EVALUACIÓN Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS TÉRMICOS,...

EVALUACIÓN Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS TÉRMICOS, ACÚSTICOS Y

LÚMINICO DE UNA VIVIENDA CON MODELO AUTO SOSTENIBLE.

Trabajo de grado presentado para optar por el título de Ingeniero de Materiales

Miguel Steven Gómez Aristizabal

Universidad de San Buenaventura

Facultad de Ingeniería

Ingeniería de Materiales

Santiago de Cali –Valle del Cauca

2015

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EVALUACIÓN Y SOLUCION DE PROBLEMAS TERMICOS Y ACUSTICOS DE UNA

VIVIENDA CON MODELO AUTO SOSTENIBLE.

Trabajo de grado presentado para optar por el título de Ingeniero de Materiales

Miguel Steven Gómez Aristizabal

Director:

Edgar Franco Medina

Doctor en Ingeniería de Materiales

Universidad de San Buenaventura

Facultad de Ingeniería

Ingeniería de Materiales

Santiago de Cali – Valle del Cauca

2015

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DEDICATORIA

Este proyecto de grado se lo dedico a Dios, quien con su gran amor, estuvo junto a mí en

todos los momentos de mi vida, y aún más cerca en los días difíciles, dándome la mano y

brindándome fuerzas para poder continuar y no fallar, mostrándome siempre las hermosas

recompensas que él tiene para mí y bajo su camino, llenando mi vida de alegría y felicidad.

A mi madre Liliana María Aristizabal quien siempre ha estado conmigo, brindándome cada

uno de sus momentos y compartiendo cada una de sus alegrías, guiándome, enseñándome y

forjándome a ser un mejor ser humano, un mejor padre y un mejor hijo, siendo siempre mi faro

en la oscuridad, te amo madre.

A mi compañera Ingrid Carvajal, por ser una parte muy importante de mi vida, la cual me

ha brindado su amor, apoyo y paciencia.

A mí hijo Santiago Gómez por ser ese pilar que llego a mi vida, sacando lo mejor de mí y

mostrándome la belleza de la vida, convirtiéndose el, en mi motivación, inspiración, felicidad y

mi mayor meta.

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“Todos los que están aquí se darán cuenta de que es Dios quien da la victoria en las batallas.

Dios nos dará la victoria sobre ustedes, y así sabrán que para triunfar, Dios no necesita de

espadas ni de flechas” 1 Samuel 17: 47-48

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AGRADECIMIENTOS

Le agradezco a Dios por estar conmigo en todos los días de mi vida, por brindarme una

madre dispuesta, una compañera hermosa y un hijo que todos lo días me recuerda lo bello que es

la vida.

Le doy gracias a mi madre Liliana por darme su apoyo incondicional, por los valores que me

ha inculcado, por haberme dado la oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso

de mi vida, y por ser un gran ejemplo.

A Ingrid y Santiago por ser parte fundamental de mi vida, por acompañarme en esta gran

carrera para ser un profesional y por brindarme todo su amor.

Agradezco la confianza, apoyo y dedicación a los profesores: Edgar Franco Medina y Carlos

Mauricio Betancourt.

Agradezco al grupo de estudiantes de Fundamentos de acústica 2015–2 de ingeniería

electrónica guiado por el docente Carlos Betancourt por el apoyo y colaboración.

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Contenido

1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 13

2. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................................... 15

3. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 17

3.1 OBJETIVOS PRINCIPAL.................................................................................................. 17

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................ 17

4. MARCO TEORICO.................................................................................................................... 18

4.1 AISLAMIENTO ....................................................................................................................... 18

4.1.1 Aislamiento térmico. ......................................................................................................... 18

4.1.2 Aislamiento Acústico ........................................................................................................ 18

4.2 DIAGNÓSTICO ....................................................................................................................... 19

4.2.1 Métodos de evaluación ...................................................................................................... 19

4.3 TRANSMISIÓN DE CALOR ................................................................................................. 19

4.3.1 Conducción ........................................................................................................................ 20

4.3.2 Convección ......................................................................................................................... 20

4.3.3 Radiación ............................................................................................................................ 20

4.4 ACÚSTICA ............................................................................................................................... 20

4.5 LA LUZ ..................................................................................................................................... 24

4.5.1 Visión humana ................................................................................................................... 25

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4.6 VIVIENDAS SOSTENIBLES ................................................................................................ 27

4.7 CONFORT TÉRMICO ........................................................................................................... 27

4.7.1 Humedad relativa ............................................................................................................... 28

4.7.2 Factores del confort térmicos ............................................................................................ 29

4.8 CONFORT ACÚSTICO .......................................................................................................... 30

4.8.1 Factores del confort acústicos ........................................................................................... 31

4.9 CONFORT LUMÍNICO O VISUAL ...................................................................................... 32

4.9.1 Flujo luminoso ................................................................................................................... 32

4.9.2 Intensidad luminosa ........................................................................................................... 32

4.9.3 Nivel de iluminación ......................................................................................................... 32

4.9.4 Factores del confort lumínico ........................................................................................... 33

5 METODOLOGIA ....................................................................................................................... 34

5.1 ANÁLISIS TÉRMICO........................................................................................................ 34

5.1.1 Diseño experimental. ......................................................................................................... 37

5.2 ANÁLISIS ACÚSTICO ..................................................................................................... 41


5.3 ANÁLISIS LUMÍNICO ..................................................................................................... 47


6 RESULTADOS Y ANÁLISIS .................................................................................................. 53

8

6.1 RESULTADOS INICIALES, DIAGNÓSTICO DE LA HABITACIÓN. ...................... 53

6.1.1 Valoración térmica ....................................................................................................... 53

6.1.2 Valoración acústica ...................................................................................................... 56

6.1.3 Valoración lumínica .................................................................................................... 58

6.2 RESULTADOS DE LA PROPUESTA ............................................................................. 61

6.2.1 Valoración térmica ....................................................................................................... 70

6.2.2 Valoración acústica ...................................................................................................... 90

6.2.3 Valoración lumínica .................................................................................................... 94

7 CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 99

8 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 100

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LISTA DE FIGURAS

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Impedancia acústica en distintos medios de propagación .................................................. 21

Tabla 2 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de ruido ambiental .............. 23

Tabla 3 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de emisión de ruidos .......... 24

Tabla 4 de niveles de iluminación (lux) ............................................................................................ 26

Tabla 5 Parámetros térmicos para tener en cuenta ........................................................................... 35

Tabla 6 Factores, niveles y tratamientos del diseño experimental Térmico ................................... 38

Tabla 7 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental acústico ......... 44

Tabla 8 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental lumínico ........ 50

Tabla 9 presenta las definiciones acústicas que fueron utilizadas: .................................................. 56

Tabla 10 Resultados acústicos ........................................................................................................... 57

Tabla 11 materiales ............................................................................................................................ 64

Tabla 12 Análisis de varianza Andamios rígidos, variables HRE % HRI % TEME °c TEMPI °c.

.............................................................................................................................................................. 86

Tabla 13 Prueba de Tukey, para Térmico. Variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI ............... 88

Tabla 14 Anova de la Lux, luminosidad. .......................................................................................... 96

Tabla 15 Análisis postanova. Variable lux. ...................................................................................... 97

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LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Esquema metodológico para evaluación térmica........................................................ 34

Ilustración 2 Ubicación de dispositivos Higro - Térmicos ............................................................... 35

Ilustración 3 plano de la vivienda y dispositivo klimalogg Fuente Ing. Diego Gómez ................. 35

Ilustración 4 Estación higro-termico klimalogg pro Fuente: ........................................................... 36

Ilustración 6 Esquema de metodológico para evaluación acústica .................................................. 42

Ilustración 7 plano vivienda más equipos acústicos Fuente: Diego Gómez ................................... 43

Ilustración 8 Dispositivos Cesva........................................................................................................ 44

Ilustración 9 plano vivienda más dispositivo lumínico .................................................................... 48

Ilustración 10 Dispositivo BK precision ........................................................................................... 48

Ilustración 11 Gráfico de temperatura vs tiempo, 23 de abril.......................................................... 53

Ilustración 12 Gráfico de temperatura vs tiempo, 24 de abril.......................................................... 54

Ilustración 13 Gráfica temperatura vs tiempo, 25 de abril ............................................................... 54

Ilustración 14 humedad relativa vs tiempo, 25 de abril ................................................................... 55

Ilustración 15 unidad de medida Lux (lx) ......................................................................................... 58

Ilustración 16 posición de la vivienda ............................................................................................... 60

Ilustración 17 patio de la casa ............................................................................................................ 62

Ilustración 18 casa lateral ................................................................................................................... 63

Ilustración 19 aislapor ....................................................................................................................... 64

Ilustración 20 Sikaflex connection 300ml ......................................................................................... 65

Ilustración 21 teja ajozinc .................................................................................................................. 65

Ilustración 22 alambre de amarras ..................................................................................................... 66

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Ilustración 23 alcoba 1 implementación aislapor 2cm espesor ........................................................ 66

Ilustración 24 implementación de las tejas ....................................................................................... 67

Ilustración 25 alcoba 1, implementación aislapor 4cm espesor....................................................... 68

Ilustración 26 evaluación acústica de la solución propuesta............................................................ 69

Ilustración 27 evaluación lumínica solución ..................................................................................... 69

Ilustración 28 T°c vs T- 1 de octubre- aislapor 2cm- sin teja .......................................................... 70

