratar la lea es su

humedad. La lea para ofrecer sus ms altas cotas de poder calorfico, ha de estar

liberada en su mayor parte de ella.

En Chile, la forma de calefaccin ms utilizada es por medio de consumo de lea

en el sector residencial, el cual queda claramente demostrado en la Figura 2.4.

Figura 2. 4. Consumo Energtico Residencial. (Ministerio de Energia, 2011)

Es as como en Temuco, la forma de calefaccin ms utilizada es por medio de

consumo de lea en el sector residencial, el cual se demuestra en la Figura 2.5.

20%

15%

1%

8%

56%

Derivados Petroleo Electricidad

Gas Corriente Gas Natural

Lea


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Figura 2. 5. Consumo de lea en Temuco.

De acuerdo a la Figura 2.5, la utilizacin de lea como mtodo calefaccin msutilizado en Temuco alcanza un 68,5 % de las viviendas en la ciudad. (UDEC, 2002)

66

56.3

81

74.4

77.8

64.9

68.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

CENTRO PONIENTE AMANECER STA. ROSA P.NUEVO P.VALDIVIA COMUNA DE

TEMUCO

CONSUMO DE LEA EN TEMUCO (%)


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Tabla 2. 1. Tipos de combustibles utilizados en Temuco.

TIPO DE COMBUSTIBLE HOGARES (%)

TEMUCO

SOLO LEA 27,3

LEA + GAS 22,8

LEA + ELECTRICIDAD 5,8

LEA + PETROLEO 0,7

LEA + PARAFINA 7,2

LEA + CARBON 0,9

SUBTOTAL LEA O LEA + OTROS 64,7SOLO GAS 20,4

SOLO ELECTRICIDAD 4,9

SOLO PETROLEO 2,2

SOLO PARAFINA 7,7

SOLO CARBON 0,2

SUBTOTAL OTROS COMBUSTIBLES 25,2

La informacin que se expresa en la Tabla 2.1 es extrada del estudio elaborado

para el Sistema Nacional de Informacin Ambiental, con respecto al consumo de lea

en Temuco. (UDEC, 2002)

Segn informacin elaborada por la comisin Nacional de Medio Ambiente

CONAMA, las estufas a lea generan una contaminacin 600 veces mayor que la

producida por una a gas, y 60 veces ms que una a parafina. (Ulloa et al, 2007)

Es por ello que el Ministerio del Medio Ambiente del Gobierno de Chile,

preocupado por el efecto negativo que producen las emisiones de CO2 al planeta,

participo en el Comit de ministros sobre el cambio climtico, en donde realizo un

compromiso voluntario en mitigacin de gases de efecto invernadero. Dentro de los


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compromisos que se sostuvieron es que Chile implementara una poltica de eficiencia

energtica, creando en primer lugar en el ao 2005 un programa nacional de eficiencia

energtica.

De acuerdo a lo expuesto es que en Chile existen dos estamentos que regulan laeficiencia energtica en la construccin: Las Normativas Chilenas rea F

(Construccin) y la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (O.G.U.C,

mayo 2009).

La principal diferencia radica en que la Ordenanza es de carcter obligatorio

para su cumplimiento. (Adelqui y Colonelli, 2009)

Para dar solucin a este problema, en primer lugar se debe conocer el estado

actual de las viviendas, para as poder disminuir el consumo de recursos que producen

la emisin de CO2 al ambiente. De acuerdo a datos estadsticos elaborados por el

Ministerio de Planificacin Nacional el tipo de edificaciones habitables son las que se

ilustran en la Tabla 2.2.

Tabla 2. 2. Tipos de viviendas en el pas.

tipo de vivienda Zona

Urbana Rural Total

Hogares %fila Hogares %fila Hogares %fila

Casa o Casa en cit 3,509,035 86.1 599,775 98.0 4,108,810 87.7

Casa en condominio 42,753 1.0 693 0.1 43,446 0.9

Departamento en edificio 477,058 11.7 31 0.0 477,089 10.2

Pieza en casa o departamento 13,197 0.3 204 0.0 13,401 0.3

Pieza en casa antigua o

conventillo

14,029 0.3 281 0.0 14,310 0.3

Mediagua o mejora 13,930 0.3 8,352 1.4 22,282 0.5

Rancho, ruca o choza 3,061 0.1 2,594 0.4 5,655 0.1

Otro tipo (mvil, carpa, etc.)

Especifique

280 0.0 217 0.0 497 0.0

Total 4,073,343 100.0 612,147 100.0 4,685,490 100.0


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Los datos anteriormente expuestos en la Tabla 2.2, fueron elaborados por la

divisin Social del MIDEPLAN de acuerdo a la Encuesta CASEN 2009, con factores de

expansin en base a CENSO 2002.

Abordando los datos a nivel de la Regin de la Araucana, los tipos de viviendashabitables en la Regin son los siguientes, ver Tabla 2.3.

Tabla 2. 3. Tipos de Viviendas en la Regin de la Araucana.

tipo de vivienda Zona

Urbana Rural TotalHogares %fila Hogares %fila Hogares %fila

Casa o Casa en cit 178,709 98.2 85,276 97.7 263,985 98.1

Casa en condominio - - 40 0.0 40 0.0

Departamento en edificio 2,087 1.1 - - 2,087 0.8

Pieza en casa o

departamento

40 0.0 - - 40 0.0

Pieza en casa antigua o

conventillo

206 0.1 - - 206 0.1

Mediagua o mejora 766 0.4 1,523 1.7 2,289 0.9Rancho, ruca o choza 77 0.0 273 0.3 350 0.1

Otro tipo (mvil, carpa,

etc.) Especifique

63 0.0 149 0.2 212 0.1

Total 181,948 100.0 87,261 100.0 269,209 100.0

De acuerdo a los datos anteriormente presentados en Tabla 2.3, los cuales

tambin fueron elaborados por la divisin social del MIDEPLAN, el tipo de materialidadcon las que estn construidas estas viviendas son las siguientes, ver Tabla 2.4.