Ilustración 29 T°c vs T - 2 de octubre- aislapor 2cm- sin teja ........................................................ 71

Ilustración 30 T°c vs T- 3 de octubre- aislapor 2cm- sin teja .......................................................... 71

Ilustración 31 H.R. vs T - 3de octubre- aislapor 2cm- sin teja ........................................................ 72

Ilustración 32 T°c vs T- 5 de octubre- aislapor 2cm- con teja ......................................................... 72



Ilustración 35 H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja .................................................... 74

Ilustración 36 T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja ................................................... 74

Ilustración 37 T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja...................................................... 75

Ilustración 38 T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja ................................................... 75

Ilustración 39 H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja ..................................................... 76

Ilustración 40 T°c vs T- 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja .................................................... 76

Ilustración 41 T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja ................................................... 77

Ilustración 42 T°c vs T- 14 de octubre - aislapor 4cm- sin teja ....................................................... 77

Ilustración 43 H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja ...................................................... 78

Ilustración 44 T°c vs T -15 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja .................................................... 78

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Ilustración 47 H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja ................................................... 80

Ilustración 48 T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja .................................................. 80

Ilustración 49 T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja ................................................. 81

Ilustración 50 T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja .................................................. 81

Ilustración 51 H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja .................................................. 82

Ilustración 52 T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja ........................................................ 82



Ilustración 55 H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja ....................................................... 84

Ilustración 56 Grafica de efectos principales, variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI .......... 89

Ilustración 57 mediciones con perturbaciones de la fuente esférica en pared lateral ..................... 90

Ilustración 58 Medición con sonómetro con perturbación en pared lateral .................................... 91

Ilustración 59 Mediciones de sonómetro y de perturbación de la fuente ........................................ 91

Ilustración 60 Nivel sonoro de inmisión ........................................................................................... 92

Ilustración 61 Interacción para dB ..................................................................................................... 93

Ilustración 62 Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja............................................... 94

Ilustración 63 Grafica de efectos principales. Variable luminosidad .............................................. 97

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1. INTRODUCCIÓN

Este trabajo se realiza con el fin de determinar condiciones de confort de una vivienda

ubicada en la Universidad de San Buenaventura, sede Cali. Esta casa fuediseñada en el 2012 por

estudiantes de arquitectura, los cuales la enfocaron a un modelo de vivienda sostenible. (Gómez,

2011)

Como pilar fundamental la vivienda debe tener puntos críticos en la construcción, los cuales

puedan ofrecer a los habitantes un espacio adecuado, que los proteja del frio, la humedad, el

calor, la lluvia, los vientos y otros peligros para la salud entre ellos riesgos estructurales. Estas

viviendas deben estar diseñadas para ser seguras y eficientes, lo que significa que no perderá

demasiada energía (como sobrecalentamiento de los cables). Las casas sostenibles involucran

actualmente la utilización de energías renovables tales como, paneles y calentadores solares.

En la actualidad encontramos viviendas, con bajo confort térmico y acústico, lo que significa

que en las casas en el día el calor es abrumador y en las noches el frio es incontrolable;

adicionalmente, el ruido que generan algunos vecinos es escuchado como si estuviera viviendo

contigo, siendo este un punto desfavorecido en la construcción de las viviendas. Gracias a este

conocimiento se realizara estudios con los cuales diagnosticaremos y solucionaremos los

problemas de confort en la vivienda ubicada en la Universidad de San Buenaventura

Determinar y evaluar el confort térmico no es una tarea fácil de realizar, se debe tener en

cuenta el intercambio térmico del individuo y el medio ambiente; la temperatura del aire, la

temperatura de las paredes, la humedad relativa, dentro y fuera de la vivienda.

14

Con estos estudios obtendremos datos específicos de confort, los cuales nos mostraron las

fallas en confort actuales, y así diagnosticar y seleccionar las mejores soluciones para la vivienda

con modelo auto sostenible.

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2. JUSTIFICACIÓN

La casa utilizada en el desarrollo del presente proyecto, fue construida en la Universidad de

San Buenaventura entre el periodo comprendido desde 2012 – 2014. Esta casa es un modelo de

una vivienda sostenible, la cual está realizada con diseños arquitectónicos ambientales y energías

renovables (panel solar). (Gómez, 2011)

La vivienda se encuentra ubicada en la ciudad de Cali, localizada en la zona inter tropical,

teniendo un clima tropical seco.

La vivienda cuenta con tres (3) habitaciones, dos (2) baños, una (1) cocina, dos (2) patios, un

(1) patio de ropa, un (1) comedor y una (1) sala como se puede ver en la ilustración 15. El plano

inicial era de una vivienda de 6m x 15m, lo que se hizo fue reducir los espacios hasta que

quedara de 4,80m x 10,20m, que son las medidas reales de la vivienda. En la habitación principal

se trabajó el concepto de confort térmico, es decir que las personas no presentaran sensación de

calor, ni de frío, debido a que las condiciones de temperatura, humedad relativa y movimientos

del aire fueran favorables a las actividades que se desarrollaran. Para esto se implementó en las

paredes y el tejado de la habitación, pulpa de papel, en forma de emparedado con el fin de

mejorar las propiedades térmicas del material de construcción, para lo cual no se ha realizado

ninguna evaluación.

La evaluación térmica, acústica y lumínica de la casa, nos permitirá conocer que tan efectivo

es el concepto de la vivienda y podremos ejecutar diferentes soluciones para el mejoramiento en

el confort de la misma.La evaluación térmica de la casa, se realizará con un sistema de sensores

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térmicos (Klimalogg PRO), los cuales tomaran temperaturas dentro de la habitación, y en el

exterior de la vivienda, por un lapso de tres (3) días, con lo cual podremos diagnosticar la

vivienda y evaluar las soluciones. También se realizara la caracterización acústica de los

elementos de la construcción in situ del aislamiento acústico a ruido aéreo y del ruido aéreo entre

locales, con dispositivos CESVA para posteriormente analizar y plantear soluciones, para la

caracterización lumínica, se trabajara con el equipo BK PRECISION Lightmeter 615, con el

cual se podrá tomar la medida unidades Lux (Lx) en el sistema internacional de unidades.

17

3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVOS PRINCIPAL

Determinar el diagnóstico y solución de las propiedades de confort (térmicas, lumínicas y

acústicas) de la vivienda experimental ubicada en la Universidad de San Buenaventura, seccional

Cali.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Valoración de la vivienda experimental en función de propiedades de confort (Térmico,

Lumínico y Acústico)

Plantear estrategias de solución según las mediciones de confort.

Implementar la estrategia de confort para la vivienda experimental y su posterior

evaluación.

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4. MARCO TEORICO

4.1 AISLAMIENTO

Es el comportamiento por el cual la pérdida energética tienda a ser reducida o en su defecto a

cero, como su nombre lo indica el aislamiento es una barrera que aísla, es decir dificulta el paso

atreves de ella, de calorías cuando se trata de aislamiento térmico y de sonido cuando hablamos

de aislamiento acústico, a continuación definiremos los dos tipos de aislamientos:

4.1.1 Aislamiento térmico.

El aislamiento térmico se propone generar una barrera que pueda minimizar la diferencia de

temperatura de las superficies interior (paredes, techo y suelo) y el ambiente interior, pero no

solo se busca generar una minimización en las temperaturas, sino también contribuir al ahorro de

energía al reducir las pérdidas de calor. (construcción, 2014)

4.1.2 Aislamiento Acústico

El aislamiento acústico trata de atenuar la propagación del ruido de un local a otro dentro del

mismo edificio o del exterior de una vivienda a los espacios interiores. (construcción, 2014)

4.1.2.1 Sonido

El sonido lo podemos definir en dos campos; el campo fisiológico y el campo físico.

Campo fisiológico: Sensación auditiva que se origina mediante una vibración acústica.

Campo físico: es una vibración acústica la cual puede generar una sensación auditiva.

(Rougeron, 1977)

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4.1.2.2 Ruido

El ruido es definido como una sensación auditiva desagradable. Pueden poner la más bella

sinfonía, pero oída a través de una pared en el trabajo, si estamos estresados puede ser un ruido.

(Rougeron, 1977)

4.2 DIAGNÓSTICO

Es el análisis que se realiza para determinar cualquier situación y cuáles son las tendencias,

basándose en datos, hechos y evaluaciones ordenadas sistemáticamente, que nos permitirán

juzgar que está sucediendo, para ello encontraremos diferentes métodos de evaluación:

4.2.1 Métodos de evaluación

Los métodos de evaluación son desarrollados para medir el producto o las necesidades,

mediante pruebas cualitativas y cuantitativas, con el fin de recoger información de los procesos,

analizarla y así poder genera posibles soluciones.

4.3 TRANSMISIÓN DE CALOR

El calor es una energía que se transmite de los cuerpos calientes a los cuerpos fríos, debido a

las propiedades de la entropía, en las viviendas el frio no entra, sino que el calor es expulsado

al exterior. El calor es transmitido de varias maneras:

20

4.3.1 Conducción

Es la transmisión de calor por contacto directo entre los cuerpos, mediante el cual la

temperatura pasa de molécula a molécula, sin intercambios de materia.

4.3.2 Convección

Es la transmisión de calor por medio del movimiento del fluido, entre zonas con

diferentes temperaturas.