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Tabla 2. 4. Materialidad de las viviendas en la Regin de la Araucana.

INDICADOR DE MATERIALIDAD Zona

Urbana Rural Total

Hogares %fila Hogares %fila Hogares %filaViv. Aceptable

148,572 81.7 53,399 61.2 201,971 75.0

Viv. Recuperable

33,210 18.3 32,468 37.2 65,678 24.4

Viv. Irrecuperable 166 0.1 1,394 1.6 1,560 0.6

Total 181,948 100.0 87,261 100.0 269,209 100.0

Donde los indicadores de materialidad estn definidos de la siguiente forma, ver

Tabla 2.5.

Tabla 2. 5. Indicadores de materialidad de viviendas.

Definicin de categoras segn material predominante en:

Dimensin Indicador Categoras

Paredes

Exteriores

De acero u hormign armado; albailera de ladrillo, bloques

de cemento o piedra; tabique forrado por ambas caras (madera u otro)

ACEPTABLE

Adobe; tabique sin forro interior (madera u otro); barro,

quincha, pirca u otro artesanal tradicional

RECUPERABLE

Material de desechos o reciclaje (cartn, lata, sacos,

plsticos) y otros materiales

IRRECUPERABLE

Techo

Tejas; tejuela, losa de hormign con cielo interior; zinc o

pizarreo con cielo interior; zinc, pizarreo, teja, tejuela o

madera sin cielo interior;

ACEPTABLE


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Fonolita; paja, coirn, totora o caa. RECUPERABLE

Material de desechos o reciclaje (plsticos, latas, etc.) IRRECUPERABLE

Piso

Radier revestido (parquet, cermica, tabla, linleo, flexit,

baldosa, alfombra, etc.)

ACEPTABLE

Radier no revestido, tabla o parquet sobre soleras o vigas;

madera, plsticos o pastelones directamente sobre tierra

RECUPERABLE

Piso de tierra IRRECUPERABLE

Si bien, el 81,7 % de las viviendas de la Regin de la Araucana corresponde a

una vivienda aceptable, el consumo de combustibles para la calefaccin sigue siendo

elevado, como se ilustr anteriormente.

Es por esto que en Chile se pretende disponer de un sistema de certificacin

energtica para viviendas, el que comenz a operar durante 2011 a modo de marcha

blanca, as lo anunciaron en ese entonces el ministro de Energa, Ricardo Raineri y el

subsecretario de Vivienda y Urbanismo, Andrs Jacobelli.

Esta es una de las iniciativas que se presentan en la primera Expo Eficiencia

Energtica del pas, organizada por el Programa Pas de Eficiencia Energtica del

Ministerio de Energa, y en la cual el MINVU tiene un stand para mostrar sus avances

en la materia. (Ulloa et al, 2007)

La finalidad de esta iniciativa es disminuir la demanda de calefaccin querequieren las viviendas nuevas y para el caso de las viviendas antiguas plantear

soluciones constructivas que ayuden a disminuir dicha demanda.

El mtodo para determinar la calificacin energtica de un edificio es un mtodo

denominado como autorreferente, donde la calificacin se obtiene como resultado de


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comparar el consumo energtico terico del edificio a certificar con el de un edificio de

referencia, que cumple con las condiciones mnimas indicadas en la normativa.

Para determinar la calificacin energtica se determina el ndice de reducciones

de CO2 del edificio a certificar respecto al de referencia. La calificacin se establecedentro de una escala de siete letras, que va desde la letra A (edificio ms eficiente) a la

letra G (edificio menos eficiente). (Ulloa et al, 2007)

De acuerdo a lo anteriormente expuesto, para realizar la emisin de un

certificado de eficiencia energtica para una vivienda, es fundamental la realizacin de

una modelacin de la vivienda en algn software que permita determinar la demanda

energtica que esta requiera.

El Ministerio de Vivienda y Urbanismo diseo un Software denominado

Certificacin de Comportamiento Trmico para Edificios en Chile (CCTE V_2.0), el cual

permite determinar la demanda de energa requerida por una vivienda de acuerdo a su

materialidad y los distintos sistemas, tanto de calefaccin, sistema de agua caliente

sanitaria, sistema de iluminacin y sistema de captacin de energas renovables no

convencionales que esta posea.

Esta determinacin de la demanda de la vivienda se realiza mediante una

modelacin del inmueble, otorga datos fundamentales para la certificacin energtica,

la cual se realiza completando datos dentro de una planilla de clculo Excel elaborada

por el mismo organismo mencionado anteriormente.

Si bien el programa permite una entrega de resultados necesarios para la

modelacin, existe un aspecto que dicho programa considera como un valor neutral

para todas las viviendas, siendo que dicho valor varia para cada tipo de vivienda. El

aspecto que no discrimina el software CCTE_V2.0, son las infiltraciones que se

producen en la vivienda.Para detallar de forma ms profunda, el valor de infiltraciones que considera el

software es un valor fijo de 1,0 Ach. Lo cual no representara de manera efectiva la

realidad del inmueble ya que viviendas que presenten un mayor nivel de infiltraciones

serian evaluadas con el mismo criterio que viviendas que posean menos infiltraciones,


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lo cual no sera representativo al momento de la determinacin de la demanda

energtica.

Lasinfiltraciones son ventilaciones de aire no controladas que se producen por el

aire que se transporta a travs de fisuras o aberturas que se producen en la envolvente

del edificio, ya sea por los muros, puertas, ventanas y por el complejo de techumbres

ver Figura 2.6.

Figura 2. 6 Infiltraciones en un inmueble.

Este es un aspecto relevante de las viviendas, que en esta investigacin toma

mucha importancia, ya que no fue considerado correctamente en la creacin del

Sistema de Certificacin de Viviendas.