4.3.3 Radiación

Es la onda electromagnética emitida por la superficie de un cuerpo excitado

térmicamente, y es emitida en todas las direcciones. (Juez, 2010)

4.4 ACÚSTICA

La ciencia que estudia los diferentes métodos de generación, recepción y transmisión del

sonido se llama acústica, entre los diferentes campos de la acústica encontramos la

Arquitectónica, la cual trata sobre el diseño y construcción de las salas, edificios y del

comportamiento de las ondas sonoras en ambientes cerrados.

En general el sonido está relacionado con la sensación auditiva, cuando una onda sonora que

se propaga por un gas, un líquido o un sólido, y este alcanza a nuestro oído, presenta un

fenómeno que se denomina audición, lo cual hace vibrar nuestra membrana auditiva, y presenta

una reacción en los nervios auditivos. Para ello solo podremos captar frecuencias comprendidas

entre 16 Hz y 20KHz para ello las frecuencias se dividirán en tres:

Frecuencias graves= 16 -360 Hz

21

Frecuencias medias= 360 – 1.400 Hz

Frecuencias agudas= 1.400 – 20.000 Hz

El sonido es considerado como una onda elástica, por medio del cual la propagación será con

una velocidad que dependerá de las propiedades elásticas del medio donde tenga lugar dicha

propagación, esta propagación aumentara o disminuirá por la resistencia acústica del material o

por la Impedancia del mismo, al contrario que la resistencia eléctrica, que al aumentar hace que

disminuya la intensidad de corriente, la impedancia acústica hace que aumente la intensidad

sonora transmitida, como se mostrara en el siguiente gráfico.

Tabla 1 Impedancia acústica en distintos medios de propagación

Materiales v (m/s) ρᴑ (kg/m3) Z (kg m

-2 s

-1)

Aire 340 1.18 408

Agua 1080 1000 148 x 104

Hormigón 3160 2300 7 x 106

Ladrillo 3000 1800 5 x 106

Madera 700 600 0.4 x 106

Acero 5900 7800 46 x 106

Dónde: = Velocidad de transmisión, = Densidad del material y

= Impedancia acústica.

22

La impedancia acústica tiene un papel crucial en cuestiones de reflexión y transmisión de las

ondas entre dos medios, para poder generar una buena transmisión es necesario que las

impedancias de los medios sean casi iguales, mientras cuando son diferentes la mayor parte de la

energía es devuelta por reflexión para poder satisfacer la ley de conservación de energía.

(Beléndez, 1992)

La Normatividad Colombiana por medio del ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo

territorial nos establece la norma nacional en la resolución 0627 del 2006 de emisión de ruido y

ruido ambiental, para determinar cuáles son los estándares máximos de niveles de emisión de

ruido en dB(A) y estándares máximos permisibles de niveles de ruido ambiental en dB(A), a

continuación podremos observar las tablas para los respectivos estándares:

23

Tabla 2 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de ruido ambiental

(Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006)

24

Tabla 3 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de emisión de ruidos

. (Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006)

4.5 LA LUZ

Es la radiación electromagnética emitida o reflejada por cualquier cuerpo, esta energía es

visible para el ojo humano, con un rango de longitud de onda entre 0.38 y 0.78µm (10-6

m), la luz

proviene de superficies a alta temperatura, tales como el sol, lámparas. Nuestra vista es capaz de

distinguir diferentes longitudes de ondas del espectro luminoso y son percibidas como los

25

colores de la luz, azul-violeta (± 0.4 µm) y los colores rojo-naranja (± 0.7µm), para aquellas

longitudes mayores a 0.7µm y menores a 0.4 µm son imperceptibles para el ojo humano.

(INSHT, 198*) (Monroy, 2006)

4.5.1 Visión humana

Se define visión a la capacidad de interpretar nuestro entorno mediante la radiación

electromagnética que percibe nuestros ojos. Nuestra visión tiene una gran facilidad para

adaptarse a los cambios de niveles de iluminación por medio de la dilatación de la pupila que es

casi instantánea, como también puede aumentar la sensibilidad de la retina lo cual nos facilita

tener una mejor visión en las horas nocturnas.

Este nivel de iluminación varía según el lugar donde nos encontremos, como se puede ver en

la siguiente tabla

26

Tabla 4 de niveles de iluminación (lux)

Lux Ambiente Actividad cómoda

100,00

0

Mediodía pleno sol Umbral máximo, empieza el dolor por exceso de luz

30,000

Día semicubierto Circulación exterior diurna, paseo

10,000

Día cubierto Actividad excepcional (quirófanos)

3,000

Zonas de transición Actividad muy detallada, iluminación puntual

1,000 Interior luminoso Actividad detallada (cocina, aseo), iluminación zonal

300 Interior medio Estancia, actividad media, iluminación gral nocturna

100 Interior bajo Reposo, actividad baja, iluminación gral nocturna

30 Calle iluminación alta Circulación interior, calle de noche con tráfico

10 Calle media Calle con tráfico medio, densidad urbana media

3 Calle baja Calle con tráfico bajo, densidad urbana baja

1 Calle mínima Aparcamientos o muelles, sólo orientación

0,1 Luz de luna Necesita periodo de adaptación para orientarse

0,01 Luz de estrellas Umbral mínimo, oscuridad prácticamente absoluta

(Monroy, 2006)

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4.6 VIVIENDAS SOSTENIBLES

El desarrollo de las viviendas sostenibles se ven influenciadas por el concepto de bio-

construcciones, lo cual nos indica que para las viviendas tendremos ahorro de energía, agua y

utilizaremos conceptos de reciclaje, como también se dispondrán de un estudio previo de la zona

donde se construirá y las direcciones en las que van a ir las viviendas, el buen uso de materiales

de construcción, que logren proporcionar barreras acústicas y térmicas, también encontramos las

Viviendas bioclimáticas las cuales se define como las viviendas diseñadas para lograr un

máximo confort dentro de las mismas con el mínimo gasto energético, aprovechando el medio

ambiente, para transformar el clima externo en Confort interno. (Lasanta, 2004)

El confort que el ser humano pueda experimentar en un espacio determinado es una sensación

que resulta compleja de descifrar. La concepción del confort se puede asociar a características en

un espacio determinado, definidos por parámetros que pueden analizarse de manera

independiente y que a su vez son específicos para cada sentido de nuestro organismo (Térmicos,

Acústicos y Lumínicos) con unidades (grados centígrados, decibelio y lux/ candelas), y así poder

proporcionar bienestar y comodidad, entre ellos encontramos tres (3) tipos de confort;

4.7 CONFORT TÉRMICO

El confort térmico se da cuando las personas no experimentan sensación de calor ni de frio, es

decir, cuando las condiciones de temperatura, humedad relativa y flujo de aire son favorables

para cada actividad que se esté realizando, también se puede definir como: “Aquella condición

de la mente que proporciona satisfacción con el medio ambiente térmico” (Fanger P. , 1973).

No obstante, esta definición la podemos dejar a un lado, debido a que entramos en el significado

28

de condición de la mente, como la de satisfacción, pero podemos deducir que el confort es un

proceso cognitivo el que se influye por diferentes tipos de procesos como físicos, fisiológicos o

incluso psicológicos (Ashrae, 2005).

Dado esto evaluar se puede convertir en una tarea compleja debido a que las sensaciones

conllevan una carga subjetiva, no es lo mismo para la persona Y sentir sensaciones de frio y/o

calor que para la persona X. Sin embargo existen variables que podemos modificar para que los

intercambios térmicos entre el individuo y el medio en el que se encuentre puedan contribuir a la

sensación de confort como: temperatura del aire, humedad relativa, actividad física, entre otras.

(Rusiñol, 2007).

Las condiciones de confort térmico para las personas, en estado de reposo, son a una

temperatura de 22 °C en invierno y a 25 °C en verano, con una humedad relativa del 50%, estas

temperaturas dependen también del tipo de actividad que estén realizando. (Juez, 2010)

4.7.1 Humedad relativa

El vapor de agua se forma por la evaporación del agua que se encuentra presente en la

naturaleza, este es absorbido por el aire en diferentes porcentajes los cuales dependen 100% de

las condiciones ambientales. La humedad relativa, se maneja desde 0 al 100% siendo 0% el nivel

más bajo de agua en el aire, y 100% el nivel más alto de agua en el aire.

En las viviendas la humedad relativa juega un papel muy importante tanto para la comodidad

como para la salud, ya que la humedad relativa demasiado alta (60-100%) puede generar

complicaciones de como: Dificultad para respirar, acumulación de calor, malos olores, deterioro

de materiales y generación de hongos.

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La humedad relativa demasiado baja (0-30%) puede generar complicaciones como: Partículas

de polvo en el aire, dolor de cabeza, asma, piel agrietada, y muebles dañados.

Se debe mantener una humedad relativa dentro de la vivienda entre (30–60%), siendo un 45-

50% la humedad relativa optima. (Rafael Hernández Sánchez, 2014)

La sintomatología que presentan las personas que son afectadas no suelen ser graves, y al no

ocasionar bajas por enfermedad, se ve minimizado los efectos, aunque se traduce en una

situación de disconfort. Los contaminantes que encontramos presentes en el aire son absorbidos

por inhalación, debido a esto afecta el tracto respiratorio como irritación de nariz, garganta y

bronquios, pudiendo provocar rinitis, asma o neumonitis hipersensitiva, también en el medio

ambiente pueden encontrarse contaminantes que provoquen irritación en ojos y en la dermis.

Los principales síntomas en la salud física que se relacionan con la calidad del aire son:

Dolor de cabeza, mareos, náuseas, fatiga, piel seca, irritación de ojos, congestión de senos

nasales y tos.

Los síntomas en la salud mental que se relacionan con la calidad del aire son: Cambios de

humor, cambios en el estado de ánimo y dificultad en relaciones interpersonales. (NTP 243,

198+)

4.7.2 Factores del confort térmicos

Transcurrido el tiempo se han encontrado diferentes autores que abordaron el problema de

calcular las condiciones de confort térmico en un determinado entorno (Hoof, 2008) (Wan, 2009)

(Orosa, 2009), para lo cual existen diferentes índices y modelos en la bibliografía, no obstante el

más completo es el índice de PMV (Predicted Mean Vote) el cual fue diseñado y desarrollado

30

con el fin de modelar el confort térmico en los humanos (Fanger P. , 1972), se utilizara este

método con una variación en las variables para la medición.

Estos factores sobre el confort térmico están ligados al clima y la geografía donde se

encuentre la vivienda. Colombia se encuentra ubicada en una zona tropical, esto significa que la

temperatura media en los doce meses del año superan los 18°C. Encontramos dos factores

fundamentales al momento de realizar nuestro estudio, Factores externos y factores internos:

4.7.2.1 Factor externo

Se puede denominar factor natural, donde encontramos; Radiaciones solares, humedad relativa y

movimiento del aire

4.7.2.2 Factor interno

En este factor encontramos; Personas, animales, ruido, plantas, objetos, también se debe tener

en cuenta los materiales de construcción y factores de acondicionamiento, lumínico, acústico,

acústico y visuales.

Se debe saber que los criterios de diseño en las viviendas deben ir ligados a criterios térmicos,

teniendo en cuenta las precauciones de orientación de la vivienda, aislamientos térmicos, entre

otros. (Alexander Iturre Campiño, 2013)

4.8 CONFORT ACÚSTICO

El confort acústico está dado por el nivel de ruido que se encuentra por debajo de los niveles

legales permitidos que pueden producir a las personas daños a la salud. El confort acústico es el

31

nivel sonoro que no molesta, que no perturba y que no daña la salud, este se mide atreves de

decibeles y por medio de equipos altamente sensibles al sonido.

La realización del estudio se debe basar en la normatividad colombiana, NTC 4945.

(INCONTEC, 2001)

4.8.1 Factores del confort acústicos

Estas normas nos indican los factores que debemos tener en cuenta para el desarrollo del

estudio como son:

4.8.1.1 Posición de la fuente

Lugar en el cual estará ubicada la fuente emisora.

4.8.1.2 Rangos de frecuencias

Son los límites de frecuencias que se utilizaran en la evaluación, los cuales serán desde 16Hz

hasta 20KHz.

4.8.1.3 Ruido de fondo

Es el ruido que no se puede controlar, el ruido generado por el medio que nos rodea.

4.8.1.4 Nivel medio de presión sonora en la superficie

Es diez veces el logaritmo decimal del cociente entre la media, temporal y espacial, de los

cuadrados de las presiones en la superficie

4.8.1.5 Posición de los sonómetros

Es la ubicación en la cual serán situados los diferentes sonómetros según la norma vigente

32

4.8.1.6 Filtros de tercios de octavas

Una banda de octavas es una banda de frecuencias donde la frecuencia más alta es dos veces

la frecuencia más baja, un filtro de octava con una frecuencia de 1KHz tiene una frecuencia de

inferior de 707Hz y una superior de 1.414Hz. Cualquier frecuencia que esté por debajo y por

encima de esos límites se rechaza. Un tercio de octava tiene una anchura de 1/3 de la banda de

octava. (INCONTEC, 2001)

4.9 CONFORT LUMÍNICO O VISUAL

En el confort lumínico o visual tiene como finalidad el poder percibir la información

correctamente; los colores, formas y objetos en un espacio determinado, sin ocasionar daños en

la visión, aquí intervienen 3 parámetros fundamentales:

4.9.1 Flujo luminoso

Es la medida de la potencia luminosa percibida.

4.9.2 Intensidad luminosa

Es la cantidad de flujo que emite una fuente por unidad de Angulo sólido.

4.9.3 Nivel de iluminación

Flujo luminoso que incide en una superficie, su unidad de medida es en Lux

Es necesario atender la luz proporcionada y que esta sea la más adecuada posible, una

distribución inadecuada puede causar graves daños a la salud.

33

4.9.4 Factores del confort lumínico

Estos factores sobre el confort lumínico inciden directamente sobre los 3 parámetros, flujo

luminoso, intensidad luminosa y nivel de iluminación:

4.9.4.1Flujo luminoso:

Potencia luminosa que emite una fuente de luz (cd)

4.9.4.2 Intensidad luminosa:

La forma en la que distribuye la luz en una dirección

4.9.4.3 Nivel de iluminación:

Nivel de luz que incide sobre un objeto o superficie (lx)

También se deben tener en cuenta dos (2) condiciones básicas; deslumbramiento y los

contrastes.

34

5 METODOLOGIA

La valoración de la vivienda experimental se realizara por medio de las mediciones de confort

que serán descritas a continuación:

5.1 ANÁLISIS TÉRMICO

Para estudiar las temperaturas y humedades relativas que se encuentran al interior de la

vivienda, se deben instalar los dispositivos móviles del sensor klimalogg; en la habitación

con refuerzo de pulpa de papel. También se debe estudiar la temperatura y humedad relativa

del medio ambiente instalando un dispositivo en la parte externa de la vivienda. La

información de los tres (2) dispositivos móviles va dirigida a la computadora por medio de

una USB que sirve como receptora de la información, el software klimalogg pro nos muestra

los datos recibidos en tiempos de 10 minutos, la duración del estudio será de tres (3) días.

Ilustración 1 Esquema metodológico para evaluación térmica

Estos son los parámetros los cuales mediremos con nuestros dispositivos móviles

35

Tabla 5 Parámetros térmicos para tener en cuenta

ti Temperatura interna °C

tr Temperatura radiante °C

Hr Humedad relativa %

Ilustración 2 Ubicación de dispositivos Higro - Térmicos

Ilustración 3 plano de la vivienda y dispositivo klimalogg Fuente Ing. Diego Gómez

El equipo de estación higro- térmica de Klimalogg Pro, consta de las siguientes partes:

36

Una (1) memoria USB la cual sirve para conectar el dispositivo Klimalogg Pro con el

computador por medio inalámbrico

Dos (2) estaciones higro- térmicas de Klimalogg Pro; El primer dispositivo recibe la

información de ambos y la envía a la memoria USB la cual la transmite al

computador

Software Klimalogg Pro

Ilustración 4 Estación higro-termico klimalogg pro Fuente:

http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/mt8AAOSwstxU5JqG/s-l225.jpg

37

5.1.1 Diseño experimental.

Con el fin de determinar el efecto que ejerce el espesor de la pared, y la teja sobre las humedades

relativas externas%, humedades relativas internas%, temperatura externa y temperatura interna,

se plantea el siguiente diseño experimental.

Unidad experimental.

Aislapor, Teja y pared

Factores, Niveles Tratamientos y aleatorización

En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestran los tres factores:

ESPESOR a 4 niveles y TEJA a 2 niveles, lo cual genera 8 tratamientos. Los experimentos se

realizaron al azar. Debido a disponibilidad de material, costos de las pruebas y tiempo cada

tratamiento, la experimentación se realizó tres veces.

38

Tabla 6 Factores, niveles y tratamientos del diseño experimental Térmico

Orden azar Orden Corrida Espesor teja

12 1 2 2

16 2 4 2

1 3 1 1

19 4 2 1

14 5 3 2

23 6 4 1

20 7 2 2

8 8 4 2

17 9 1 1

4 10 2 2

7 11 4 1

21 12 3 1

5 13 3 1

11 14 2 1

9 15 1 1

22 16 3 2

3 17 2 1

13 18 3 1

15 19 4 1

2 20 1 2

6 21 3 2

10 22 1 2

18 23 1 2

24 24 4 2

39

Variables de respuesta: Se midieron después de aplicados los tratamientos, estas son: HRE%,

HRI%, TEMPE y TEMPI

(HRE%: Humedad relativa externa, HRI%: Humedad relativa interna, TEMPE: Temperatura

externa, TEMPI: Temperatura interna)

Modelo del diseño

Dada las condiciones en las cuales se realizó el experimento, se plantea un Diseño

Completamente al Azar con estructura factorial 4x22, la ecuación matemática que lo representa

es la siguiente:

ijkijjiijk zzy )(

i=1, 2, 3, 4 j=1,2 k=1,2,3

Dónde:

ijky : Es la variable de respuesta, tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de espesor, j-eximo

nivel de la teja, y k-exima repetición.

: Parámetro de centralidad o efecto medio general

zi : Efecto del i-eximo nivel del factor espesor

j : Efecto del j-eximo nivel del factor teja

ijZ )( : Efecto debido a la interacción entre los niveles de los factores considerados.

40

ijk :Efecto debido al error experimental

Supuestos sobre el error

Normalidad

H0: ijk se distribuye normal

Ha: ijk no se distribuye normal

Homogeneidad de varianza

H0:

Ha: σ2>0

Supuesto de

independencia

Cov (ijk, i’j’k’)=0 ii’;

jj’ ; kk’

HIPÓTESIS ASOCIADAS AL MODELO

Hipótesis de interacción

H0: (z)ij = 0 No hay efecto de interacción entre los dos factores

Ha: (z)ij 0 Si hay interacción entre los dos factores

Hipótesis de efectos principales

Ho: Z1 = Z2 = Z3 = Z4 = Z. Ha : Zi Zi’ i i’.