El efecto ms importante de las infiltraciones es un mayor consumo de energa

para calefaccin, esto asociado a la perdida de calor que conlleva el movimiento del


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aire desde el interior hacia el exterior de la vivienda. (Estos se podr comprobar ms

adelante en esta investigacin), aqu radica la importancia de minimizar o eliminar las

infiltraciones.

Para cuantificar la tasa de infiltraciones de aire existen diversos indicadores, perouno de los ms usados internacionalmente es la tasa de renovaciones de aire de una

vivienda por unidad de tiempo (hora) a una diferencia de presin de referencia.

Estudios realizados por el DICTUC, a travs de su unidad IICoS, ha efectuado

mediciones de infiltraciones a casas y departamentos nuevos. Dichas mediciones han

mostrado que:

Las viviendas sociales de departamentos construidas con muros de hormign

armado o albailera de ladrillos presentan niveles de infiltracin de aire de entre

3,5 a 5,0 Air Change Hour (Ach) a 4 Pascales (Pa).

Las viviendas sociales de departamentos construidas con paneles de estructura

de perfiles de acero liviano y revestimientos exteriores e interiores de placas de

OSB y/o fibrocemento y yeso-cartn presentan niveles de infiltracin de aire de

entre 9,0 a 11,0 Ach a 4 Pa.

Las viviendas de estndar medio-alto con muros de la envolvente en albailerade ladrillos presentan niveles de infiltracin de aire de entre 0,7 a 0,9 Ach a 4 Pa.

Debido a lo anteriormente expuesto es que este Trabajo de Titulo tiene adems como

finalidad analizar que tan determinante puede ser considerar las infiltraciones en la

determinacin de la demanda energtica de una vivienda. (DICTUC, 2012)

Para ello se realizaran modelaciones a viviendas de la ciudad de Temuco por

medio de dos software de iguales caractersticas, el primero utilizando el softwareCCTE_V2.0, el cual como se expreso con anterioridad, es el programa definido para la

realizacin de las modelaciones y posterior certificacin, y el Software DesignBuilder.

Esto permitir realizar una comparacin de las certificaciones realizado con los

diferentes programas para determinar que tan trascendente puede ser la consideracin


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real de las infiltraciones, adems de ver las ventajas y desventajas entre uno y otro

software.

2.1. Ensayos de Infiltracin.

La estanqueidad de la envolvente del edificio es un requisito muy importante para

la puesta en marcha de mtodos de eficiencia energtica tanto en edificios nuevos

como para edificios en los cuales se desea realizar un reacondicionamiento energtico,

es en este punto donde se hace muy importante el ensayo de infiltracin el cual fue

realizado por el instrumento denominado Blower Door Test, facilitado por el Centro de

Eficiencia Energtica de la Universidad De La Frontera.

El Blower Door Test, este ensayo consiste en instalar el ventilador Blower Dooren una puerta o ventana exterior del edificio, en este caso se instalo en la puesta

principal (acceso), el resto de las aberturas de la envolvente deben permanecer

completamente cerradas, mientras que las aberturas interiores deben permanecer

abiertas mientras se realiza el ensayo. El ventilador genera un aumento (presin) o

disminucin (despresurizacin) de la presin al interior del edificio, el ensayo

proporciona la tasa de renovacin de aire a 50 Mpa y a 4 Mpa, la cual proporciona

informacin acerca de las infiltraciones de la envolvente, las cuales pueden ser

detectadas y eliminadas durante la medicin, ver Figura 2.7.


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Figura 2. 7. Medidor de infiltraciones Blower Door Test


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2.2. Software CCTE_V2.0

2.2.1. Generalidades.

De acuerdo a lo expuesto en el informe final del Proyecto SISTEMA DE

CERTIFICACION ENERGETICA DE VIVIENDAS, existen dos posibles metodologas

para el clculo de la demanda de energa en calefaccin. Dentro de estas dos

metodologas se encuentra el Software de clculo para la Certificacin de

Comportamiento Trmico para Edificios en Chile (CCTE_V2.0).

El programa CCTE V_2.0 es una herramienta computacional que permite

determinar la demanda energtica para el acondicionamiento trmico de un edificio, elcual genera una lnea de base con los datos que se ingresan para cada proyecto. Dicho

Programa que pertenece al ministerio de Vivienda y Urbanismo de Chile permite realizar

clculos de demanda, realizando adems una comparacin de la demanda que tendra

el mismo proyecto analizado en condiciones en que la envolvente del edificio en

cuestin estuviera exigido con la mxima trasmitancia trmica exigida de acuerdo a la

zona geogrfica del pas en donde se encuentre el proyecto.

2.2.2. Modelacin en CCTE V _2.0

Para la modelacin de la demanda energtica de un proyecto se requiere

ingresar algunos antecedentes previos antes de la realizacin del dibujo, para ello al

ingresar al software y realizar la opcin para un nuevo proyecto, el programa muestra la

una ventana que se ilustra a continuacin, ver Figura 2.8.


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Figura 2. 8. Descripcin del Proyecto.

Dicha ventana que presenta el Software requiere datos como la informacin

climtica donde se encuentra el proyecto, la orientacin que posee el edificio a evaluar,

el tipo de edificio ya sea unifamiliar o en bloque, el tipo de uso que se dar al proyecto,

descripcin del proyecto tal como nombre y su ubicacin geogrfica y los datos del

evaluador.

Una vez realizado esta parte inicial se configura el espacio de trabajo donde se

modelara el proyecto, donde la parte fundamental es modificar el valor del radio de

atraccin de las esferas a su valor mnimo de 0.1 m, ver Figura 2.9.


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Figura 2. 9. Configuracin del Espacio de Trabajo.

La funcin de las esferas de atraccin, como su nombre lo dice, es atraer puntos

cercanos al momento de ingresar una coordenada para la confeccin del modelo, es

por eso que para evitar inconvenientes es recomendable utilizar el valor mnimo que

permite el Software.

Para la confeccin del dibujo es necesario generar una planilla en formato

Microsoft Excel, donde se encuentren los vrtices del proyecto a modelar como se

muestra en la Tabla 2.6.