Ho: α1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.

Para probar las hipótesis planteadas se realiza un análisis de varianza, gráfico de interacción o

perfil presentes en el capítulo de análisis de resultados, para lo cual se utiliza el software

estadístico Minitab 17.

41

5.2 ANÁLISIS ACÚSTICO

El desarrollo de este análisis va ligado a la Norma Técnica Colombiana 4945 (NTC 4945), la

cual nos da las pauta necesarias para obtener los datos necesarios.

Principio:

El altavoz se instala en una o más posiciones fuera del edificio a una distancia d de la fachada

con el ángulo de incidencia sonora igual a (45±5)°, el nivel de presión sonora medio se

determina directamente en la muestra (método para elementos) o a 2m frente a la fachada

(método global), así como en el local de recepción. Se calculan bien el índice de reducción

sonora aparente R o la diferencia de nivel D.

Se debe generar un campo sonoro estacionario con un espectro continuo en el rango de

frecuencia considerado. Si las mediciones se hacen en bandas de tercio de octava, se deben usar

como mínimo las bandas de frecuencias centrales desde 100Hz hasta 3150 Hz a 2000 Hz, y

preferiblemente desde 63 HZ hasta 4000Hz Hz. Además las diferencias de niveles de potencia

sonora entre las bandas de tercio de octava que forman una octava no deben superar 6dB en la

banda de octava de 125 Hz, 5 dB en la banda de 250 Hz, y 4 dB en las bandas superiores.

Debe elegirse una posición del altavoz y una distancia d a la fachada de manera que minimice

la variación del nivel de presión sonora sobre la muestra del ensayo, se debe poner la fuente tan

alta del suelo como sea posible.

La distancia r desde la fuente sonora al centro de la muestra debe ser como mínimo de 5m ( d

> 3,5m) en el casi del método para elementos y como mínimo de 7 m (d>5m) para el método

global.

42

Mediciones en el local de recepción: El sonómetro debe estar posicionado a 2 metros de la fuente

para poder realizar la corrección de ruido de fondo.

El sonómetro interno debe estar a 0.5m entre cualquier posición de micrófono y las

superficies límites de la habitación o de objetos.

Ilustración 5 Esquema de metodológico para evaluación acústica

43

Ilustración 6 plano vivienda más equipos acústicos Fuente: Diego Gómez

Para realizar el estudio acústico se trabajó con los siguientes equipos:

Sonómetro CESVA SC310 clase 1

Calibrador acústico clase 1

Fuente sonora omnidireccional para mediciones acústicas FP122 y un amplificador para

fuente omnidireccional

Estos equipos se pueden observar en la ilustración 7.

44

Ilustración 7 Dispositivos Cesva


Factores, Niveles, Tratamientos y aleatorización

En la Tabla 7 se muestran los tres factores: Espesor a 4 niveles, TEJA a 2 niveles; lo cual

genera 8 tratamientos. Estos experimentos se aplicaron al azar. Debido a disponibilidad de

material, costos de las pruebas y tiempo, por lo tanto cada tratamiento se realizó una vez.

Tabla 7 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental acústico

Orden al

azar

Orden

Corrida Espesor teja

4 1 2 2

6 2 3 2

3 3 2 1

8 4 4 2

5 5 3 1

2 6 1 2

7 7 4 1

1 8 1 1

45

Variables de respuesta: Se midió después de aplicados los tratamientos, esta es la DELTA dB.

Modelo del diseño



es la siguiente:

ijijjiij zzy )(

i=1, 2, 3,4 j=1, 2

Dónde:

ijy : Es la variable de respuesta (DELTA DB), tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de TM,

j-eximo nivel de la TEJA, en la k-exima repetición.


zi : Efecto del i-eximo nivel del factor TM

j : Efecto del j-eximo nivel del factor TEJA


46

ij :Efecto debido al error experimental


Normalidad

H0: ij se distribuye normal

Ha: ij no se distribuye normal


H0:

Ha: σ2>0

Supuesto de

independencia

Cov (ij, i’j’)=0 ii’; jj’







Ho: α 1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.

47




5.3 ANÁLISIS LUMÍNICO

Se ubicó el equipo BK precisión, en la alcoba con refuerzo de pulpa de papel, y se tomaran

los datos en unidades Lux, que es la cantidad de luz que entra en la alcoba, como también la de la

alcoba, con la solución.

Se tomara 3 medidas en el día, a las 9:00am – 12:00pm – 4:00pm, con el fin de poder analizar

los diferentes niveles de intensidad lumínica en la alcoba, durante 5 días.

Para realizar el estudio lumínico trabajamos con el equipo: BK precisión 615, Consta de:

Sensor,

Programador en fc-Lux

Display

Luz (Escala programable): Escala de 20lux a 20 KLux, 20fc a 20 Kfc, resolución 0.01 Lux,

0.01 fc , precisión •3%lectura + 10 dígitos.

48

Ilustración 8 plano vivienda más dispositivo lumínico

Ilustración 9 Dispositivo BK precision

49


Factores, Niveles, Tratamientos y aleatorización

En la Tabla 8 se muestran los tres factores: TEJA a 2 niveles, y HORA a 3 niveles; lo cual

genera 6 tratamientos. Estos experimentos se aplicaron al azar. Debido a disponibilidad de

material, costos de las pruebas y tiempo, por lo tanto cada tratamiento se realizó 5 veces.

50

Tabla 8 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental lumínico

ALEATORIZACIÓN TEJA HORA

1 1 1

7 1 1

13 1 1

19 1 1

25 1 1

2 1 2

8 1 2

14 1 2

20 1 2

26 1 2

3 1 3

9 1 3

15 1 3

21 1 3

27 1 3

4 2 1

10 2 1

16 2 1

22 2 1

28 2 1

5 2 2

11 2 2

17 2 2

23 2 2

29 2 2

6 2 3

12 2 3

18 2 3

24 2 3

30 2 3

Variables de respuesta: Se midió después de aplicados los tratamientos, esta es la lux.

51

Modelo del diseño



es la siguiente:

ijkijjiijk zzy )(

i=1,2 j=1, 2, 3, l=1, 2, 3, 4, 5

Dónde:

ijky : Es la variable de respuesta (Lux), tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de la teja, j-

eximo nivel de la hora, en la k-exima repetición.


zi : Efecto del i-eximo nivel del factor teja

j : Efecto del j-eximo nivel del factor hora


ijk :Efecto debido al error experimental

52


Normalidad

H0: ijk se distribuye normal

Ha: ijk no se distribuye normal


H0:

Ha: σ2>0

Supuesto de

independencia

Cov (ijk, i’j’k’)=0 ii’;

jj’ ; kk’







Ho: α 1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.




53

6 RESULTADOS Y ANÁLISIS

A continuación se mostraran los resultados obtenidos de las valoraciones en confort térmicas,

acústicas y lumínicas en la vivienda experimental.

6.1 RESULTADOS INICIALES, DIAGNÓSTICO DE LA HABITACIÓN

6.1.1 Valoración térmica

La valoración térmica se realizó entre el 23 al 25 de abril del 2015, en la cual se midieron las

variables de respuesta: Temperatura interna, temperatura externa, humedad relativa interna y

humedad relativa externa tal como se evidencia en las ilustraciones; 10,11 ,12 y 13

Ilustración 10 Gráfico de temperatura vs tiempo, 23 de abril

25,5

23,2

28,9

30,8

26,5

19,3

29,6

26,7

22,7

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tíempo

T°c vs T - 23 de abril - Pared sola - Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

54

Ilustración 11 Gráfico de temperatura vs tiempo, 24 de abril

Ilustración 12 Gráfica temperatura vs tiempo, 25 de abril

26,4 24,1

28,4 28,6

25,4 23

21

29,2

25,7

22,4

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Externa

25,5 23,8

27,2 28,6

25 22,5

21,3

29

25,1

21,3

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Externa

55

Ilustración 13 humedad relativa vs tiempo, 25 de abril

La valoración térmica obtenida por las ilustraciones 10, 11 y 12 nos muestra que las medidas

en el interior de la vivienda son muy cercanas a las medidas de temperatura en el exterior de la

vivienda, esto se da en gran proporción por la distribución de la casa y la cercanía del patio a la

alcoba #1, ya que el patio es abierto y no cuenta con ningún tipo de techo, y la alcoba no tiene

ventana.

A partir de la ilustración 13 podemos determinar que la humedad relativa presente en la

alcoba es alta, teniendo una media de 69,31%, para los cuales los mínimos son entre 0 y 30%, y

los máximos entre 60 y 100%, (Rafael Hernández Sánchez, 2014)

La vivienda presenta bajo índice confort térmico, pues en la alcoba, durante el día,, las

temperaturas internas y externas son muy similares, como también que la humedad relativa es

muy alta y puede generar daños en la salud como (irritación tracto respiratorio, rinitis, asma,

73 77

68 59

70

85 89

70 72

84

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

me

dad

rela

tiva

%

Tiempo

H.R vs T -25 de abril - pared sola - sin teja

H.R Interna

H.R Externa

56

neumonitis, nauseas, dolores de cabeza, fatiga piel seca, tos, cambios de humor, cambios de

estado de ánimo) (NTP 243, 198+), como también daños en nuestras pertenencias.

6.1.2 Valoración acústica

La valoración acústica se realizó el día 17 de abril del 2015, el cual empezó a las 10:00 am y

termino a la 1pm, teniendo en cuenta la norma NTC 4945, se realizó el debido procedimiento

con el fin de poder realizar las mediciones de aislamiento acústico; las condiciones climáticas

fueron favorables para la evaluación, el punto de medición se ubica en la parte posterior de la

fachada de la casa, en la parte trasera (donde se encuentra construido con el material a estudiar) a

una distancia de 1.50m de la fuente.

Tabla 9 presenta las definiciones acústicas que fueron utilizadas:

Indicadores de ruido Nivel sonoro continúo equivalente ponderado Z, LZeq.

Cálculos utilizados

Tiempo de medición Intervalos de 10 segundos en dos horas.

Tiempo de respuesta Slow

Filtro de ponderación Z.

Observaciones Se determina un punto de medición próximo a la fuente, a

una distancia de 1.50 metros de la fachada y de la fuente,

sobre 1.20 metros del nivel del piso. Las condiciones

57

Tabla 10 Resultados acústicos

Promedio

En este desarrollo experimental, se cumplieron con los requerimientos de las distancias de la

pared al micrófono y de la fuente al micrófono basadosen la norma NTC 4945. Los resultados de

la evaluación acústica, muestran que el promedio de reducción acústica en inmisión que nos

genera las paredes con refuerzo de pulpa de papel es alrededor de 19dB. Este resultado nos

indica que se debemos generar opciones para mejorar la resistencia acústica de la vivienda, dado

que en el sector que se encuentra ubicada la casa experimental, pasa el camión recolector de

basura, el cual genera alrededor de 100 dB.

La normatividad colombiana por medio de la resolución 0627 de 2006, (Ministerio de

ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006) nos indica que en el periodo diurno los

estándares máximo permisibles de niveles de ruido ambiental en dB(A) que se debe generar en

una zona residencial es de 65 dB y en el periodo nocturno es de 55 dB, lo cual nos muestra que

climáticas son estables y el ruido ambiente es moderado.

84.2 dB 64.8 dB

84.7 dB 63.1 dB

80.7 dB 65.1 dB

83.52 dB 64.4 dB

58

nuestra vivienda presenta falencias de confort acústico debido a que si el camión recolector de

basura pasa en la noche, y le restamos nuestra reducción actual, no alcanzamos a estar en los

límites permisibles por la norma.

6.1.3 Valoración lumínica

La valoración lumínica se realizó desde el 12 al 16 de octubre, donde se tomaron 3 medidas

en la alcoba 1, durante el día, la cual se podrá observa en la siguiente ilustración.

Ilustración 14 unidad de medida Lux (lx)

1750

1200

400

1689

1050

450

3000

1500

200

1500

750

450

1250

1077

480

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Un

idad

es L

ux

(Lx)

Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1

lunes 9:00 am

Lunes 12:00

Lunes 4:00 pm

Martes 9:00 am

Martes 12:00

Martes 4:00 pm

Miercoles 9:00 am

Miercoles 12:00

Miercoles 4:00 pm

Jueves 9:00 am

Jueves 12:00

Jueves 4:00 pm

Viernes 9:00 pm

Viernes 12:00

Viernes 4:00 pm

59

La valoración lumínica nos indica que la alcoba presenta niveles de iluminación buenos en las

horas de la mañana y medio día, debido a que en estas horas, el sol está saliendo por el oriente y

posicionándose en la mitad del meridiano, pero en las horas de la tarde presenta muy bajos

niveles de intensidad lumínica, debido a que el sol se pone por el occidente y la vivienda está

ubicada de modo que el patio queda apuntando hacia el oriente. Como se mostró en la tabla 4 de

niveles de iluminación, por debajo de los 500 Lux (Lx), es la iluminación para lugares en los

cuales no se realice actividades de mucha concentración, ya que es la medida de iluminación

general nocturna.

Los niveles de iluminación en los horarios 9am y 12pm son muy altos en comparación del

horario de 4pm, para ello se debe reducir estos niveles en horas tempranas debido a que en la

alcoba 1 y patio va a presentar altos niveles en comparación del resto de la vivienda y pueda

generar cambios brusco en la sensibilidad de la retina.

En la evaluación inicial se encontró que la vivienda presenta fallas en los tres (3) índices de

confort evaluados (acústicas, lumínicas y térmicas). En el índice acústico la alcoba tiene una

reducción de 19dB, lo que nos indica que el confort acústico es bajo. En las mediciones

lumínicas obtuvimos datos en los cuales el nivel de iluminación es muy alto en la alcoba, y en

las horas de la tarde los niveles de iluminación son muy bajos, la casa está posicionada para que

la puerta de al sur, como lo podemos observar en la ilustración 15, el sol sale en las mañanas por

el oriente y se pone en el occidente, el patio da al oriente y se encuentra sin techo, después del

medio día, el sol pasa a ocultarse y la iluminación disminuye drásticamente. Para la evaluación

térmica se evidencio que las temperaturas internas y externas son muy cercanas, la humedad

relativa es muy alta para poder tener sensaciones de confort óptimas, de tal modo que se

60

presentan problemas de convivencia, debido a cambios de humor y cambios en el estado de

ánimo como también de salud. Este tipo de problemas se ven frecuentemente en la mayoría de

las construcciones de apartamentos y casas pre-fabricadas, en las cuales los materiales de

construcción son para dividir las secciones de la casa, y no para brindar un confort.

Ilustración 15 posición de la vivienda

61

6.2 RESULTADOS DE LA PROPUESTA

Tomando los datos de la evaluación inicial, se propuso las siguientes soluciones para los tres

(3) índices de confort:

Confort acústico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 4x2

Confort lumínico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 3x2

Confort térmico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 4x2

La solución planteada se basa en generar buenos índices de confort en la alcoba, para esto se

propuso utilizar los materiales que se definieron en la tabla 11. La evaluación inicial nos indica a

que los puntos a tratar son: el patio, y la pared de la alcoba.

El patio es abierto y no lo separa nada a la Alcoba 1, como se observa en la ilustración 16, en

el plano se evidencia que debe haber una ventana y una puerta, pero la casa no presenta ninguna

de estos artículos (ver ilustración 15), por este motivo las evaluaciones iniciales de los 3 índices

de confort (acústico, lumínico y térmico) presentan bajo rendimiento.

62

Ilustración 16 patio de la casa

63

Ilustración 17 casa lateral

Para el patio se propone aplicar las tejas #7 ajozinc de Ajover, con el fin de poder regular la

temperatura, humedad relativa y los niveles de iluminación que inciden en la alcoba. En el

interior de la alcoba se propone fijar las láminas de aislapor en las dos paredes en diferentes

espesores (2, 4 y 6 cm), para poder regular la temperatura y los niveles sonoros de inmisión que

pasan a través de la pared.

64

Tabla 11 materiales

aislapor de baja densidad de 2cm de espesor, de 1m x 1m

Ilustración 18 aislapor

Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/147393/Aislamiento-de-icopor-1-x-1-metro,-acustico-basico

MATERIALES CARACTERISTICA

Aislapor de baja densidad Espesor 2cm

Tejas de ajozinc 83 x 215 cm marfil, ajover

Sikaflex Connection 300ml

Alambres de amarres 26 cm

http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/147393/Aislamiento-de-icopor-1-x-1-metro,-acustico-basico

65

Sikaflex connection 300ml

Ilustración 19 Sikaflex connection 300ml

Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/119638/Sikaflex-gris-at-connection-300-ml

Teja #7 ajozinc 83x 215 cm marfil ajover

Ilustración 20 teja ajozinc

Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/79391/Teja-#7-ajozinc-83-x-215-cm-marfil

http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/119638/Sikaflex-gris-at-connection-300-ml

66

Alambres de amarre 26cm

Ilustración 21 alambre de amarras

Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/75282/Amarre-20-unidades-con-tapa-plastica-26-cm-calibre-18

El proceso de implementación de la solución inicio el día jueves 1 de octubre de 2015, con el

aislapor con 2cm de espesor y sin teja.

Ilustración 22 alcoba 1 implementación aislapor 2cm espesor

67

El lunes 5 de octubre de 2015 se implementó la teja en el patio, teniendo el mismo espesor de la

lámina de aislapor en la alcoba.

Ilustración 23 implementación de las tejas

El jueves 8 de octubre se procedió a adherir una lámina más de aislapor en toda la pared, para

aumentar el espesor del material, para esta fecha se realizó la evaluación con teja, ver Ilustración

24

68

Ilustración 24 alcoba 1, implementación aislapor 4cm espesor

El lunes 12 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 4cm, sin teja.

El jueves 15 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 6cm, sin teja.

El lunes 19 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 6cm, con teja

El jueves 22 de octubre de 2015 se evaluó la pared sola, sin aislapor, con teja.

La evaluación acústica se realizó el lunes 19 de octubre de 2015, en esta evaluación se tuvieron

en cuenta todas las variables, definidas en el diseño experimental. Ver Ilustración 25

69

Ilustración 25 evaluación acústica de la solución propuesta

La evaluación lumínica se realizó en los días del 12 de octubre al 16 de octubre de 2015,

tomando datos, en las horas pactadas, con y sin techo en el patio.