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Tabla 2. 6. Planilla tipo de Vrtices.

VERTICES 1 NIVELCOORDENADAS MUROS

EXTERIORES

PTO X Y

A 0 0

B 3.17 0

C 3.17 4.3

D 4.95 4.3

E 4.95 9.89

Adems se anexa un documento con todos los vrtices requeridos para la

modelacin de una vivienda en este software, ver Anexo B.

Con los vrtices ya definidos se procede a la generacin del modelo utilizando las

herramientas que entrega el Software. Para dicha generacin del modelo se debe

seguir la siguiente estructura de realizacin:

Generar Planta del Proyecto: se debe crear la planta de la edificacin a modelar,

donde el software requiere cierta informacin como la altura que tendr la planta

para la posterior confeccin de los muros exteriores. Adems de esto permite

igualar alguna planta antes generada o crear una losa con el solo hecho de

agregar una cota de elevacin, ver Figura 2.10.


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Figura 2. 10. Propiedades del Piso.

Creacin de Muros Perimetrales: una vez creada la planta del edificio el software

permite la generacin automtica de los muros exteriores de acuerdo a los datos

ingresados al momento de la confeccin de la planta del proyecto.

Creacin de Muros interiores: luego de crear los muros exteriores del proyecto se

deben crear los muros interiores que subdividen el espacio generado en la planta

de esta.

Creacin de diversos radieres: cuando es finalizado la determinacin de los

muros subdivisores de la planta, el software permite la generacin de los

distintos pisos del proyecto, con la finalidad de poder otorgarles diferentes

materialidades de acuerdo al proyecto que se est ejecutando. Confeccin de Vanos: cuando se han determinados las distintas losas del

proyecto, se da paso a la confeccin de los vanos (ya sea puertas, ventanas,

celosas) que se pueden crear editando el muro donde se desea crear el vano, o

bien utilizando la herramienta que el software posee, ver Figura 2.11.


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Figura 2. 11. Propiedades del muro.

Creacin de otras plantas: cmo se explica anteriormente, de la misma maneraque se crea la primera planta, se pueden generar las diversas plantas que se

requiera de acuerdo al proyecto que se quiere modelar.


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Creacin de losas y cielo: Al generar nuevas plantas el software

automticamente genera los cerramientos de los cielos de la planta anterior

particionando est de acuerdo a los muros interiores antes definidos.

Creacin de Cubiertas: Para la creacin de cubiertas es necesario la creacin de

una nueva planta y la utilizacin de lneas auxiliares que otorgan una mayor

facilidad para la creacin de este tipo de cerramientos.

Luego de finalizado el proceso de dibujo se procede a generar una planilla de

materialidad para los diferentes elementos constructivos dibujados con anterioridad.

El gran beneficio de este software es que otorga la posibilidad de utilizar los

materiales y soluciones constructivas contenidas en su biblioteca, dentro de las cuales

destaca el Listado Oficial de Soluciones constructivas para Acondicionamiento Trmico

del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Adems permite el ingreso de nuevos

materiales que su biblioteca no contiene, ingresando el nombre del material y las

propiedades que el Software posee de los otros materiales tales como densidad,

conductividad trmica, espesor y calor especfico.

El software CCTE V_2.0 genera un rbol de agrupacin que contiene a

materiales y los divide en soluciones constructivas opacas y semitransparentes.

En el primer grupo contiene todos los elementos y materiales que definen un

cerramiento tal como muros, cubiertas, cielos, piso, etc. Agrupados de acuerdo en

materiales y soluciones constructivas.

El segundo grupo pertenece a todos los elementos y materiales que son

necesarios para la definicin de un vano en un proyecto, desde los cristales hasta los

marcos utilizados en una ventana.

El software permite la confeccin de soluciones contractivas a utilizar en el

modelo donde se despliega un listado de materiales posibles a utilizar para dar la

solucin constructiva que se requiera. Dicha confeccin se establece por medio de

capas donde el software muestra datos de los materiales ingresados tales como el


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espesor, la conductividad, densidad y el calor especifico, adems de entregar el ndice

de transmitancia que se genera al crear dicha solucin. A continuacin se ilustra una

solucin constructiva empleada en el moldeamiento de un proyecto donde queda

ejemplificado como el software entrega el ndice de transmitancia del bloque que se

desea generar, ver Figura 2.12.

Figura 2. 12. Creacin de soluciones constructivas en el software.


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Con las soluciones Constructivas ya efectuadas se da paso a dar la materialidad

a todos los elementos confeccionados en el espacio de trabajo.

Se debe dar materialidad a todos los elementos creados ya que el software no

genera un clculo de demanda si existen elementos que carecen de materialidad.

Figura 2. 13. Modelacin en Software CCTE_V2.0.

La Figura 2.13 muestra una edificacin ya terminada, con la materialidad de cada

elemento que la compone incluida, lista para realizar el clculo de demanda energtica

de calefaccin como de refrigeracin.


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Cuando se define la materialidad a todos los elementos generados en el espacio

de trabajo se paso al clculo de la demanda, donde el software genera el siguiente

resultado, ver Figura 2.14.

Figura 2. 14. Calculo de demanda generada por el Software.

El software calcula la demanda de calefaccin y refrigeracin tanto del proyecto

como una referencial en unidades de (Kwh/m2) y a partir de ello entrega un grafico

representativo de los valores determinados.


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As tambin entrega los valores de consumo final tanto de energa y refrigeracin

del proyecto, que de la misma forma que la demanda, se entregan datos tanto del

proyecto modelado como de un modelo referencial, ver Figura 2.15.

Figura 2. 15. Consumo de energa.

El modelo referencial es calculado en base al mismo edificio confeccionado en el

software, donde su envolvente es modificada segn las exigencias establecidas en el

articulo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, para la zona

trmica donde se emplaza el proyecto, utilizando los valores mximos admisibles detransmitancia trmica tanto para pisos, muros, techumbre y la superficie vidriada

mxima permitida con respecto a los parmetros verticales de la envolvente.