Ilustración 26 evaluación lumínica solución

70

6.2.1 Valoración térmica

La valoración térmica se realizó entre el 1 al 25 de octubre de 2015, en la cual se midieron las

variables de respuesta: Temperatura interna, temperatura externa, humedad relativa interna y

humedad relativa externa tal como se evidencia en las ilustraciones;

Ilustración 27 T°c vs T- 1 de octubre- aislapor 2cm- sin teja

24,2 22,8 28,6

24,5

24

21 19,5

32

28,5

20,6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra

Tiempo

T°c vs T - 1 de octubre - aislapor 2cm- Sin teja

T°c Interna

T°C Externa

71

Ilustración 28 T°c vs T - 2 de octubre- aislapor 2cm- sin teja

Ilustración 29 T°c vs T- 3 de octubre- aislapor 2cm- sin teja

24 22,8

27,1 27,8

25,5

20,6 19,7

29,2

26,3 21,6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 2 de octubre - Aislapor 2cm- Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

25,2 23,9 29,1

29,4

26,2

21,5 21,3

31,7

27,9 22,9

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 3 de octubre - Aislapor 2cm- Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

72

Ilustración 30 H.R. vs T - 3de octubre- aislapor 2cm- sin teja

Ilustración 31 T°c vs T- 5 de octubre- aislapor 2cm- con teja

67 70

56 57

62

81 82

53

61 76

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R. vs T - 3 de octubre - aislapor 2cm - sin teja

H.R. interna

H.R. externa

26,3 24 29,6

30,1

27,4

22,5 20,1

33,8

27,9 23,2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 5 de octubre - Aislapor 2cm- Con teja

T°c Interna

T°c Externa

73



27,2 24,7 29 29,6

27

23 20,3

31,4

27,2 22,6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

pe

ratu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 6 de octubre - Aislapor 2cm- Con teja

T°c Interna

T°c Externa

26,9 25

28,8 28,7

26

22,8 20,5

30

25,8

22,4

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 7 de octubre - Aislapor 2cm-Con teja

T°c Interna

T°c Externa

74

Ilustración 34 H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja

Ilustración 35 T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja

67 70 56

57

62

81 82

53

61

76

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja

H.R. Interna

H.R. Externa

26 24 29,5

29,5

27,3

22,4 20

33,2

27,1 22

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja

T°c Interna

T°c Externa

75

Ilustración 36 T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja

Ilustración 37 T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja

27,2 25,7

29

28,4

26,6

21,8

21,8

32,4

25,2 22,7

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja

T°c Interna

T°c Externa

26,6 25,3 29,1

25,5 24,6

22,7 20,8

32

21,1 20,4

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja

T°c Interna

T°c Externa

76

Ilustración 38 H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja

Ilustración 39 T°c vs T- 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja

73 77 65

56

66

87 91

60

61 80

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja

H.R. Interna

H.R. Externa

24,7 23,9 27,2

26,1

24,5

21 21

29,6

22,7

21,3

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

77

Ilustración 40 T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja

Ilustración 41 T°c vs T- 14 de octubre - aislapor 4cm- sin teja

24,5 23,8 27,6

25,6

23,9

21,3 20,6

30

21,5

20,4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

pe

ratu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

22,4 20,9 27,1

27,2

24,7

20,3 19,3

28

23,3 21,8

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T -14 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja

T°c Interna

T°c Externa

78

Ilustración 42 H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja

Ilustración 43 T°c vs T -15 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja

72 75

65

69

73

84 88

61

85 88

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iiva

%

Tiempo

H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja

H.R. Interna

H.R. Externa

24 21,9 26,4

25,8

24,6

21,8 19,3

30,4

22,8 22

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Externa

79



24,4 23,1 27,2 23,9

22,5

21,7 20,1

28,9

20,8 20,4

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

pe

ratu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°C Externa

22,4 20,9 27,1

27,2

24,7

20,2 19

30,9

26,3 22,6

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Externa

80

Ilustración 46 H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja

Ilustración 47 T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

79 79 67

64

73

88 88

60

66 83

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja

H.R. Interna

H.R. Externa

22,8 22 28,2

29,2

25,8

19,8 19,8

30,5

28 23,2

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

T°c Interna

T°c Externa

81

Ilustración 48 T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

Ilustración 49 T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

25,8 23,7

26,5

24,9

23,2

23,2 21,2

30,3

24,7 21,1

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

pe

ratu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

T°c Interna

T°c Externa

23,2 22,3 26,7

26 23,9

21 21

29,3

26 21,8

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja

T°c Interna

T°c Externa

82

Ilustración 50 H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja

Ilustración 51 T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja

70 75

58 60

74

81 86

62

74

87

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja

H.R. Interna

H.R. Externa

24,8 22,4

28,2

29,9

26,2

21,9 20,3

31,6

27,2 22,8

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo

T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja

T°c Interna

T°c Externa

83



26 23,2

29,4

31,9

27,1

22,6 20

32,1

27,2

23,1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Ëxterna

27 24,8 29,9

30,5

26

23 21,4

31,3

26,8 22

0

5

10

15

20

25

30

35

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Tem

per

atu

ra °c

Tiempo


T°c Interna

T°c Externa

84

Ilustración 54 H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja

La valoración térmica obtenida, por las evaluaciones de las soluciones que se mostraron en las

ilustraciones de la 27 a la 54. Indican, que para la variable de respuesta de humedad relativa

interna, la solución más aproximada a la necesidad es el espesor de 6cm y teja, teniendo estos

como los mejores rangos (ver Ilustración 54), a pesar de que en esta fecha el clima fue lluvioso

en las horas de las tarde, para la variable de respuesta temperatura interna, la solución optima a la

necesidad son las de espesor de 6cm y 4 cm con teja, ya que presentan rangos de confort óptimos

entre 23°c y 26°c como se observa en las Ilustración 40 Ilustración 49, con estos resultados se

determina que en la alcoba 1 de las medidas, como las que se observaron en Ilustración 15, el

aislapor y la teja son unbuena solución para mejorar el índice de confort térmico.

64 70 60

51

62

78 83

58

66

78

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.

Hu

med

ad r

elat

iva

%

Tiempo

H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja

H.R. Interna

H.R. Externa

85

Para confirmar lo anterior y probar la hipótesis planteada, se realizó el análisis de varianza y

grafico de interacciones. Estos resultados fueron arrojados por el diseño de experimentos

planteado para este tratamiento.

En la Tabla 12, se presenta el análisis de varianza de los diseños factoriales, los cuales cumplen

con los supuestos sobre el error, tanto de normalidad como de homogeneidad (anexo A).

En el análisis de varianza se halló que a niveles de significancia mayores de 0.249, no se rechaza

la hipótesis nula de interacción no significativa entre los factores considerados, indicando que no

hay dependencia entre estos factores en todas las variables de respuesta considerados. Con

respecto a los efectos principales espesor y teja, los resultados son los siguientes:

Para la variable HRE%: ambos son significativos a niveles menores de 0.017.

Para la variable HRI%: ambos son significativos a niveles menores de 0.002.

Para la variable TEMPE%: solo es significativa el efecto de la teja (0.012), mientras que

a un nivel de significancia de 0.049 el espesor no lo es.

Para la variable TEMPI%: ambos son significativos a niveles menores de 0.011.

Otro aspecto importante, es el valor de la suma de cuadrados de los tratamientos, para todas las

variables de respuesta, es mucho más grande que la suma de cuadrados de los errores, esto

significa que se realizó un buen control del experimento. (Tabla12), este mismo resultado se

evidencia con el valor de los R2, (76.5%, 55.22%, 56.5% y 72.28% respectivamente, estos

valores son el porcentaje de variabilidad explicada por los factores y las interacciones

consideradas.

86

Tabla 12 Análisis de varianza Andamios rígidos, variables HRE % HRI % TEME °c

TEMPI °c.

HRE% HRI%

Fuente G.L SC F P-VALOR G.L SC F

P-

VALOR

ESPESOR 3 478,12 13,47 0,000 3 192,75 9,04 0,001

TEJA 1 84,37 7,13 0,017 1 106,04 14,9 0,002

ESPESOR*TEJA 3 53,79 1,52 0,249 3 31,77 1,49 0,258

Error 16 189,33 16 106,67

TEMPR TEMPI

Fuente G.L SC F P-VALOR G.L SC F

P-

VALOR

ESPESOR 3 15,838 3,27 0,049 3 23,908 10,4 0.000

TEJA 1 13,054 8,08 0,012 1 6,304 8,2 0,011

ESPESOR*TEJA 3 4,665 0,96 0,434 3 1,865 0,81 0,508

Dado que tanto el espesor como la teja presenta efectos significativos, es decir, sus niveles

ejercen un efecto distinto sobre la variable de respuesta de manera independiente, (HRE%,

HRI%, TEMPE (solo teja) y TEMPI) se realizó una prueba postanova de Tukey (tabla 13), en la

87

cual se halló los siguientes resultados a un nivel de significancia del 5% (tabla 13, figura 1 a, b,

c. d):

Para la variable HRE%, es posible recomendar el espesor 1 o el 4 porque tienen el

mismo efecto sobre la respuesta HRE%. Mientras que para el efecto de la teja, son

distintos el efecto, siendo mejor para teja=2.

Para la variable HRI%, es posible recomendar el espesor 4 o el 3 o 1, porque tienen el

mismo efecto sobre la respuesta HRI%. Mientras que para el efecto de la teja, son


Para la variable TEMPE, es posible aplicar cualquiera de los espesores, porque todos

tienen el mismo efecto sobre la respuesta (siendo el mayor espesor 2). Mientras que para

el efecto de la teja, son distintos el efecto, siendo mejor para teja=2..