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Adems de lo anteriormente expuesto, el software genera una tabla de demanda

de calefaccin y refrigeracin tanto del proyecto como el de referencia de acuerdo a los

espacios delimitados dentro de la planta generada, ver Figura 2.16.

Figura 2. 16. Demanda de acuerdo a espacios delimitados.

Para finalizar los resultados que el software genera se puede emitir un informe

con todos los datos que son ingresados y almacenados en la base de dato del CCTE

V_2.0. Ver Anexo C.

Dicho informe es un documento de certificacin del comportamiento trmico de la

edificacin, el cual se compone de:

Datos generales: la cual corresponde a la descripcin del proyecto

Informacin de la demanda y consumo de climatizacin

Descripcin geomtrica y descriptiva de los espacios, cerramientos opacos,

materiales, composicin de los cerramientos, cerramientos semitransparentes,

resultados de los espacios generados y una lista de comprobacin de los

materiales utilizados.


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2.3. Modelacin mediante el Software DesignBuilder.

Se modela el edificio mediante el software DesignBuilder que es una interfaz

grafica del motor Energy Plus.

El modelamiento se realiza para obtener principalmente el dato de la demanda

energtica de la vivienda, obteniendo este dato de la vivienda modelada con el dato de

estanqueidad o sin ste, permitiendo saber cul es la real demanda energtica del

edificio con infiltraciones o sin infiltraciones.

A continuacin se muestra de manera general el proceso de modelamiento:

Para comenzar se comienza por ingresar la ubicacin del proyecto, ver Figura 2.17.

Figura 2. 17. Ubicacin del proyecto.

Se ingresa el lugar del proyecto

La regin del proyecto (Pas)


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A continuacin se tiene que rellenar todas las pestaas que a continuacin se

muestra en la Figura 2.18.

Figura 2. 18. Modelo.

2.3.1 Modelo.

En esta pestaa se procede a dibujar el edificio (ver Figura 2.19), aberturas (ver

Figura 2.20) y divisiones interiores (ver Figura 2.21):

Figura 2. 19. Espacio de Trabajo.


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Figura 2. 20. Aberturas.

Figura 2. 21. Divisiones interiores.


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2.3.2 Actividad.

En esta pestaa se debe ingresar todo lo relacionado con la ocupacin que tiene

cada zona de la vivienda con sus respectivos horarios, establecer las temperaturasmnimas y mximas para que funcione la calefaccin y refrigeracin, la cantidad de aire

fresco mnimo, la cantidad de lux requeridos por zona, entre otros detalles, ver Figura

2.22.

Figura 2. 22. Pestaa Actividad.


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2.3.3 Cerramientos.

En esta pestaa debe quedar definida toda la materialidad del edificio, tal como

muro exterior, muros divisorios, cubierta, cielo y el dato ms importante del presenteestudio LA ESTANQUEIDAD AL AIRE (4 Mpa), ver Figura 2.23.

Figura 2. 23. Pestaa Cerramientos.


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2.3.4 Iluminacin.

En esta pestaa tiene que quedar definida la iluminacin general del edificio, ver

Figura 2.24.

Figura 2. 24. Pestaa Iluminacin.


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3.5.5 Aberturas.

En esta pestaa deben quedar definidos el tipo de acristalamiento, la

materialidad de los marcos y la distribucin de las ventanas, ver Figura 2.25.

Figura 2. 25. Pestaa Aberturas.


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2.3.6 HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning).

En esta pestaa deben quedar definidos tipo de generacin de calefaccin as

como tambin la programacin que tiene el edificio. Tambin en esta pestaa debequedar definidas la ventilacin y programacin de la ventilacin, ver Figura 2.26.

Figura 2. 26. Pestaa HVAC.


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Todo lo que se refiere al ingreso de la programacin, como por ejemplo de la

iluminacin, de tiene que ser ingresado mediante plantillas, a continuacin se muestra

la figura de la plantilla de ocupacin de iluminacin del edificio, ver Figura 2.27.

Figura 2. 27. Programaciones de Datos.


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En esta plantilla tambin se ingresa el horario de la iluminacin (ver Figura 2.28)

donde se especifican el horario diario y mensual con la que esta se va a simular

energticamente mediante el software:

Figura 2. 28. Perfil de iluminacin.

Una vez ingresados todos los datos en las plantillas tanto materialidad de los

muros, acristalamiento de las ventanas, confeccin de las plantillas de programacin,etc. Se procede a la simulacin, donde el software da la posibilidad de decidir la

cantidad de das que se quiere realizar la simulacin, para efectos de esta tesis la

primera simulacin se realizara en con el dato de estanqueidad de aire activada, ver

Figura 2.29.

Figura 2. 29. Estanqueidad al aire.


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Despus de simular el programa nos entrega la demanda energtica que tiene la

vivienda, en este caso, con infiltracin, ver Figura 2.30.

Figura 2. 30. Modelacin con infiltracin.

Despus de realizar la simulacin con el dato de la tasa de renovacin real, se

simula la vivienda considerando la misma tasa de renovacin (ach), igual a 1.0, que el

software CCTE, para una posterior comparacin, ver Figura 2.31.


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Figura 2. 31. Estanqueidad del aire.

Despus de simular, de la misma manera que con la tasa de renovacin real, el

programa nos entrega la demanda energtica que tiene la vivienda, en este caso, con

infiltracin igual a 1 Ach., ver Figura 2.32.

Figura 2. 32. Modelacin con ach=1.0.


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Toda esta etapa de simulacin es con los datos de transmitancia trmica U

originales, propios de la materialidad de la vivienda, en estudio, para los muros

perimetrales, techumbre y pisos ventilados (no aplica a este tipo de vivienda), es decir,

toda la envolvente de la vivienda, a continuacin viene la etapa donde hay que simular

la vivienda con la tramitacin (U) aceptados por la ORDENANZA GENERAL DE

URBANISMO Y CONSTRUCCIONES (OGUC), Articulo 4.1.10, el cual indica en su

letra (A) las exigencias de acondicionamiento trmico para los complejos de

techumbres, muros perimetrales y pisos ventilados, entendidos como elementos que

constituyen la envolvente de la vivienda, donde debern tener una transmitancia

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

sealada para la zona correspondiente, en este caso la zona corresponde a la N5, ver

Tabla 2.7.

Tabla 2. 7. Transmitancia (U) y Resistencia Trmica (Rt).

ZONA TECHUMBRE MUROS PISO

VENTILADOS

U Rt U Rt U RtW/m2K m2K/W W/m2K m2K/W W/m2K m2K/W

1 0,84 1,19 4,0 0,25 3,60 0,28

2 0,60 1,67 3,0 0,33 0,87 1,15

3 0,47 2,13 1,9 0,53 0,70 1,43

4 0,38 2,63 1,7 0,59 0,60 1,67

5 0,33 3,03 1,6 0,63 0,50 2,00

6 0,28 3,57 1,1 0,91 0,39 2,56

7 0,25 4,00 0,6 1,67 0,32 3,13


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A continuacin se proceder, como se indico anteriormente, a simular la

vivienda, con la transmitancia U establecidos para viviendas ubicadas en la zona N5,

en el software se procede de la misma forma, con la excepcin de que la transmitancia

hay que establecerla, en los elementos mencionados en el prrafo anterior:

2.3.7 Muros Perimetrales.

Se establece el valor U para los muros perimetrales y complejo de techumbre,

ver Figura 2.33 y Figura 2.34.

Figura 2. 33. Valor "U" muros perimetrales.


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Figura 2. 34. Valor "U" complejo de techumbres.

A continuacin se procede a simular la vivienda obteniendo la demanda

energtica de la vivienda con el dato de transmitancia exigida por la OGUC, obteniendo

la demanda energtica para esta consideracin.


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2.4. Certificacin del Edificio Modelado.

Con los resultados obtenidos tanto de la modelacin en el software CCTE V_2.0

como en DesignBuilder se da comienzo a la certificacin energtica en viviendas

mediante una planilla en Microsoft Excel la cual es una herramienta que permite

generar por medio de planillas de clculo permite generar el certificado de evaluacin

energtica de viviendas.

Esta herramienta Excel se compone de 7 hojas de las que solo es necesario llenar con

datos solo una de ellas para generar el certificado esperado denominada CE Chile

(Certificacin Energtica Chile).

Dicha hoja Excel se compone de los siguientes tems:

2.4.1 Caractersticas de la Vivienda.

Datos generales e identificacin del proyecto, ver Figura 3.35.

Figura 2. 35. Datos generales e identificacin del proyecto.


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Descripcin general de los elementos de la envolvente, en la cual se detalla

la materialidad de todos los elementos que definen el modelo, ver Figura

2.36.

Figura 2. 36. Descripcin general de los elementos de la envolvente.

Descripcin general de los sistemas de calefaccin y agua caliente sanitaria,

ver Figura 2.37.


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Figura 2. 37. Descripcin general de los sistemas de calefaccin y agua caliente

sanitaria.

2.4.2 Dimensiones de la Vivienda.

Figura 2. 38. Dimensiones de la vivienda.


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2.4.3 Caractersticas Trmicas de la Envolvente.

rea y coeficiente de transferencia de calor por elemento constructivo.

En este tem se deben ingresar las superficies todos los elementos constructivos

que se generaron en ambos software, con su respectiva transmitancia trmica para

cada elemento. Es aqu donde toma importancia el informe generado en la modelacin

del edificio ya que como se expres anteriormente, este entrega todos los elementos

constructivos y sus transmitancias trmicas respectivas que fueron utilizados en el

modelo para la generacin de la demanda del edificio. Siendo as, se agregan las

superficies de los elementos que conforman el permetro del espacio conformado por eledificio, considerando excepciones como el rea de piso para el caso de que el edificio

este construido directamente sobre el terreno natural adems que no se consideran

elementos que limitan una zona habitable de otra zona acondicionada. (MINVU, 2012)

Cuando los valores de transmitancia de los distintos elementos que conforman

un nivel del edificio exceden el valor permitido, se debe considerar de forma

independiente estos elementos, cada uno con sus respectivas transmitancias, ver

Formula 2.1 y Formula 2.2. (MINVU, 2012)

(2.1)

(2.2)

Siendo:

A: rea del muro

AT: Sumatoria de las areas de los muros.

U: Transmitancia trmica del muro

El resultado determina una Transmitancia trmica promedio de los elementos.

Para la determinacin de la transmitancia trmica de las ventanas existen 4formas o mtodos que lo permiten:


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a) Utilizando un valor por defecto que depende del tipo de ventana, ver Tabla 2.8.

Tabla 2. 8. Valores de Transmitancia.

Descripcin U (W/m2 K)

Ventana de vidrio monoltico simple (VM) 5.8

Ventana con doble vidriado hermtico (DVH) 3.6

b) La segunda forma es determinar la transmitancia trmica de las ventanas de la

siguiente forma, ver Formula 2.3.

(2.3)

Donde U de cada vidrio utilizado en la modelacin se obtiene de la siguiente tabla, ver

Tabla 2.9.

Tabla 2. 9. Transmitancia para distintos tipos de vidrios.

Ancho del espaciador U (W/m2

K)

Vidrio monoltico (VM). Sin espaciador 5.80

DVH con espaciador de 5 mm 3.60

DVH con espaciador de 10 mm 3.22DVH con espaciador de 15 mm 3.07

DVH con espaciador de 20 mm o mayor 3.00


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Los valores de transmitancia trmica para cada uno de los tipos de vidrio son

obtenidos a partir del valor de la resistencia de las cmaras de aire contenidas en la

Norma Chilena 853. Adems cabe mencionar que para determinar la transmitancia

trmica de valores intermedios de los espesores de vidrios es posible realizar una

interpolacin lineal.