Para la variable TEMPI, es posible recomendar el espesor 1 o el 2, porque tienen el

mismo efecto sobre la respuesta TEMPI. Mientras que para el efecto de la teja, son


88

Tabla 13 Prueba de Tukey, para Térmico. Variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI

HRE%

HRI%

ESPESOR N Media Agrupación


1 6 59,000 A

4 6 59,670 A

4 6 56,667 A B

3 6 57,5 A

3 6 51,167 B C

1 6 55,33 A B

2 6 47,667 C

2 6 51,5 B

TEJA N Media Agrupación


2 12 55,5 A

2 11 58,1667 A

1 12 51,75 B

1 12 53,8333 B

TEMPR

TEMPI



1 12 32,87 A

1 6 30,870 A

2 12 31,39 B

2 6 30,08 A B

3 6 29,067 B C

4 6 28,23 C


1 12 30,07 A

2 12 29,05 B

89

Ilustración 55 Grafica de efectos principales, variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI

90

6.2.2 Valoración acústica

La valoración acústica se realizo el día 19 de octubre de 2015, para lo cual se tomaron las

mediciones en base a la norma técnica colombiana NTC 4945, por medio de la cual surgen las

siguientes ilustraciones.

En la gráfica se observan tres líneas, donde LAE hace referencia a un promedio conocido

como Nivel sonoro equivalente continuo. LATmax, es la medición en ponderación A con tiempo

de integración T y finalmente LAF el cual se refiere a la medición en ponderación A configurado

en Fast (es decir, mediciones cada 125ms).

Ilustraciones para el aislapor de 2cm de espesor.

Ilustración 56 mediciones con perturbaciones de la fuente esférica en pared lateral

91

Ilustración 57 Medición con sonómetro con perturbación en pared lateral

En estos análisis toma importancia la LAF, debido a que la ponderación A hace referencia a la

escucha del ser humano. Por tanto se observa que el ruido en el interior de la alcoba ante la

perturbación de un agente externo subió un aproximado 20dB con respecto al ruido ambiente

natural, manteniéndose en un promedio de 61,5 dB según el L90.

Ilustración para aislapor de espesores de 4 y 6 cm

Ilustración 58 Mediciones de sonómetro y de perturbación de la fuente

92

Se observa que el ruido en el interior de la alcoba ante la perturbación del agente externo

genera una reducción promedio de 21 dB según L90.

Según los datos obtenidos, observamos en la Ilustración 59, que el material utilizado a pesar

de tener propiedades intrínsecas buenas para reducir niveles sonoros, no genero mayor reducción

que la de la valoración inicial, esto se puede explicar, por pequeñas aberturas las cuales generan

filtraciones, disminuyendo el confort acústico en la alcoba, la solución de la teja, no genera

ningún efecto.

Ilustración 59 Nivel sonoro de inmisión

Para esto tenemos los resultados, los cuales prueban la hipótesis planteada, la cual se realiza

bajo un análisis de varianza y grafico de interacciones, estos resultados fueron arrojados por el

diseño de experimentos planteado para este tratamiento.

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

21,5

espesor 0cm espesor 2cm espesor 4cm espesor 6cm

Niv

el s

on

oro

dB

Nivel sonoro de inmision

con teja

sin teja

93

Para el análisis de la variable delta dB, se halló que no hay un efecto por la teja, como se puede

observar los valores de Tm permanecen constante ante la variación de la teja, dado estos

resultados la condición optima con relación al espesor es del aislapor de 4cm, debido a que el

espesor de 6cm aumenta los costos y genera el mismo efecto.

Ilustración 60 Interacción para dB

94

6.2.3 Valoración lumínica

Para la valoración lumínica se tomaron 3 datos, durante 5 días, en los datos obtenidos se genera

un efecto positivo por la solución propuesta, como puede ver en la siguiente ilustración.

Ilustración 61 Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja

La alcoba en las horas de la mañana y medio día, presento una reducción del nivel de

iluminación, gracias a esto, se mejora el confort lumínico, ya que dado el caso que habitaran

personas, no tendrían mucho esfuerzo visual, al momento de entrar a la alcoba o salir de ella.

1080

900

200

1051

870

90

1750

1000

80

600

1000

200

500

850

180 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1

Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja

lunes 9:00 am

Lunes 12:00

Lunes 4:00 pm

Martes 9:00 am

Martes 12:00

Martes 4:00 pm

Miercoles 9:00 am

Miercoles 12:00

Miercoles 4:00 pm

Jueves 9:00 am

Jueves 12:00

Jueves 4:00 pm

Viernes 9:00 pm

Viernes 12:00

95

Para esto tenemos los resultados, los cuales prueban la hipótesis planteada, la cual se realiza

bajo un análisis de varianza y grafico de interacciones, estos resultados fueron arrojados por el

diseño de experimentos planteado para este tratamiento.

En la Tabla 14, se presenta el análisis de varianza de un diseño factorial, este no cumple con el

supuesto de normalidad sobre los residuales, por lo cual fue necesario realizar una trasformación

de la variable luz, y se aplicó (lux^0.03)s, lográndose que se cumpliera los supuestos tanto de

normalidad como de homogeneidad (anexo A).

En el análisis de varianza se halló que a niveles de significancia mayores de 0.056, no se rechaza

la hipótesis nula de interacción no significativa entre los factores considerados, indicando que no

hay dependencia entre estos factores, por lo tanto, se pasó analizar los efectos principales,

obteniendo que tanto la teja como en los niveles de hora hay diferencias significativas (p-valor

0.000).

Otro aspecto importante, es el valor de la suma de cuadrados de los tratamientos, para todas las

variables de respuesta, es mucho más grande que la suma de cuadrados de los errores, esto

significa que se realizó un buen control del experimento. (Tabla 14), este mismo resultado se

evidencia con el valor de los R2, que fue de 87.6%.

96

Tabla 14 Anova de la Lux, luminosidad.

Fuente GL SC F

P-

VALOR

TEJA 1 0,003651 0,00365 0.000

HORA 2 0,022265 0,01113 0.000

TEJA*HORA 2 0,001092 0,00055 0,056

Error 24 0,004015 0,00017

Total 29 0,031023

Dado que tanto la teja como la hora presenta efectos significativos, es decir, sus niveles ejercen

un efecto distinto sobre la variable de respuesta de manera independiente, se realizó una prueba

postanova de Tukey (tabla 15), en la cual se halló los siguientes resultados a un nivel de

significancia del 5% (Tabla 15, Ilustración 62)

Para el efecto de la teja, es mejor la 2. La hora en que hay mayor luminosidad es hora =1 o 2.

(Ilustración 62).

97

Tabla 15 Análisis postanova. Variable lux.


2 15 1116,400 A

1 15 690,07 B

HORA N Media Agrupación

1 10 1417 A

2 10 1019,7 A

3 10 273 B

Ilustración 62 Grafica de efectos principales. Variable luminosidad

98

La valoración lumínica obtenida, nos muestra que para la vivienda presenta buenas

condiciones visuales con la teja, por lo cual se redujeron los niveles de iluminación en horas

tempranas, la luz (característica natural) y la visión (característica personal) se complementan,

el ser humano recibe información sensorial y se considera que el 50% de esta información

recibida es de tipo visual y tiene como origen primario la luz. Los beneficios que pueden tener

los posibles habitantes de la vivienda son, agudeza visual, campo visual adecuado, poder

distinguir correctamente las formas, colores y que todo esto se haga fácilmente y sin presentar

fatiga, por lo cual se asegure el confort visual permanente en las horas que el sol incida en la

vivienda. (NTP 211, 198+)

99

7 CONCLUSIONES

Se logro realizar el diagnostico de la vivienda ubicada en la universidad de San Buenaventura,

como se pudo evidenciar en los estudios del mismo, en el cual se obtuvieron buenos índices de

confort, aportando sensaciones de comodidad y salud.

Las soluciones de confort se plantearon en base en los resultados arrojados por el diagnostico

los cuales, fueron corroborados por el diseño experimental

Con respecto al índice de confort acústico, este se vio afectado negativamente por las

aberturas de la alcoba en la parte del techo, las cuales están así desde el momento de la

construcción, estas aberturas a pesar de ser pequeñas, generan un confort mediocre en la alcoba,

teniendo en cuenta que la casa, se diseño para estar ubicada en mitad de cuadra.

Las propiedades de confort térmico y lumínico incrementaron con la implementación de las

soluciones propuestas, generando comodidad y bienestar dentro de la alcoba. Se logro establecer

espesores adecuados con el aislapor y la veracidad del uso de la teja, para mantener la alcoba con

porcentajes de humedad relativa acorde con la temperatura, y así evitar tantos problemas de

salud, como daños al interior de la vivienda.

La condición optima de las soluciones fueron aislapor de 4cm y con teja ajozinc, dado que

satisfacen las variables de confort estudiadas mejoran TEMPI, HRI, niveles de iluminación y

generando reducción de niveles sonoros dB,

100

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NTP 74: confort térmico - método de fanger para su evaluación, Emilio Castejón, Ing. Industrial

103

ANEXOS

Anexo A:

Validación de supuestos TERMICO (HRR%)

Normalidad RESIDUAL1

Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.895 (prueba de

levene

104

HRI%

Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.869

Validación de supuestos: TEMPE


105

Validación de supuestos variable TEMPI


Validación de supuestos: Lumínico

Normalidad

106


Validación de supuestos: Acústica

Normalidad

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