Para la determinacin de la transmitancia trmica de los marcos se puede utilizar 2

criterios que se detallan a continuacin:

Para marcos macizos se debe utilizar la siguiente frmula, ver Formula 2.4.

(2.4)

Donde e es el espesor del marco y k es la conductividad del marco.

Para marcos no macizos se debe considerar una transmitancia trmica de

U = 5,8 W/m2K.

c) otro mtodo para determinar la transmitancia trmica de las ventanas es para el

caso de ventanas con sistema de Doble Vidriado Hermtico (DVH), donde se

determina su transmitancia mediante la siguiente tabla, ver Tabla 2.10.

Tabla 2. 10. Transmitancia trmica para DVH.

ESPESOR (mm) Valor "U"

(W/m2 K)Hoja

exteriorCmara

aireHoja

interiorEspesor

total

3 10 3 16 3.1

5 10 5 20 3.1

6 10 6 22 3.1


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3 12 3 18 2.8

4 12 4 20 2.8

5 12 4 20 2.8

6 12 6 24 2.8

d) la ltima forma de determinacin de transmitancia trmica para ventanas es

mediante un certificado emitido por algn laboratorio internacional valido, en el cual

se debe detallar el tipo de ventana y su transmitancia debe ser de la ventana en su

totalidad incluyendo el marco. Dicho certificado solo es vlido para la ventana

especfica con sus dimensiones definidas.

La determinacin de la transmitancia trmica de elementos como Techumbre muros

y pisos ventilados estn definidos y en conformidad con el articulo 4.1.10 de la OGUC.

Y para el caso de pisos en contacto con el terreno, se considera la transmitancia

trmica lineal y el permetro de construccin. La transmitancia trmica lineal se define

segn la Norma chilena Nch. 853, ver Tabla 2.11.

Tabla 2. 11. Transmitancia trmica lineal.

Aislacin del piso

o radier

Resistencia trmica total,

Rt

m2 x C/W

Transmitancia trmica lineal,

Kl

W/(m x K)

Corriente 0,150,25 1,4

Medianamente aislado 0,260,60 1,2

Aislado > 0,60 1,0

Una vez determinados todas las transmitancias trmicas se completan los datos

solicitados, ver Figura 2.39.


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Figura 2. 39. rea y coeficiente de transferencia de calor por elemento

constructivo.

2.4.4 Ventanas: Sombreamiento y Orientacin.

En este punto de la certificacin se debe ingresar informacin relativa a la

orientacin de ventanas y nivel de sombreamiento. La informacin a ingresar segnel tipo de orientacin de ventanas, es la siguiente:

Coeficiente de Accesibilidad de la Ventana (FA).


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Este coeficiente considera el factor de accesibilidad de la ventana con respecto

al cielo. El factor de accesibilidad de la ventana (FA) se compone de 2 factores, que

consideran los elementos de sombra locales y los obstculos remotos del edificio,

ver Formula 2.5.

(2.5)

Donde:

FAV: factor de accesibilidad de la ventana

FAR: factor de accesibilidad respecto a elementos de sombra remotos

El FAV de una ventana se calcula como el producto de dos factores, ver Formula2.6.

(2.6)

Estos valores se obtienen de las siguientes tablas:

FAV1: Para los aleros superiores horizontales, ver Tabla 2.12.

Tabla 2. 12. Factor de accesibilidad para ventanas. (Mendez y Uribe, 2012)

L/H

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5

Orientacin N

,NE,

NO

D/H

0.1 1.00 0.92 0.77 0.63 0.52 0.42 0.30

0.2 1.00 0.97 0.84 0.71 0.59 0.49 0.33

0.4 1.00 0.99 0.94 0.84 0.72 0.61 0.42

0.6 1.00 1.00 0.97 0.92 0.83 0.72 0.51

0.8 1.00 1.00 0.99 0.96 0.90 0.82 0.61

E,

OS

E,

SO,S

D/H

0.1 1.00 0.92 0.79 0.69 0.60 0.54 0.44

0.2 1.00 0.95 0.85 0.74 0.65 0.59 0.48

0.4 1.00 0.98 0.92 0.83 0.75 0.67 0.55

0.6 1.00 0.99 0.95 0.89 0.82 0.75 0.61

0.8 1.00 1.00 0.97 0.93 0.87 0.81 0.67


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FAV2: Para elementos de sombra verticales, ver Tabla 2.13.

Tabla 2. 13. Factor de accesibilidad en ventanas. (Mendez y Uribe, 2012)

P/H

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.50

Orient

acin N

,NE,

NO

S/H

0.1 1.00 0.89 0.75 0.64 0.57 0.53 0.49

0.2 1.00 0.94 0.81 0.71 0.64 0.59 0.55

0.4 1.00 0.97 0.89 0.81 0.74 0.70 0.65

0.6 1.00 0.99 0.94 0.87 0.81 0.77 0.72

0.8 1.00 0.99 0.96 0.91 0.86 0.82 0.77

E,

OS

E,

SO,S

S/H

0.1 1.00 0.90 0.77 0.67 0.61 0.56 0.500.2 1.00 0.94 0.83 0.74 0.68 0.63 0.57

0.4 1.00 0.98 0.91 0.84 0.79 0.74 0.68

0.6 1.00 0.99 0.95 0.90 0.86 0.82 0.76

0.8 1.00 0.99 0.97 0.94 0.91 0.88 0.82

Para determinar el valor FAV del edificio en su totalidad, se determina el FAV

para cada ventana y despus se calcula el promedio por su orientacin realizando la

sumatoria del producto entre cada FAV de las ventanas del edificio por orientacin y

su respectiva rea, ver Formula 2.7.

(2.7)

El factor de accesibilidad respecto a elementos de sombra remotos FAR, se

calcula mediante la ecuacin, ver Formula 2.8.


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(2.8)

Donde la determinacin del valor X est dada por, ver Formula 2.9.

(2.9)

Que se determinan de acuerdo a la siguiente imagen, ver Figura 2.40.

Figura 2. 40. Obtencin de datos A y B.

Con esto se determina el factor FAR para cada una de las ventanas, para lo cual al

igual que factor FAV se debe determinar el factor FAR global, ver Formula 2.10.

(2.10)


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Factor Solar de Vidrio FS:

Corresponde al factor solar del vidrio para incidencia normal. Se calcula de

acuerdo a la siguiente frmula, ver Formula 2.11.

(2.11)

Donde Cs es el coeficiente de sombra, que para este caso se utiliza un valor

predefinido de 0,70

Factor de Marco de la ventana:

El factor de marco de la ventana FM corresponde al porcentaje de superficietraslcida con respecto al rea total del vano. Los valores por defecto a utilizar en el

mtodo simplificado y que la misma planilla de clculo Excel permite utilizar son, ver

Tabla 2.14.

Tabla 2. 14. Factor de marco de ventana.

Tipo de marco FM

Madera 0.7

Metal 0.8

Metal (Rotura Puente Trmico) 0.8

PVC 0.7

Cuando se determinan todos los factores necesarios para este punto de la

certificacin, se ingresan los datos a la siguiente parte de la planilla, ver Figura 2.41.


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Figura 2. 41. Caractersticas trmicas de las ventanas.

2.4.5 Definicin de la Metodologa a Usar en Clculo de la Demanda de

Calefaccin.

De acuerdo a lo que ilustra la planilla de clculo para la determinacin de la

certificacin energtica de la vivienda se puede realizar a travs de dos formas, la

primera de acuerdo a un clculo de demanda esttico y la segunda por medio de un

clculo dinmico de demanda, donde la segunda alternativa se utiliza cuando el edificio

posee un gran porcentaje de superficie de ventanas. Es por ello que para las

modelaciones de este trabajo de titulo se desarrollara por la segunda alternativa debido

a la gran superficie de ventanas que poseen los distintos proyectos a modelar.

Con esta eleccin se debe ingresar tanto la demanda de calefaccin del edificio y

la demanda de calefaccin de referencia, los cuales las entregan el software

CCTE_V2.0 y Design Builder en la modelacin como se ilustra en la siguiente imagen,

ver Figura 2.42.


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Figura 2. 42. Definicin de la metodologa.

2.4.6 Resultados del Clculo de Demanda.

Con todos los datos entregados, la planilla Excel genera los datos que

determinan el clculo de la demanda y son utilizados para realizar la certificacin

energtica del edificio en anlisis, ver Figura 2.43.

Figura 2. 43. Resultados del clculo de demanda.


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2.4.7 Definicin de los Equipos y Sistemas.

Para finalizar el ingreso de datos se debe definir los equipos y sistemas de

calefaccin, agua caliente sanitaria y el sistema de energa renovable caracterstico de

cada proyecto a modelar. La planilla Excel contiene datos con listas desplegables para

la determinacin de cada uno de los equipos y sistemas caractersticos para cada uno

de los proyectos a certificar.

La definicin de equipos y sistemas son los siguientes:

- Sistema de Calefaccin

- Sistema de agua caliente sanitaria

- Sistema de iluminacin (el clculo se realiza en base a valores por defecto)

- Sistemas de captacin de energas renovables no convencionales

Las siguientes imgenes muestran los distintos sistemas y equipos descritos

anteriormente, que la planilla requiere definir para realizar la certificacin del edificio:

Sistema de Calefaccin, ver Figura 2.44.

Figura 2. 44. Sistema de calefaccin.


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Sistema de agua caliente sanitaria, ver Figura 2.45.

Figura 2. 45. Sistema de agua caliente sanitaria.

Sistema de iluminacin, ver Figura 2.46.

Figura 2. 46. Sistema de iluminacin.


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Sistemas de captacin de energas renovables no convencionales, ver Figura

2.47.

Figura 2. 47. Sistemas de captacin de energas renovables no convencionales.

2.4.8 Resultados del Consumo de Energa de la Vivienda.

En la figura se muestra el cuadro de resultados para el consumo de energa,

donde se pueden apreciar los consumos de energa para cada sistema y el valor C

que definir la categora en cuanto a la Arquitectura + Equipos + Tipo de energa, de las

viviendas.

De acuerdo a todos los datos ingresados, la planilla Excel entrega una tabla de

resultados donde se ilustran los consumos de energa para cada sistema y el valor C,

que es el valor que define la categora en cuando a la arquitectura equipos y tipo de

energa de la vivienda, ver Figura 2.48.


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Figura 2. 48. Resultados del consumo de energa de la vivienda.

2.4.9 ndice de Sobrecalentamiento.

El ndice de Sobrecalentamiento se calcula en base a la identificacin de los

atributos que podran provocar sobrecalentamiento de un edificio. Para determinar este

ndice es necesario determinar los atributos para materializar, ventanas, ganancias

trmicas y ventilacin natural. Ver Tabla 2.15 y Figura 2.49.


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Tabla 2. 15. Determinacin del ndice de sobrecalentamiento.

Descripcin Valor del

AtributoMs del 70% de los muros exteriores de la vivienda

son muros de hormign, ladrillo o algn material de

densidad mayor a 1000 [Kg/m3] sin aislacin o con

aislacin trmica por el exterior.

0

Ms del 30% de los muros son de estructura liviana

de densidad inferior a 1000 [Kg/m3] o de elementos

de alta densidad pero con aislacin trmica

instalada por el interior y con superficie de piso

ventilado menor a 30%

0.5

Ms del 30% de los muros son de estructura liviana

(densidad inferior a 1000 [Kg/m3]) o de elementos

de alta densidad pero con aislacin trmica

instalada por el interior, y ms del 30% de la

superficie de piso corresponde a piso ventilado.

1.0

Figura 2. 49. ndice de sobrecalentamiento.


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Estudio del modelo de certificación energética de viviendas del ministerio de vivienda y urbanismo

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